Γιατί ο 1ος Παγκόσμιος Πόλεμος ονομάζεται επίσης πόλεμος του χημικού;

Ο πρώτος παγκόσμιος πόλεμος περιλάμβανε μια δραματική σειρά γεγονότων όπου χημικά χρησιμοποιήθηκαν τόσο για επιθετικούς όσο και για αμυντικούς σκοπούς.

Ήταν καλοκαίρι του 1915 και τα Συμμαχικά Στρατεύματα στο Υπρ του Βελγίου απολάμβαναν το ζεστό χρυσό φως πριν τη δύση του ηλίου και απολάμβαναν τον βορειοανατολικό άνεμο. Ξαφνικά, άκουσαν το πυροβολικό να εκτοξεύεται στο δρόμο τους. Οι στρατιώτες ετοιμάστηκαν να αμυνθούν, αλλά μετά συνέβη κάτι απρόβλεπτο.

Ο αέρας στο περιβάλλον τους γέμισε ξαφνικά με μια πυκνή κιτρινοπράσινη ομίχλη. Οι στρατιώτες περίμεναν ότι τα γερμανικά στρατεύματα θα εισέβαλλαν στην περιοχή, ωστόσο το μόνο πράγμα που έσπευσε ήταν περισσότερο από το ισχυρό και πικάντικο αέριο. Ο ήχος των δυνατών εκρήξεων αντικαταστάθηκε από μια απόκοσμη σιωπή και τα γαλλικά χαρακώματα βυθίστηκαν σε ένα φωτεινό δηλητηριώδες σύννεφο.

Γερμανική επίθεση με αέριο στο ανατολικό μέτωπο κατά τη διάρκεια του Α' Παγκοσμίου Πολέμου (Φωτογραφία :Wikimedia commons)

Η ημέρα που περιγράφηκε παραπάνω ήταν η 22η Απριλίου 1915. Άλλαξε τον τρόπο που διεξήχθη ο «Μεγάλος Πόλεμος» ή ο «Πρώτος Παγκόσμιος Πόλεμος». Κέρδισε επίσης στη σύγκρουση ένα νέο θράσος - «Ο πόλεμος του χημικού». Θα ρίξουμε τώρα μια ματιά στην καλή, την κακή και την άσχημη χρήση των χημικών ουσιών κατά τον πρώτο παγκόσμιο πόλεμο—και όχι μόνο.

Η αρχή του χημικού πολέμου

Η χρήση δηλητηρίου κατά τη διάρκεια του πολέμου ήταν ταμπού και όσοι το χρησιμοποιούσαν θεωρούνταν «ανάξιοι να είναι στρατιώτης». Πολλές διεθνείς συνθήκες, όπως η Διακήρυξη των Βρυξελλών και η Σύμβαση της Χάγης απηχούσαν αυτό το αίσθημα. Υπήρχε απαγόρευση χρήσης δηλητηρίου, δηλητηριασμένων όπλων ή βλημάτων των οποίων ο μοναδικός σκοπός ήταν η μεταφορά δηλητηριωδών αερίων κατά τη διάρκεια της μάχης.

Ωστόσο, η γερμανική Ανώτατη Διοίκηση κάμψε την ερμηνεία των κανόνων ανάλογα με τις ανάγκες της. Βρήκαν παραθυράκια που θα τους επέτρεπαν να χρησιμοποιούν ερεθιστικά των πνευμόνων, όπως δακρυγόνα, τα οποία θεωρούσαν ότι ήταν απλώς «καπνός» για τους αντιπάλους τους. Οι δύο πρώτες απόπειρές τους σε χημικό πόλεμο δεν απέδωσαν. Στην πρώτη προσπάθεια, τα ερεθιστικά χημικά που φορτώθηκαν στις οβίδες του πυροβολικού κάηκαν πριν φτάσουν στους Βρετανούς στρατιώτες. Τη δεύτερη φορά, οι χημικές ουσίες δεν απελευθερώθηκαν στον αέρα λόγω των συνθηκών θερμοκρασίας υπό κατάψυξη.

Οι Γερμανοί ανέβασαν το παιχνίδι τους στη Δεύτερη Μάχη του Υπρ. Τα στρατεύματα φύτεψαν φιάλες αερίου με βαλβίδες στραμμένες προς τους εχθρούς τους και περίμεναν να αλλάξει η κατεύθυνση του ανέμου. Μόλις άρχισε να φυσά μακριά από αυτούς, 5.730 κύλινδροι υπό πίεση δηλητηριώδους κιτρινοπράσινου αερίου εξαπολύθηκαν στους εχθρούς τους. Η χρήση αυτών των απροσδόκητων πολεμικών τακτικών από τις κεντρικές δυνάμεις άφησε τις συμμαχικές δυνάμεις άγνωστες. Για να αντισταθούν και να υπερασπιστούν τον εαυτό τους, έπρεπε πρώτα να προσδιορίσουν τι χρησιμοποιούνταν εναντίον τους.

Χημικοί κλήθηκαν επί τόπου για να ανιχνεύσουν τη σύνθεση του αερίου. Δεδομένου ότι τα αέρια δεν μένουν σε ένα μέρος για πολύ, η μόνη φυσική απόδειξη που έπρεπε να δοκιμάσουν οι επιστήμονες ήταν η πρασινομαύρη κηλίδα που έμεινε πίσω στα ασημένια κουμπιά, τις πόρπες και τα σήματα Γάλλων, Βρετανών και Καναδών στρατιωτών. Η αμαύρωση επιβεβαίωσε ότι τα στρατεύματα είχαν δεχθεί επίθεση από — αέριο χλωρίου (Cl2).

Το λαμπερό πρασινωπό-κίτρινο χρώμα του χλωρίου (Φωτογραφία :Larenmclan/Wikimedia commons)

Τον Σεπτέμβριο του ίδιου έτους, ο βρετανικός στρατός αντεπιτέθηκε απελευθερώνοντας 140 τόνους Cl2 στους εχθρούς του. Ο άνεμος δεν ήταν υπέρ τους, έτσι για να ελέγξουν την απελευθέρωσή τους, χρησιμοποίησαν ακατέργαστους όλμους για να αναπτύξουν δοχεία αερίου στα γερμανικά στρατεύματα.

Οι Γερμανοί άρχισαν τότε να χρησιμοποιούν αέριο φωσγένιο, το οποίο ήταν πολύ πιο ισχυρό από το χλώριο. Οι χημικοί στις Συμμαχικές Δυνάμεις κατάλαβαν γρήγορα τι ήταν το αέριο και ανέπτυξαν νέες τεχνικές για την προστασία των στρατιωτών τους από τέτοιες επιθέσεις.

Στη συνέχεια, επιτέλους ήρθε το πιο διαβόητο από όλα τα χημικά όπλα μαζικής καταστροφής:το αέριο μουστάρδας (C4H8Cl2S), γνωστό και ως Sulphur-mustard. Αυτό δεν ήταν αέριο, αλλά μάλλον μια ελαιώδης ουσία που μπορούσε εύκολα να παρακάμψει το μεγαλύτερο μέρος του προστατευτικού εξοπλισμού που χρησιμοποιούσαν οι στρατιώτες. Το λάδι και οι ατμοί του όχι μόνο επιτέθηκαν σε περιοχές του δέρματος που ήταν εκτεθειμένες, αλλά διείσδυσαν επίσης μάσκες αερίων, ρούχα και δερμάτινες μπότες. Η επίθεση άφησε τους στρατιώτες με έντονες φουσκάλες και έντονο πόνο.

Το 1917, οι ΗΠΑ εντάχθηκαν στις Συμμαχικές Δυνάμεις και μπήκαν στον πόλεμο. Έστησαν το πρώτο σύνταγμα αερίων με τη βοήθεια του Αμερικανικού Πανεπιστημίου και κατέληξαν σε ένα νέο όπλο που ονομάζεται Adamsite. Το αέριο θα μπορούσε εύκολα να ξεπεράσει τη μάσκα αερίου και να προκαλέσει ερεθισμό στα μάτια και ναυτία, αναγκάζοντας τους Γερμανούς στρατιώτες να βγάλουν τις μάσκες τους και να εκτεθούν στο φωσγένιο και το αέριο χλώριο που αναπτύσσονται.

Με τις γερμανικές δυνάμεις να παραδίδονται τον Νοέμβριο του 1918, ο Α' Παγκόσμιος Πόλεμος και η φρικτή εποχή του χημικού πολέμου έφθασαν στο τέλος τους.

Το παράδοξο Haber-Bosch

Τα περισσότερα από τα δηλητηριώδη αέρια που χρησιμοποιούσαν οι Γερμανοί τα προμήθευε ένας δεκανέας Fritz Haber. Ήταν ένας διάσημος χημικός του οποίου η προσφορά στον κόσμο μοιάζει περισσότερο με παράδοξο. Ένας επιστήμονας του οποίου οι εφευρέσεις σκότωσαν χιλιάδες ανθρώπους, αλλά έσωσαν εκατομμύρια από την πείνα;

Στα τέλη του 19ου αιώνα, οι Ευρωπαίοι επιστήμονες είχαν καταλάβει ότι το έδαφος θα γινόταν άγονο τα επόμενα χρόνια λόγω της υπερκαλλιέργειας των καλλιεργειών. Η φυσική διαδικασία του εμπλουτισμού των θρεπτικών στοιχείων ήταν αργή, έτσι άρχισαν να χρησιμοποιούν λιπάσματα για να αναπληρώσουν το έδαφος με τα τρία πιο σημαντικά θρεπτικά συστατικά:Κάλιο (Κ), Φώσφορο (Ρ) και Άζωτο (Ν). Ορυκτά όπως φωσφορικά πετρώματα και ποτάσα παρείχαν αρκετό απόθεμα P και K, αλλά άφθονη πηγή Ν δεν υπήρχε πουθενά.

Για πολύ καιρό, η Ευρώπη χρησιμοποιούσε το «γουανό» ή περιττώματα πτηνών ως αζωτούχο λίπασμα, το οποίο έπρεπε να εισάγει από άλλες χώρες. Η κύρια πηγή Ν για τον κόσμο ήταν το αλάτι Χιλής ή το νιτρικό νάτριο. Το 78% του αέρα μας είναι Β, αλλά κανείς δεν ήξερε πώς να τον αξιοποιήσει. Οι επιστήμονες φοβήθηκαν ότι εάν δεν βρεθεί μια βιώσιμη πηγή Ν, θα μπορούσε να οδηγήσει σε λιμοκτονία του πληθυσμού.

Το 1904, ο Fritz Haber ενδιαφέρθηκε για αυτό το πρόβλημα και άρχισε να ψάχνει τρόπους για να επαναλάβει τη διαδικασία δέσμευσης αζώτου στη φύση, αλλά τελικά απέτυχε. Στη συνέχεια συνάντησε τη διαδικασία υγροποίησης αέρα του Carl von Linde.

Ο Haber υγροποίησε τον αέρα και στη συνέχεια διαχώρισε το οξυγόνο και το άζωτο μέσω απόσταξης. Στη συνέχεια συνδύασε συμπιεσμένο υδρογόνο και αέριο άζωτο, που προκάλεσε την αμμωνία. Αυτό το αέριο ήταν εξαιρετικά διαλυτό στο νερό και μπορούσε να ψεκαστεί στο έδαφος ως πλούσια πηγή Ν. Η αμμωνία θα μπορούσε επίσης να μετατραπεί σε στερεή μορφή αντιδρώντας με νιτρικό οξύ και σχηματίζοντας νιτρικό αμμώνιο.

Industrial Haber-Bosch Process (Φωτογραφία :Antonsusi /Wikimedia commons)

Η Haber τελειοποίησε τη βιομηχανική έκδοση της παραγωγής αμμωνίας υπό τον Karl Bosch. Η διαδικασία Haber-Bosch κατοχυρώθηκε αργότερα με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας και πωλήθηκε σε βιομηχανίες. Ο 1ος Παγκόσμιος Πόλεμος θα ήταν πολύ πιο σύντομος χωρίς τη διαδικασία Haber, αλλά βοήθησε να τροφοδοτηθεί ολόκληρος ο κόσμος. Η σύνθεση αμμωνίας επιτάχυνε την Πράσινη Επανάσταση και ευθύνεται για την ύπαρξη των 2/3 της σημερινής παραγωγής τροφίμων. Έλαβε το βραβείο Νόμπελ το 1918 για τη συνεισφορά του στη γεωργία, η οποία παραμένει μια από τις πιο αμφιλεγόμενες νίκες στην ιστορία.

Οι επιπτώσεις των ιδεών του Χάμπερ για χημικό πόλεμο δεν σταμάτησαν στον Α' Παγκόσμιο Πόλεμο. Μία από τις επιθέσεις με αέριο τραυμάτισε έναν Αυστριακό στρατιώτη και τον ανάγκασε να εγκαταλείψει τον στρατό και να ασχοληθεί με την πολιτική. Κάποια εικασία για το ποιο μπορεί να είναι αυτό το άτομο; Ναι, ήταν ο Αδόλφος Χίτλερ.

Αφού εξετάσουμε το κακό και το άσχημο, ας δούμε κάποια καλή χημεία που προέκυψε από αυτήν την περίοδο.

Το δίκοπο ξίφος που ονομάζεται Chemistry

Ο όρος Chemist’s War δεν τελειώνει με τη χρήση χημικών για τον τραυματισμό ανθρώπων, αλλά θυμίζει επίσης τον τρόπο με τον οποίο οι επιστήμονες αντέδρασαν για να προστατεύσουν τους ανθρώπους τους. Η πρώτη έκδοση μιας μάσκας αερίου εφευρέθηκε κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Για την εξουδετέρωση των επιδράσεων του αερίου χλωρίου, χρησιμοποιήθηκαν μάσκες φανέλας εμποτισμένες σε αλκαλικό θειοθειικό νάτριο (Hypo). Το Hypo μετατρέπει το ελεύθερο αέριο χλώριο σε ασφαλέστερες ενώσεις. Καθώς τα χημικά όπλα έγιναν πιο περίπλοκα, οι επιστήμονες ανέπτυξαν αναπνευστήρες αερίου σε κουτί με μια μάσκα προσώπου συνδεδεμένη με ένα κάνιστρο. Ο αναπνευστήρας περιείχε χημικές ουσίες που αφαιρούσαν το χλώριο και τη φωσφίνη και περνούσαν από καθαρότερο αέρα για να αναπνέουν οι στρατιώτες.

Μάσκες αερίων με αναπνευστικές συσκευές που αναπτύχθηκαν από τον χημικό Edward Harrison (Photo Credit :Flickr)

Χρησιμοποιούνταν επίσης χημικά για τη θεραπεία των τραυματιών και την παροχή υγειονομικής περίθαλψης. Η λευκαντική σκόνη (Ca (OCl)2) χρησιμοποιήθηκε για την απολύμανση νοσοκομείων και χαρακωμάτων, το καρβολικό οξύ και το βάμμα ιωδίου χρησιμοποιήθηκαν ως αντισηπτικά σε πληγές. Νέα απολυμαντικά, όπως το Eusol και το διάλυμα Dakin, δημιουργήθηκαν για τον καθαρισμό των νοσοκομείων. Αναπτύχθηκαν αναισθητικά για να μειώσουν τον πόνο των στρατιωτών κατά τους ακρωτηριασμούς.

Οι χημικοί βρήκαν το πρώτο τεχνητό απορρυπαντικό, τη φόρμουλα για τη δημιουργία συνθετικού καουτσούκ και νέα αντιοξειδωτικά για τη συντήρηση των τροφίμων. Οι επιστήμονες τελειοποίησαν επίσης την ακτινογραφία ή τη χρήση ακτίνων Χ για να ανιχνεύσουν κατάγματα, σκάγια και σφαίρες σε στρατιώτες. Οι προπολεμικές σαρώσεις απαιτούσαν ώρες έκθεσης σε ακτίνες Χ, αλλά μέχρι το τέλος του πολέμου, ο χρονισμός μειώθηκε σε κλάσματα του δευτερολέπτου.

Η εποχή του χημικού πολέμου άνοιξε επίσης τις πόρτες στη νέα φαρμακολογία θεραπείας του καρκίνου. Οι επιστήμονες παρατήρησαν ότι οι στρατιώτες που εκτέθηκαν στο αέριο μουστάρδας είχαν χαμηλότερα επίπεδα λευκών αιμοσφαιρίων στο σώμα τους. Αυτό ενέπνευσε τους επιστήμονες να αναπτύξουν κυτταροτοξικές χημικές ουσίες παραγώγου αερίου μουστάρδας που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να σταματήσουν την ταχεία αύξηση των WBC στη λευχαιμία και των οστικών κυττάρων στον καρκίνο των οστών.

Συμπέρασμα

Τα περισσότερα από τα χημικά που τελικά στρατιωτικοποιήθηκαν επινοήθηκαν πολύ πριν από τον πόλεμο. Το TNT, που αρχικά αναπτύχθηκε για να χρησιμοποιηθεί ως βαφή, χρησιμοποιήθηκε ευρέως ως εκρηκτικό στον πόλεμο. Η βαζελίνη ήταν προϊόν περιποίησης του δέρματος και βιομηχανικό λιπαντικό προτού χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή προωθητικών ουσιών cordite.

Οι κορδίτες χρησιμοποιήθηκαν ως προωθητικά κατά τη διάρκεια του μεγάλου πολέμου αντί της πυρίτιδας για τη μείωση της εκπομπής καπνού. (Φωτογραφία:Forrest H. Barfiel/Wikimedia commons)

Η χημεία δεν τροφοδοτεί έναν πόλεμο. οι χημικοί ή οι αρχές που επιλέγουν να κάνουν κατάχρηση των δυνατοτήτων του το κάνουν. Το χλώριο που χρησιμοποιήθηκε ως όπλο βρίσκει επίσης τη χρήση του στον καθαρισμό του νερού, ο οποίος απέτρεψε την εξάπλωση πολλών ασθενειών που μεταδίδονται στο νερό. Το νιτρικό αμμώνιο που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία εκρήξεων μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την καλλιέργεια τροφίμων. Το πυρηνικό υλικό που χρησιμοποιείται σε ατομικές κεφαλές μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία εκατομμυρίων σπιτιών με καθαρή ενέργεια. Η ιστορία έχει δείξει ότι τα χημικά μπορούν να βλάψουν και να θεραπεύσουν. εξαρτάται από εμάς πώς θα επιλέξουμε να τα χρησιμοποιήσουμε!