»En sodet og snavset dunst I.«

Atmosfæren har på en måde altid været forurenet. Den består jo af en indviklet blanding af luftarter og partikler, hvoraf nogle er livgivende og andre giftige. Længe før man opdagede ilden og menneskeheden begyndte at yde sit bidrag til en forøgelse af problemet, var luften fuld af jordstøv, saltpartikler fra havene, pollen, bakterier, røg og gasser fra skovbrande samt vulkansk affald og talrige andre stoffer. Også i nutiden skyldes de fleste materialer i luften disse naturlige kilder. »Der er blevet skrevet meget sludder om luften på landet og i bjergene«, som kemikeren og forfatteren Donald engang bemærkede. Han karakteriserede luften over grønklædte bjerge og bakker som »en meget sammensat og parfumeret blanding«. Og de organiske dampe, der steg til vejrs fra skrænterne i højlandet i det sydøstlige USA, gav bjergene i området navnet »The Great Smokies«. På tilsvarende vis producerer støv, der fra ørkenerne i Det Mellemste Østen føres opefter, så megen dis, at refleksionen fra den farvede himmel har resulteret i fænomenet Det Røde Hav. I sammenligning med den naturlige udstrømning forekommer den menneskeskabte forurening at være ubetydelig.

Ikke desto mindre er effekten heraf chokerende. I de senere år er der målt stigende mængder af udledninger i luften fra menneskeskabte kilder, som har betydet en langt mere end forbigående forplumring af luften og med kvælende konsekvenser for beboerne det ene eller andet sted. De er skyld i, at de antikke statuer på Akropolis smuldrer, at de ægyptiske pyramider er ved at gå i opløsning, og at fisk i fjerne og tilsyneladende ufordærvede søer dør. Jo mere truslen har bredt sig  tværs over lande, kontinenter, ja, hele kloden  og jo mere viden forskerne har fået herom, desto mere komplekst har problemet vist sig at være. Det forhold at atmosfæren og størstedelen af det liv, den beskytter, har overlevet, skyldes først og fremmest Jordens omgivende hylster af luftarter og dens evne til at neutralisere skadelige stoffer og fra tid til anden rense sig selv ved regnens hjælp.

De moderne tiders mest ødelæggende forureningskrise forårsages af inversion, dvs. atmosfæriske forhold, som hindrer luftens opstigning. Inversion skyldes primært, at et varmt luftlag lægger sig som et låg over overfladeluften og dens indhold af forurening. En form for inversion forekommer, når et område, der ofte er plaget af tåge, som f.eks. London eller Pittsburgh, hjemsøges af en stor, langsomt bevægende højtryksluftmasse, der bringer varm luft ind i stor højde. Denne luftmasse kan betyde en indespærring af luften nedenunder i dagevis. Inversion kan ligeledes fremkaldes af særlige geografiske omstændigheder. Luft ved jordoverfladen, som er afkølet af nærliggende vand, kan blive fanget neden under en varm luftmasse, når begge luftlag er indkredset af en ring af bakker eller bjerge. Det gælder f.eks. for Los Angeles og flere andre kystbyer såsom Capetown i Sydafrika og Santiago i Chile. Denne form for inversion giver normalt moderate og behagelige temperaturer i områder, som ellers ville have været meget varmere, men giver desværre også anledning til alvorlige forureningsproblemer.

De fleste former for menneskeskabte forureningskilder, der bremses af inversionslaget, er gasser og meget små partikler eller dråber i luften, som videnskaben betegner som aerosoler. Selv om hovedparten af aerosolerne er mikroskopiske, tilføres luften på årsbasis over 1/2 milliard t på grund af utilstrækkelig forbrænding af fossilt brændstof. Kulstof, aske, kvælstof og blypartikler slipper op i luften ved ufuldstændige forbrændingsprocesser. Faktisk er alle konventionelle forbrændingsprocesser ufuldstændige i en vis grad. De fleste aerosoler forekommer inden for de nederste 3 km af atmosfæren. Koncentrationen er størst, når de er låst inde under et inversionslag. Særlig store partikler som f.eks. kulaske bliver måske kun i luften i nogle få minutter, hvorimod andre, herunder bly og røgpartikler, kan holde sig svævende i flere uger. Undertiden er det regnen, der fører dem ned, til andre tider selve tyngdekraften, men de fleste af partiklerne i luften sætter sig, når de rammer træer, huse, bakker og andre topografiske forhindringer. Det er derfor, man som regel kan finde lige så meget støv på undersiden af et blad som ovenpå.

Ikke alle aerosoler er farlige for mennesker. De største af dem holdes tilbage af de meget effektive naturlige filtre i næsen og svælget, og de mindste passerer slet og ret ind igennem lungerne og ud igen uden at skade. Det er de mellemstore som f.eks. sulfater, nitrater og sod, der er de farligste, fordi de ofte lejrer sig i lungernes meget små luftpassager, hvor de kan forværre bronkielidelser og give anledning til alvorlige sygdomme.

Skønt de fleste aerosoler forbruges i forbrændingsprocessen, vil der altid være nogle forureningsprodukter tilbage. Mængden af de menneskefrembragte gasser, der hvert år tilføres atmosfæren, er næsten 10 gange større end mængden af aerosoler. Forbrændingen af fossilt brændstof frembringer en mangfoldighed af potentielt farlige gasser, bl.a. kuldioxid, svovldioxid, kulilte og kvælstofoxid.

Den hyppigst forekommende af disse gasser er kuldioxid, en almindeligvis harmløs kemisk forbindelse af vital betydning for plantelivet. Den naturlige produktion af kuldioxid overstiger langt udledningerne fra industrien, og alle åndende organismer udånder kuldioxid, men industriens supplerende kuldioxidtilførsler i tilgift til naturens egne kan få en kraftig langtidseffekt på klimaet verden over. Denne allestedsnærværende luftart spiller en vigtig rolle som regulator af Jordens temperatur. Ved den såkaldte drivhuseffekt kastes varme, som ellers ville forsvinde i verdensrummet, tilbage til Jorden. For meget kuldioxid i atmosfæren kan medføre markante klimaændringer på Jorden.

Mens kuldioxid måske udgør den største fremtidige trussel fra forureningsgasserne, er det svovldioxid, der har været den mest bekymrende inden for det sidste par århundreder. I små doser er svovldioxid ganske vist en naturlig bestanddel af atmosfæren, men den kan være dødelig gennem de høje koncentrationer, som udledes fra en omfattende forbrænding af olie og kul. Forbrændingen af 10 t stenkul frembringer 1 t svovldioxid. Når svovldioxid blandes med vand, f.eks. i tåge eller regn, dannes der svovlsyre. Denne overordentligt ætsende og ubehagelige væske kan fortære stål, opløse kalksten og marmor og fremkalde alvorlige beskadigelser af menneskeligt væv.