Пауль Крутцен рассказал о могуществе человечества и о том, как это нам угрожает

N+1Наука

Пророк антропоцена: как Пауль Крутцен помог возвысить и напугать человечество

Александр Чернокульский, климатолог

Снижение содержания озона в атмосфере над британской станцией «Галлей» в Антарктиде, и карта содержания озона по спутниковым данным на 10 сентября 2000 года. Nature, 2019

Многие и сегодня не могут поверить, что человек — такое, в сущности, хрупкое и эфемерное существо — стал силой глобального масштаба, геологическим фактором, способным менять судьбу всей планеты. В середине XX века об этом рассуждали лишь философы, но несколько десятилетий назад был сделан ряд открытий, которые доказали, что человечество живет теперь в новую эпоху, в которой оно само действует на равных правах с силами природы. Гордиться этим, однако, не приходится, — мы делаем эту планету менее благоприятной для нас самих. Одним из тех, кто рассказал о могуществе человечества и о том, как это нам угрожает, был химик Пауль Крутцен, с которым мы простились на этой неделе.

Сложности с озоном

К концу 1950-х годов никаких особенных загадок, связанных с атмосферным озоном, в науке не было. Общепризнанной на тот момент считалась предложенная еще в 1930 году теория британца Сиднея Чепмена. Он считал, что озоновый слой находится в состоянии устойчивого фотохимического равновесия. Озон постоянно образуется при воздействии ультрафиолетового излучения Солнца на молекулярный кислород O2, а разрушение происходит в результате рекомбинации атомарного кислорода и озона.

Все изменилось в 1957 году, который был объявлен Международным геофизическим годом. Ученые по всему миру запускали крупные исследовательские проекты, к геофизическому году был приурочен, например, запуск первого спутника, и именно в это время появилась первая глобальная сеть озонометрических станций. Эта сеть позволило значительно точнее описать пространственное распределение озона — как по горизонтали, так и по вертикали.

И тут стало ясно, что теория Чепмена соответствовала данным только в очень общих чертах и никак не помогала понять многочисленные детали и тонкости. В их числе, например, она не могла объяснить существенные вариации озона в циклонах, во внутритропической зоне конвергенции, в струйных течениях. К теории Чепмена добавили теория влияния водородного цикла, но она не разрешила проблему — в ней разрушение озона недооценивалось в нижней стратосфере и переоценивалось в тропосфере.

Человеком, который смог разобраться в этих противоречиях и неопределенностях, стал Пауль Крутцен, инженер по образованию, который в 1959 году начал работать в Стокгольмском университете, где в 1968 году защитил диссертацию на степень доктора философии (Ph.D.), а в 1973 году — работу на степень доктора наук (D.Sc.). И диссертации, и последующие работы 1970-х—80-х годов были посвящены атмосферному озону. Он исследовал каталитический цикл разрушения стратосферного озона окислами азота и в целом роль окислов азота в химических процессах в атмосфере, каталитический механизм образования озона в тропосфере, процессы активации хлора в стратосфере над Антарктидой.

Он сумел снять неопределенности прежних теорий, показав, что метан, соединения азота и хлора играют важнейшую роль в глобальном круговороте атмосферного озона. И уже в те годы он начал говорить о разрушительной роли человеческого фактора. В частности, он первым оценил масштаб экологической угрозы, связанной со сверхзвуковыми самолетами, которые летали на высотах около 18 километров. Сравнив интенсивность естественных источников оксидов азота в стратосфере с выбросами от таких самолетов, Крутцен показал, что озоновый слой начнет деградировать, если регулярно начнут летать лишь 500 сверхзвуковых самолетов.

Кроме того, Крутцен определил, как формируется озон в нижних слоях атмосферы — в тропосфере, где этот газ крайне токсичен. Он описал фотохимический механизм образования озона, обусловленный каталитическим циклом с участием оксида азота и продуктов окисления метана и монооксида углерода, например пероксильный радикал HO2 или CH3O2, и тем самым, по сути, разработал теоретическую основу для принятия мер по повышению качества воздуха в городах. Это в итоге привело к постепенному отказу от сжигания угля в городах, переходу на более чистое топливо для автомобилей.

Когда в 1985 году британские полярные исследователи обнаружили, что зимой над Антарктидой резко снижается концентрация озона — формируется так называемая «озоновая дыра», Крутцен в числе первых установил механизм, который приводит к ее появлению. Он показал, что если в нормальных условиях оксиды хлора и азота нейтрализуют друг друга, то при температуре воздуха ниже 205 кельвин (в условиях полярной ночи в стратосфере над Антарктидой) азот из газообразного состояния переходит в твердое и выходит из химического цикла, что в итоге приводит к быстрому разрушению озона оксидами хлора.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

OpenAI впервые за пять лет выпустила языковые модели с открытыми весами OpenAI впервые за пять лет выпустила языковые модели с открытыми весами

Компания OpenAI выпустила две большие языковые модели с открытыми весами

N+1
Красота и жертвы: почему то, как одевается твой мужчина, важно Красота и жертвы: почему то, как одевается твой мужчина, важно

Ты одета стильно, а твой мужчина нет?

Cosmopolitan
Оцелоты подружились с опоссумами Оцелоты подружились с опоссумами

На чем держится межвидовая дружба между опоссумами и оцелотами?

N+1
Выживает добрейший: что общего у сострадания и успеха Выживает добрейший: что общего у сострадания и успеха

Глава из книги «Выигрывает каждый» о связи между отзывчивостью и успехом

Forbes
Вся правда о холестерине Вся правда о холестерине

Что на самом деле вызывает заболевания сердца и сосудов

kiozk originals
Всем по потребностям: возможен ли мир без коммерции после 2020-го Всем по потребностям: возможен ли мир без коммерции после 2020-го

Крах капитализма в том виде, каком он есть сейчас, неизбежен

Forbes
Рената Литвинова. «Богиня» российского кино: лучшие роли актрисы Рената Литвинова. «Богиня» российского кино: лучшие роли актрисы

Главные роли самой голливудской блондинки российского кино Ренаты Литвиновой

Cosmopolitan
Нюстальгия Нюстальгия

Все мы видели фотографии Давида Дубницкого, но не знали его по имени

Maxim
Как в 50 выглядеть на 30? Секретные бьюти-процедуры голливудских звезд Как в 50 выглядеть на 30? Секретные бьюти-процедуры голливудских звезд

Кажется, время не властно над селебрити — всё благодаря этим бьюти-процедурам

Cosmopolitan
«Настя, соберись!»: как в одном человеке уживаются несколько личностей и что будет, если они поругаются «Настя, соберись!»: как в одном человеке уживаются несколько личностей и что будет, если они поругаются

Новый проект «Кинопоиска» — ситком о девушке с диссоциативным расстройством

Forbes
12 упражнений с гантелями для домашней тренировки 12 упражнений с гантелями для домашней тренировки

Упражнения с гантелями — отличный способ поддерживать тело в тонусе

РБК
Сытый и довольный: 8 здоровых продуктов, богатых полезными жирами Сытый и довольный: 8 здоровых продуктов, богатых полезными жирами

Чтобы быть красивым и здоровым, нужно включить в рацион эти продукты

Playboy
Год заботы о себе: одна привычка в месяц на пути к здоровью и счастью Год заботы о себе: одна привычка в месяц на пути к здоровью и счастью

Глава из книги Дженнифер Эштон, посвященной заботе о себе и здоровым привычкам

Forbes
Леонардо ДиКаприо, Криштиану Роналду и другие секс-символы, обожающие своих мам Леонардо ДиКаприо, Криштиану Роналду и другие секс-символы, обожающие своих мам

Эти роковые покорители сердец всю жизнь остаются преданны одной женщине - маме

Cosmopolitan
Филипп Бессон: Хватит врать. Отрывок из французского бестселлера Филипп Бессон: Хватит врать. Отрывок из французского бестселлера

Глава из романа «Хватит врать» Филиппа Бессона о воспоминаниях о первой любви

СНОБ
7 признаков заклятой подруги 7 признаков заклятой подруги

Твои отношения с подругой кажутся тебе немного странными?

Cosmopolitan
Трогательная история Трогательная история

Александра Потапова очень любит сложные по текстуре интерьеры

AD
Начни заранее: 15 заделов на будущее, пока тебе нет 25 Начни заранее: 15 заделов на будущее, пока тебе нет 25

Эти правила помогут тебе сохранить бодрость духа и эффективнее достигать целей

Cosmopolitan
Доходы и расходы в новых условиях: как бизнесу расставить приоритеты Доходы и расходы в новых условиях: как бизнесу расставить приоритеты

На чем можно сэкономить компании, чтобы остаться на плаву?

СНОБ
Андрей Губин, Чарли Шин и другие секс-символы прошлого, чьи карьеры разрушились Андрей Губин, Чарли Шин и другие секс-символы прошлого, чьи карьеры разрушились

Молодые и красивые знаменитости, карьеры которых разрушены

Cosmopolitan
Откажитесь от строгого расписания тренировок. Оно мешает и демотивирует, выяснили ученые Откажитесь от строгого расписания тренировок. Оно мешает и демотивирует, выяснили ученые

Дисциплина и стремление установить график тренировок часто не работают

Inc.
Пять научно обоснованных причин, почему стоит бояться зомби-апокалипсиса Пять научно обоснованных причин, почему стоит бояться зомби-апокалипсиса

Рассказываем, почему ты не зря опасаешься наступления зомби-апокалипсиса

Maxim
10 научно-фантастических фильмов, в которых все правильно 10 научно-фантастических фильмов, в которых все правильно

Фантастические фильмы, которые действительно похожи на правду

Maxim
На своей волне На своей волне

Правила общения с пожилыми родственниками, страдающими деменцией

Лиза
Почему телефон не включается и что с этим делать: 6 советов Почему телефон не включается и что с этим делать: 6 советов

Что делать, если телефон не включается, а также самые частые причины проблемы

CHIP
13 прекрасных событий ужасного 2020 года 13 прекрасных событий ужасного 2020 года

Уже привык к тому, что 2020 год – самый ужасный в истории человечества?

Maxim
5 книг о великих научных открытиях, о которых нужно знать каждому 5 книг о великих научных открытиях, о которых нужно знать каждому

Подборка самых вдохновляющих книг о великих открытиях

Популярная механика
Немного того: как правильно написать хорошо продающуюся книгу про Африку Немного того: как правильно написать хорошо продающуюся книгу про Африку

Биньяванга Вайнайна объясняет, как написать хорошо продающуюся книгу про Африку

Esquire
«Я никогда не боялся облажаться». Леонид Богуславский — о своих пяти жизнях, мотивации и воле к победе «Я никогда не боялся облажаться». Леонид Богуславский — о своих пяти жизнях, мотивации и воле к победе

Леонид Богуславский — о том, как спорт на выносливость меняет сознание

Inc.
Стыд и срам. Миф о женской моногамности Стыд и срам. Миф о женской моногамности

Чем отличается мужская и женская сексуальность?

СНОБ
Открыть в приложении