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

Повреждения на 30-тысячелетних зубах кроманьонцев объяснили пирсингом Повреждения на 30-тысячелетних зубах кроманьонцев объяснили пирсингом

Антрополог проанализировал повреждения на зубах древних людей

N+1
2 препятствия, которые мешают нам отделиться от токсичных родителей 2 препятствия, которые мешают нам отделиться от токсичных родителей

Какие шаги помогут выпутаться из паутины токсичной семьи?

Psychologies
Нашу ближайшую соседку галактику Малое Магелланово Облако рвет на части Нашу ближайшую соседку галактику Малое Магелланово Облако рвет на части

Притяжение Большого Магелланова Облака может разрывать Малое Облако на части

ТехИнсайдер
Восток — дело тонкое Восток — дело тонкое

Об особенностях менталитета и привычках восточных женщин

Лиза
Кто такая пикми: разбираем феномен пикми-герл с психологами Кто такая пикми: разбираем феномен пикми-герл с психологами

Что стоит за пикми-поведением?

РБК
Лемешев и Козловский: самые известные тенора XX века Лемешев и Козловский: самые известные тенора XX века

Как складывалась судьба главных Ленских на российской оперной сцене

Культура.РФ
Маме доказано Маме доказано

Ульяна еще только начинающая актриса, но уже опытная дочь Ренаты Литвиновой

Maxim
Скандинавский нуар и мрачное фэнтези в новом датском сериале «Равноденствие» Скандинавский нуар и мрачное фэнтези в новом датском сериале «Равноденствие»

Мрачный сериал из Дании с знатным налетом мистики

Forbes
Дрожащая половина Дрожащая половина

Тебе знакомо чувство странной, иррациональной тревоги?

Cosmopolitan
Секретные материалы: 7 мест в России, где люди и призраки живут рядом Секретные материалы: 7 мест в России, где люди и призраки живут рядом

В России полно мест, куда легко приехать, а вот уехать — не всегда

Maxim
10 самых раздражающих проблем в макияже и как с ними бороться 10 самых раздражающих проблем в макияже и как с ними бороться

10 самых распространенных мейкап-бед, которые знакомы каждой девушке

Cosmopolitan
«До банкротства оставалась пара кварталов»: экс-топ-менеджер Amazon рассказал историю создания облачного сервиса AWS «До банкротства оставалась пара кварталов»: экс-топ-менеджер Amazon рассказал историю создания облачного сервиса AWS

AWS позволило небольшим компаниям сократить расходы и привело к взрыву инноваций

VC.RU
Постоять за себя Постоять за себя

Учим детей правильно реагировать на агрессоров и выходить из сложных ситуаций

Лиза
Центр притяжения Центр притяжения

Декольте – в прямом смысле одна из самых выдающихся зон тела

Лиза
Юрий Беккер: Свидетели самоизоляции Юрий Беккер: Свидетели самоизоляции

Отрывок из книги Юрия Беккера «Свидетели самоизоляции» о буднях людей в локдауне

СНОБ
Как новый курс футбольного «Челси» скажется на будущем клуба Как новый курс футбольного «Челси» скажется на будущем клуба

Разбираемся, почему лондонцы перестали выигрывать трофеи

GQ
Взрослые самки острохвостых амадин сохранили любовь к отцовским песням Взрослые самки острохвостых амадин сохранили любовь к отцовским песням

Самки острохвостых амадин с детства запоминают песню отца

N+1
«Все как у всех?»: почему так сложно распознать абьюз «Все как у всех?»: почему так сложно распознать абьюз

Жертва насилия не всегда понимает, что оказалась жертвой

Psychologies
«Меня жестко прижали к обочине». Как ошибка ГИБДД привела к проблемам «Меня жестко прижали к обочине». Как ошибка ГИБДД привела к проблемам

В ГИБДД внезапно аннулировали регистрацию машины якобы из-за смерти владелицы

РБК
«Если видите в магазине островок с пивом, брать оттуда не стоит»: владелец мини-бара об особенностях бизнеса «Если видите в магазине островок с пивом, брать оттуда не стоит»: владелец мини-бара об особенностях бизнеса

История предпринимателя, который купил готовый паб и учился работать с нуля

VC.RU
Медь – в серебро: празднуем «медную» свадьбу Медь – в серебро: празднуем «медную» свадьбу

7 лет супружеской жизни отмечаются как медная или шерстяная свадьба

Cosmopolitan
«Не внимая голосу совести» «Не внимая голосу совести»

«Око за око» — не лучший принцип для современного правосудия

Дилетант
11 вопросов для работы с метафорическими картами 11 вопросов для работы с метафорическими картами

Как «общаться» с метафорическими картами и чем они могут помочь?

Psychologies
Электрических угрей застали за коллективной охотой Электрических угрей застали за коллективной охотой

Электрические угри объединяются в группы и нападают на мелких рыб

N+1
К сердцу прижмет: как отмечают ромашковую свадьбу К сердцу прижмет: как отмечают ромашковую свадьбу

Ромашковая (или фаянсовая) свадьба предшествует 10-летию совместной жизни

Cosmopolitan
Моника Беллучи и еще 10 звезд, которые никогда не делали пластику Моника Беллучи и еще 10 звезд, которые никогда не делали пластику

Эти 11 прекрасных актрис очень красивы и в то же время выглядят на свой возраст

Cosmopolitan
5 нон-фикшн книг с хорошей научной базой: против стресса и тревоги 5 нон-фикшн книг с хорошей научной базой: против стресса и тревоги

Нон-фикшн книги, которые помогут сохранять душевное равновесие

Популярная механика
Посмотрите сериал «Полет» как минимум ради Михаила Ефремова Посмотрите сериал «Полет» как минимум ради Михаила Ефремова

Герой которого в состоянии алкогольного опьянения стал виновником ужасного ДТП.

GQ
Особый пшик Особый пшик

Мы расскажем всю правду о правилах выбора ароматов

Лиза
Гетеросексуальные мужчины тоже носят туфли на каблуках и юбки Гетеросексуальные мужчины тоже носят туфли на каблуках и юбки

Марк Брайан ежедневно доказывает, что у одежды нет гендера

GQ
Открыть в приложении