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

Тропические болота нивелировали успехи арктических в поглощении углерода Тропические болота нивелировали успехи арктических в поглощении углерода

Почему снижается продуктивность болот, поглощающих углерод

N+1
Remote Remote

Офис не обязателен

kiozk originals
ГМ-бактерия разрушила избыточные оксалаты в кишечнике крыс и людей ГМ-бактерия разрушила избыточные оксалаты в кишечнике крыс и людей

Как ученые создали бактерию для борьбы с кишечной гипероксалурией

N+1
Продавец волос, писатель, промальпинист и другие — как проходят их будни и сколько они зарабатывают Продавец волос, писатель, промальпинист и другие — как проходят их будни и сколько они зарабатывают

Монологи представителей разных профессий

VC.RU
Маме не говори: 12 вещей, которые родителям не нужно знать о твоем мужчине Маме не говори: 12 вещей, которые родителям не нужно знать о твоем мужчине

О чем не стоит рассказывать даже маме?

VOICE
Тепловой стресс cнизил устойчивость кораллов к подкислению морской воды Тепловой стресс cнизил устойчивость кораллов к подкислению морской воды

Тепловой стресс разъедает скелеты кораллов

N+1
Как избежать сухой кожи зимой: 5 лучших советов для мужчин Как избежать сухой кожи зимой: 5 лучших советов для мужчин

Мы знаем, что сухая кожа зимой — это очень неприятно

Playboy
Чтение выходного дня: как жила европейская богема в XX веке Чтение выходного дня: как жила европейская богема в XX веке

Отрывок из книги "Воспоминания" Бальтюса в переводе Алексея Воинова

Esquire
С вами сложно ужиться? Измените свои привычки С вами сложно ужиться? Измените свои привычки

На какие привычки особенно остро реагируют близкие

Psychologies
Инсектициды помешали дрозофилам спать и запоминать запахи Инсектициды помешали дрозофилам спать и запоминать запахи

Неоникотиноиды негативно повлияли на память и циркадные ритмы плодовых мушек

N+1
Возвращение ананасов-убийц! 20 продуктов, которые могут незаметно травить тебя Возвращение ананасов-убийц! 20 продуктов, которые могут незаметно травить тебя

Отдельные виды продовольствия для многих людей являются ядовитыми

Maxim
Сила адаптогенов Сила адаптогенов

Есть растения, которые повышают сопротивляемость организма инфекциям и стрессу

Лиза
Повсюду тлеют пожары Повсюду тлеют пожары

С трудом поднимаешь голову с подушки по утрам?

Cosmopolitan
Alibaba готовит «убийцу Tesla». Все подробности о новом бренде из Китая Alibaba готовит «убийцу Tesla». Все подробности о новом бренде из Китая

Чем любопытны электрические седан и кроссовер от Zhiji Motor

РБК
Химический элемент Химический элемент

Врач-дерматолог рассказывает о химических пилингах, их вреде и пользе

Лиза
Product Hunt: как из почтовой рассылки выросла платформа для новых продуктов Product Hunt: как из почтовой рассылки выросла платформа для новых продуктов

История бизнеса Product Hunt и его создателя Райана Хувера

VC.RU
10 книг о любви и отношениях. Выбор психолога 10 книг о любви и отношениях. Выбор психолога

10 книг, которые отвечают на вопросы о взаимодействии в паре

РБК
Обман зрения Обман зрения

Согласно статистике, многие женщины считает себя намного полней, чем они есть

Psychologies
Физики объяснили появление капель-многогранников в эмульсиях Физики объяснили появление капель-многогранников в эмульсиях

Ученые описали механизм изменения формы капель в эмульсиях типа «масло в воде»

N+1
10 удивительных фактов о голубях: они совсем не глупые и не грязные 10 удивительных фактов о голубях: они совсем не глупые и не грязные

10 фактов о голубях как вызов стереотипам

Популярная механика
Даниил Галицкий, изворотливый король Даниил Галицкий, изворотливый король

В Галицко-Волынском княжестве монголы впервые не смогли взять одну из крепостей

Дилетант
Рождество: в ожидании чуда Рождество: в ожидании чуда

У Рождества всегда был ореол доброго чуда

Psychologies
4 совета, как бегать зимой с удовольствием (да, это реально) 4 совета, как бегать зимой с удовольствием (да, это реально)

Бег в холодную погоду не обязательно должен причинять страдания

Playboy
Мой белый. Отрывок из новой книги Ксении Буржской Мой белый. Отрывок из новой книги Ксении Буржской

Фрагмент из волшебной книги Ксении Буржской о необычайных чувствах

СНОБ
Открытка против голода Открытка против голода

«Спасите умирающих детей Поволжья»

Дилетант
Страшный конец: советские актрисы, умершие в психиатрической больнице Страшный конец: советские актрисы, умершие в психиатрической больнице

Жизнь этих актрис закончилась трагически — на койке психиатрического отделения

Cosmopolitan
«Кто я?»: как оторваться от токсичной семьи и стать самим собой «Кто я?»: как оторваться от токсичной семьи и стать самим собой

Сепарироваться от токсичной семьи — дать себе шанс на счастливую жизнь

Psychologies
Почему рубль не резервная валюта Почему рубль не резервная валюта

Россию ждет накопление резервов, повышение налогов и ужесточение регулирования

СНОБ
Как устроить крутой мальчишник Как устроить крутой мальчишник

Искусство мальчишника долгое время считалось утерянным

Maxim
Отрывок из книги Сергея Беркнера «Жизнь и борьба Белостокского гетто» Отрывок из книги Сергея Беркнера «Жизнь и борьба Белостокского гетто»

Глава из книги Сергея Беркнера, посвященной антифашистскому подполью

СНОБ
Открыть в приложении