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

Основу рациона палеоамериканки культуры Кловис составило мясо мамонтов Основу рациона палеоамериканки культуры Кловис составило мясо мамонтов

Биоархеологи проанализировали изотопный состав останков ребенка Anzick-1

N+1
Короли российских танцполов 90-х: как изменились главные тусовщики страны Короли российских танцполов 90-х: как изменились главные тусовщики страны

Некоторые хиты остались неизменны в нашей памяти, чего не скажешь об их авторах

Cosmopolitan
Новое открытие в нейробиологии: ученые разобрались, как на самом деле работает память Новое открытие в нейробиологии: ученые разобрались, как на самом деле работает память

Какой процесс играет ключевую роль в том, как хранятся воспоминания?

Inc.
Как Мелинда Гейтс превратила Microsoft в компанию, где не страшно произнести: «Я был неправ» Как Мелинда Гейтс превратила Microsoft в компанию, где не страшно произнести: «Я был неправ»

Отрывок из книги Мелинды Гейтс «Момент взлета»

Forbes
Психология влияния Психология влияния

Как не стать жертвой мастера влияния и убеждения

kiozk originals
Рассрочка от сооснователя PayPal с оценкой в $12 млрд на IPO: чем инвесторов привлёк стартап Affirm Макса Левчина Рассрочка от сооснователя PayPal с оценкой в $12 млрд на IPO: чем инвесторов привлёк стартап Affirm Макса Левчина

Cтартап Affirm Макса Левчина работает по модели «купи сейчас, плати потом»

VC.RU
Видимые-невидимые - 2 метода коррекции прикуса: брекеты или элайнеры? Видимые-невидимые - 2 метода коррекции прикуса: брекеты или элайнеры?

Что лучше для исправления прикуса — традиции или современные технологии

Cosmopolitan
5 признаков того, что близкий становится зависимым 5 признаков того, что близкий становится зависимым

Как распознать тревожные признаки зависимости в самом начале?

Psychologies
Самая далекая галактика во Вселенной стала вместилищем колоссальной черной дыры Самая далекая галактика во Вселенной стала вместилищем колоссальной черной дыры

Далекая от Земли галактика опровергает современные научные модели

Популярная механика
Можайский, Сантос-Дюмон, братья Райт: кто первым изобрел самолет? Можайский, Сантос-Дюмон, братья Райт: кто первым изобрел самолет?

Кто же из пионеров авиации был самым первым?

Популярная механика
Говядина из травы: за год россияне съели искусственного мяса на 2,6 млрд рублей Говядина из травы: за год россияне съели искусственного мяса на 2,6 млрд рублей

Аналитики впервые оценили рынок альтернативного мяса в России

Forbes
Готовим дома магазинные десерты: молочный ломтик, ириска с орехом и маршмелоу Готовим дома магазинные десерты: молочный ломтик, ириска с орехом и маршмелоу

Готовить дома магазинные десерты — это вызов себе

Cosmopolitan
Андрей Протопопов: Как меняется культура потребления финансовых услуг Андрей Протопопов: Как меняется культура потребления финансовых услуг

Почему пользователи с осторожностью относятся к новым финтех-продуктам

СНОБ
Бизнес-кодекс: Андрей Трубников, основатель Natura Siberica Бизнес-кодекс: Андрей Трубников, основатель Natura Siberica

Андрей Трубников — о том, почему нельзя брать на работу бывших предпринимателей

Inc.
Кейт Миддлтон. Как и чем она напоминает принцессу Диану Кейт Миддлтон. Как и чем она напоминает принцессу Диану

Герцогиню Кембриджскую часто сравнивают с принцессой Дианой – почему?

Cosmopolitan
Отрывок из книги «Какое будущее мы выбираем» Отрывок из книги «Какое будущее мы выбираем»

Что необходимо сделать, чтобы предотвратить последствия климатических изменений?

СНОБ
«Либо ограничить, либо принять»: вокруг рассылок Substack возникли рекламные стартапы вопреки бизнес-модели сервиса «Либо ограничить, либо принять»: вокруг рассылок Substack возникли рекламные стартапы вопреки бизнес-модели сервиса

Как вокруг платформы для журналистов стали появляться рекламные стартапы

VC.RU
10 ситуаций, которые выглядят романтично в фильмах, но в жизни — пугающе 10 ситуаций, которые выглядят романтично в фильмах, но в жизни — пугающе

Кино — это не инструкция по применению!

Maxim
А кто не пьет? А кто не пьет?

Психолог – о том, как справиться с алкоголизмом мужа

Лиза
Найти счастье и завоевать друзей: работают ли сегодня советы Дейла Карнеги? Найти счастье и завоевать друзей: работают ли сегодня советы Дейла Карнеги?

Стоит ли пользоваться советами Дейла Карнеги и помогут ли они преуспеть в жизни?

Psychologies
Карен Газарян о возрождении института вытрезвителей Карен Газарян о возрождении института вытрезвителей

Совет Федерации проголосовал за возрождение вытрезвителей

СНОБ
Старый новый оливье — история и традиции, связанные с любимым салатом Старый новый оливье — история и традиции, связанные с любимым салатом

Есть ли у русских кулинарная национальная идея?

Maxim
Шедевры Уорхола Шедевры Уорхола

Коллекция часов Уорхола доказывает, что в них он разбирался не хуже знатоков

Robb Report
Ваш партнер — эмпат: 8 вещей, о которых стоит помнить Ваш партнер — эмпат: 8 вещей, о которых стоит помнить

Что стоит учитывать, если партнер обладает повышенной эмпатией?

Psychologies
10 нетривиальных мест, куда надо съездить заядлому рыбаку 10 нетривиальных мест, куда надо съездить заядлому рыбаку

Рыбалка – это не только спортивный азарт, но и изучение страны

GQ
Юрий Беккер: Свидетели самоизоляции Юрий Беккер: Свидетели самоизоляции

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

СНОБ
7 проблем со здоровьем, которые может решить диета 7 проблем со здоровьем, которые может решить диета

Снижение калорийности питания и выбор правильных продуктов продлевают жизнь

Лиза
Периодические многоножки оказались обладателями жизненного цикла длиной в восемь лет Периодические многоножки оказались обладателями жизненного цикла длиной в восемь лет

Исследователи: японские многоножки имеют восьмилетние жизненные циклы

N+1
«Не рецензии, а набор стендап-шуток»: кем была Дороти Паркер, самый яркий и едкий публицист довоенной Америки «Не рецензии, а набор стендап-шуток»: кем была Дороти Паркер, самый яркий и едкий публицист довоенной Америки

Отрывок из книги «Нахалки» о писательнице и журналистке Дороти Паркер

Forbes
Посторонним вход разрешен Посторонним вход разрешен

Дом второй половины XIX века после реставрации

AD
Открыть в приложении