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

Начало неолита на северо-западе Южной Азии сдвинули примерно на три тысячи лет Начало неолита на северо-западе Южной Азии сдвинули примерно на три тысячи лет

Почему ученые пересмотрели хронологию поселения Мехргарх?

N+1
Снобский текст, или Приглашение к дискуссии Снобский текст, или Приглашение к дискуссии

Главные парадоксы и противоречия наступающего мира

СНОБ
Почему Марс красный? Ученые связали это с наличием воды в прошлом планеты! Почему Марс красный? Ученые связали это с наличием воды в прошлом планеты!

Почему знаменитая Красная планета именно такая? Ученые, похоже, нашли объяснение

ТехИнсайдер
Савонарола: борец с коррупцией и искусством Савонарола: борец с коррупцией и искусством

Джироламо Савонарола стал символом бескомпромиссной схватки за чистоту церкви

Дилетант
10 крупных секс-скандалов шоу-бизнеса, не считая Пи Дидди 10 крупных секс-скандалов шоу-бизнеса, не считая Пи Дидди

Как звезды теряли свой моральный облик и к чему это приводило

Maxim
Шедевры Уорхола Шедевры Уорхола

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

Robb Report
12 упражнений с гантелями для домашней тренировки 12 упражнений с гантелями для домашней тренировки

Упражнения с гантелями — отличный способ поддерживать тело в тонусе

РБК
Число круче, чем π Число круче, чем π

На сегодняшний день нет области знаний, где бы число е не использовалось

Наука и жизнь
Что такое стиль «темная академия»? Рассказываем (вдруг вы не сидите в TikTok) Что такое стиль «темная академия»? Рассказываем (вдруг вы не сидите в TikTok)

Стилистические направления: реальные и изобретенные

Esquire
Интересные факты о Дэвиде Линче, подтвержденные совами лично Интересные факты о Дэвиде Линче, подтвержденные совами лично

Отобрали только факты о Дэвиде Линче, которые именно то, чем они кажутся

Maxim
Визит к хорошему астрологу делит жизнь на до и после: интервью с Инной Любимовой Визит к хорошему астрологу делит жизнь на до и после: интервью с Инной Любимовой

Вместе с экспертам разбираемся в том, чем астролог отличается от психолога

Cosmopolitan
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
12 причин радоваться жизни 12 причин радоваться жизни

После прочтения этой статьи тебе снова захочется жить

Maxim
7 правил дружбы, которые пригодятся и в любви 7 правил дружбы, которые пригодятся и в любви

Правда ли дружба играет важную роль в романтических историях?

Psychologies
«Бывшие» 3 сезон: Полина Гагарина дебютирует на экране «Бывшие» 3 сезон: Полина Гагарина дебютирует на экране

Третий сезон сериала «Бывшие» интригует зрителей

Cosmopolitan
«Родители бы разозлились»: миллениалы в Китае сбегают из городов в сёла, устав от выгорания на работе и в вузах «Родители бы разозлились»: миллениалы в Китае сбегают из городов в сёла, устав от выгорания на работе и в вузах

Коммуны «без иерархий», где молодые фрилансеры и дизайнеры занимаются ремеслом

VC.RU
Митио Каку рассказал, что ждет человечество в будущем Митио Каку рассказал, что ждет человечество в будущем

Физик Митио Каку поделился прогнозами о будущем

Inc.
Отрывок из книги Энтони Бивора «Арденнская операция: Последняя авантюра Гитлера» Отрывок из книги Энтони Бивора «Арденнская операция: Последняя авантюра Гитлера»

Глава из книги Энтони Бивора о последней операции Гитлера в Арденнах

СНОБ
Лео Бокерия — о режиме дня, спорте и профилактике заболеваний Лео Бокерия — о режиме дня, спорте и профилактике заболеваний

«Здоровье — это вопрос менталитета», уверен Лео Бокерия

РБК
Слово предоставляется Слово предоставляется

Интервью с Клаудио Лути, президентом Salone del Mobile. Milano

SALON-Interior
Микропластик превратили в углекислый газ и воду Микропластик превратили в углекислый газ и воду

Канадские химики разработали новый метод очистки воды от микрочастиц полистирола

N+1
Бонни и Клайд: история любви и смерти самого известного преступного дуэта в мире Бонни и Клайд: история любви и смерти самого известного преступного дуэта в мире

Ромео и Джульетта из преступного мира

Cosmopolitan
Как создатель автомобиля Бонда и его жена стали миллиардерами, бросив вызов Илону Маску Как создатель автомобиля Бонда и его жена стали миллиардерами, бросив вызов Илону Маску

Хенрик Фискер после краха решился снова бросить вызов Илону Маску

Forbes
Как связаны жуткая засуха XIV века и современное глобальное потепление Как связаны жуткая засуха XIV века и современное глобальное потепление

Ученые: экстремальные погодные явления указывают на быстрые изменения климата

Популярная механика
«После развода никого не ищу и чувствую себя счастливой» «После развода никого не ищу и чувствую себя счастливой»

История женщины, которая чувствует себя счастливой без романтических отношений

Psychologies
Балерина, ударившая офицера СС каблуком, и другие примеры неудавшихся, но очень дерзких, бунтов в истории Балерина, ударившая офицера СС каблуком, и другие примеры неудавшихся, но очень дерзких, бунтов в истории

Дерзкие бунты — от одной танцовщицы до многотысячного войска

Maxim
Путешествие за драконом: сэр Дэвид Аттенборо — о приключениях в Индонезии и охоте на огромного варана Путешествие за драконом: сэр Дэвид Аттенборо — о приключениях в Индонезии и охоте на огромного варана

Глава о комодском варане из книги Дэвида Аттенборо «Путешествия натуралиста»

Forbes
Jeep Grand Cherokee WK2. Другая семья, другие правила Jeep Grand Cherokee WK2. Другая семья, другие правила

Grand Cherokee WK2 — лучший «Гранд» из тех, что когда-либо выпускались

4x4 Club
Избыток водорода на белом карлике объяснили поглощением богатой водой планетезимали Избыток водорода на белом карлике объяснили поглощением богатой водой планетезимали

Как объяснить большое содержание водорода в атмосфере белого карлика GD 424?

N+1
Что делать с мотивацией? Что делать с мотивацией?

Кому из родителей не знакома проблема, когда их дети не хотят учиться?

СНОБ
Открыть в приложении