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

Амазонские дельфины помочились в воздух Амазонские дельфины помочились в воздух

Как китообразные используют мочеиспускание для коммуникации

N+1
Mitsubishi Outlander. Просто, зато по-честному Mitsubishi Outlander. Просто, зато по-честному

Mitsubishi Outlander — нестареющая классика

4x4 Club
Геологи считают, что скрытый источник чистой энергии может питать Землю 170 000 лет Геологи считают, что скрытый источник чистой энергии может питать Землю 170 000 лет

Ископаемого водорода хватит, чтобы обеспечить Землю энергией на 170 тысяч лет

ТехИнсайдер
Моя терапия: «Я так боялась воды, что не могла даже умываться» Моя терапия: «Я так боялась воды, что не могла даже умываться»

Опасная для жизни ситуация может нанести серьезную психологическую травму

Psychologies
Цирцея и Фея Моргана: как героини древних мифов вдохновляют современных писательниц Цирцея и Фея Моргана: как героини древних мифов вдохновляют современных писательниц

Шесть современных произведений, которые переосмысляют легендарные сюжеты

Forbes
Дейрдре Салливан: Сожри или будь пожранным. Рассказ из сборника сказок Дейрдре Салливан: Сожри или будь пожранным. Рассказ из сборника сказок

Рассказ из книги Дейрдре Салливан «13 сказок лесов и морей»

СНОБ
«Я вышла замуж за игромана» «Я вышла замуж за игромана»

История созависимости и зависимости от нашей героини

Psychologies
Пригнать машину из Европы: реальные цены и все варианты Пригнать машину из Европы: реальные цены и все варианты

Все, что официально не поставляется в Россию, но доступно для покупки

РБК
Равнение назад! Равнение назад!

Почему сильные, здоровые и умные не виноваты перед слабыми, больными и глупыми

Maxim
Европейцы отказали искусственному интеллекту в праве убивать людей Европейцы отказали искусственному интеллекту в праве убивать людей

Решение об использовании вооружения должен принимать человек

N+1
Какое животное самое опасное для человека: отвечают эксперты Какое животное самое опасное для человека: отвечают эксперты

Думаете, самыми опасными и смертоносными являются большие хищники? Как бы не так

Популярная механика
Правила жизни Энтони Хопкинса Правила жизни Энтони Хопкинса

Правила жизни актера Энтони Хопкинса

Esquire
Русский балет за рубежом Русский балет за рубежом

В начале XX века русские хореографы диктовали моду в балетном искусстве

Культура.РФ
Юлия, Сергей и Арина Матвиенко Юлия, Сергей и Арина Матвиенко

Почему Петербург — это город, которому идут и ретро, и авангард, и тотал-блэк

Собака.ru
Как встретить принца: истории знакомства королевских пар Как встретить принца: истории знакомства королевских пар

Даже с будущим королем можно познакомиться при вполне банальных обстоятельствах

Cosmopolitan
Выходим из праздников Выходим из праздников

Способы ликвидировать последствия новогоднего переедания

Худеем правильно
Прогревать или нет двигатель зимой? Ответ на вечный вопрос Прогревать или нет двигатель зимой? Ответ на вечный вопрос

Как правильно эксплуатировать машину зимой?

РБК
10 необычных моделей Lada, которые не пошли в серию 10 необычных моделей Lada, которые не пошли в серию

Знаковые прототипы АвтоВАЗа, которые так и не добрались до конвейера

РБК
«Гениальный Автор Феноменальных Текстов»: ушел из жизни артист и поэт Валентин Гафт «Гениальный Автор Феноменальных Текстов»: ушел из жизни артист и поэт Валентин Гафт

Валентин Гафт проработал в одном театре, «Современнике», 50 лет

Forbes
Контуринг по форме лица: примеры звезд и полезные советы Контуринг по форме лица: примеры звезд и полезные советы

"Всемогущий" контуринг способен зрительно скорректировать твои черты лица

Cosmopolitan
Мария Ревякина. Неравный бой Мария Ревякина. Неравный бой

Интервью с директором Театра Наций Марией Ревякиной

СНОБ
Почему антиэйджинг стал прибежищем мошенников Почему антиэйджинг стал прибежищем мошенников

Надежда отменить старость привлекает в индустрию антиэйджинга мошенников

СНОБ
Квантовое превосходство Китая Квантовое превосходство Китая

Очередной год – и очередное сообщение о достижении «квантового превосходства»

Популярная механика
«Ирония судьбы»: что говорят о фильме актеры спустя 45 лет? «Ирония судьбы»: что говорят о фильме актеры спустя 45 лет?

Что скрывается за всенародно любимым фильмом?

Cosmopolitan
Деликатный вопрос Деликатный вопрос

Проблемы с кишечником могут серьезно отравить человеку жизнь

Лиза
Все мимо Все мимо

Солистка группы Artik & Asti Аня вышла замуж!

OK!
На БАК измерили сильное взаимодействие между протонами и редкими гиперонами На БАК измерили сильное взаимодействие между протонами и редкими гиперонами

Измерение взаимодействия между протонами и двумя типами гиперонов

N+1

Актеры, для которых съемки в сценах с обнажением стали травмирующим опытом

Cosmopolitan
Учи слова: как грамотно общаться с парикмахером Учи слова: как грамотно общаться с парикмахером

Сохрани себе наш словарик и говори с парикмахером на одном языке!

Cosmopolitan
5 шагов к тому, чтобы стать сильнее 5 шагов к тому, чтобы стать сильнее

Каждый из нас может стать чуточку сильнее

Psychologies
Открыть в приложении