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

На египетской картине нашли библейский синий На египетской картине нашли библейский синий

Из чего древние египтяне делали редкую краску — библейский синий

N+1
Умер химик Пауль Крутцен. Он описал механизм возникновения озоновых дыр Умер химик Пауль Крутцен. Он описал механизм возникновения озоновых дыр

В возрасте 87 лет умер нидерландский химик Пауль Крутцен

N+1
Главными последствиями засух последних лет назвали голод и кризис гидроэнергетики Главными последствиями засух последних лет назвали голод и кризис гидроэнергетики

Какие ужасные вещи назвали главными последствиями засух

N+1
Простатит Простатит

Простатит – золотое дно для медицины и страшный сон для любого мужчины

Maxim
Не только японская манга: какие комиксы выпускаются в разных странах и чем они интересны Не только японская манга: какие комиксы выпускаются в разных странах и чем они интересны

Почему истории в картинках стали такими популярными по всему миру?

ТехИнсайдер
Дроны распределили квантовую запутанность на километр Дроны распределили квантовую запутанность на километр

Оптическая схема распределения запутанных пар фотонов использует беспилотники

N+1
Семейный бюджет: как правильно его вести, чтобы не развестись Семейный бюджет: как правильно его вести, чтобы не развестись

Психолог Анна Просветова рассказывает, как лучше строить семейный бюджет

Cosmopolitan
Детство в гаджетах: как цифровой мир влияет на мышление ребенка Детство в гаджетах: как цифровой мир влияет на мышление ребенка

Какой отпечаток накладывает на личность ребенка цифровой мир?

СНОБ
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
Как перестать ревновать свою девушку: подробное руководство Как перестать ревновать свою девушку: подробное руководство

Причины ревности и способы избавиться от этого чувства

Playboy
Сохранить отношения в год Быка: 3 приема для любящих партнеров Сохранить отношения в год Быка: 3 приема для любящих партнеров

Как научиться слышать близких и находить золотую середину

Psychologies
Новые светские герои: кто они и что о них думают эксперты Новые светские герои: кто они и что о них думают эксперты

Откуда взялись новые герои светской Москвы

РБК
Техника приготовления Техника приготовления

Кухня современного ресторана отличается от твоей примерно так, как МКС от телеги

Maxim
Надин Серовски Надин Серовски

Надин Серовски отвечает на блиц-вопросы о себе, отношениях и деньгах

ЖАРА Magazine
Тайные знаки: зачем королева Елизавета ставит сумку на стол и теребит кольцо Тайные знаки: зачем королева Елизавета ставит сумку на стол и теребит кольцо

Какими тайными знаками пользуются монаршие особы и о чем они говорят

Cosmopolitan
Одна вокруг света: главная улица Америки и дотошные шерифы Одна вокруг света: главная улица Америки и дотошные шерифы

104-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко и ее собаки

Forbes
5 самых необычных вкусовых сочетаний 5 самых необычных вкусовых сочетаний

Есть сочетания продуктов, которые ты точно еще не пробовал — небольшой обзор

Maxim
Откажитесь от строгого расписания тренировок. Оно мешает и демотивирует, выяснили ученые Откажитесь от строгого расписания тренировок. Оно мешает и демотивирует, выяснили ученые

Дисциплина и стремление установить график тренировок часто не работают

Inc.
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
Миллениалы против Уолл-стрит: «раскачавшие» акции GameStop трейдеры сделали экс-главу Chewy миллиардером Миллениалы против Уолл-стрит: «раскачавшие» акции GameStop трейдеры сделали экс-главу Chewy миллиардером

Райан Коэн разбогател на инвестициях в в ретейлер для геймеров GameStop

Forbes
Лучшие игры 2020 года по версии CHIP: подводим итоги Лучшие игры 2020 года по версии CHIP: подводим итоги

Эти события и явления вызвали наибольший интерес в геймерском сообществе в 2020

CHIP
Синдром задержки фазы сна: что это и как совам справиться с проблемой Синдром задержки фазы сна: что это и как совам справиться с проблемой

«Не могу лечь до полуночи», «Режим давно сбился», «Мне нужно утром поспать»

РБК
С чего начать разговор: 3 темы для общения с любым собеседником С чего начать разговор: 3 темы для общения с любым собеседником

Простые способы поддержать любой разговор

Psychologies
«Наша цель — сделать сверхзвуковые путешествия мейнстримом»: как Boom SuperSonic пересоздаёт сверхзвуковой авиалайнер «Наша цель — сделать сверхзвуковые путешествия мейнстримом»: как Boom SuperSonic пересоздаёт сверхзвуковой авиалайнер

Стартап Boom SuperSonic и его инвесторы уверены, что смогут изменить авиацию

VC.RU
Как писать книги: подробное руководство для начинающего литератора Как писать книги: подробное руководство для начинающего литератора

Пусть этот гайд поможет всем нам войти в литературную историю

Playboy
Хулиган, наркоман, хронический больной: неожиданные факты о Джастине Бибере Хулиган, наркоман, хронический больной: неожиданные факты о Джастине Бибере

В прошлом Джастина Бибера было немало удивительного: внезапные факты

Cosmopolitan
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
Узницы приютов Магдалины: как католические прачечные в Ирландии стали концлагерями для тысяч женщин Узницы приютов Магдалины: как католические прачечные в Ирландии стали концлагерями для тысяч женщин

Приюты Магдалины — сеть приютов, где женщины оказывались в рабском положении

Esquire
Трудоустраивайся поудобнее! Как найти, соблазнить и занять работу мечты Трудоустраивайся поудобнее! Как найти, соблазнить и занять работу мечты

Как в этом огромном мире разнообразных работ найти свою идеальную работу

Maxim
Бумажная свадьба: как отмечать, что дарить и как поздравлять Бумажная свадьба: как отмечать, что дарить и как поздравлять

Вторую годовщину свадьбы в России называют «бумажной», в США — «хлопковой»

Cosmopolitan
Открыть в приложении