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

Жидкий свет сымитировал черную дыру Жидкий свет сымитировал черную дыру

Как ученые заставили поток поляритонов вести себя подобно черной дыре

N+1
Физики получили прямое подтверждение парадокса Клейна Физики получили прямое подтверждение парадокса Клейна

Физики пронаблюдали туннелирование Клейна с помощью акустических волн

N+1
Американец начал употреблять бром по совету ChatGPT и заработал психоз Американец начал употреблять бром по совету ChatGPT и заработал психоз

Мужчина заработал психоз после совета ChatGPT

N+1
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
11 способов становиться немного умнее каждый день 11 способов становиться немного умнее каждый день

Интеллект, как и тело, требует правильного питания и регулярных тренировок

Psychologies
Как позаботиться о здоровье глаз в холодное время года Как позаботиться о здоровье глаз в холодное время года

Специалист — о том, как уберечь глаза от холода в зимнее время года

Psychologies
Писала маме письма. Как складывается судьба дочери Юлии Началовой Писала маме письма. Как складывается судьба дочери Юлии Началовой

Дочь Юлии Началовой очень похожа на маму: рассказываем, как она живет сейчас

Cosmopolitan
7 блистательных фактов о главном ордене СССР 7 блистательных фактов о главном ордене СССР

Золото, платина и бриллианты «Победы»

Maxim
Слово предоставляется Слово предоставляется

Интервью с Клаудио Лути, президентом Salone del Mobile. Milano

SALON-Interior
5 самых страшных травм в истории бокса 5 самых страшных травм в истории бокса

После этого материала ты переведешь ребенка в секцию бесконтактного макраме

Maxim
Тревожные признаки плохого фильма Тревожные признаки плохого фильма

Как распознать никчемную кинокартину еще до просмотра

Maxim
Однажды на диком Западе... Однажды на диком Западе...

Особенности менталитета жительниц Европы и Америки

Лиза
Ингредиенты решают: как пользоваться косметикой, чтобы она была эффективной Ингредиенты решают: как пользоваться косметикой, чтобы она была эффективной

Косметические ингредиенты: правила грамотного сочетания

Cosmopolitan
Что делать, если в машине примерзла дверь. 5 советов Что делать, если в машине примерзла дверь. 5 советов

Почему «дедовские» способы открыть замерзшую дверь автомобиля не сработают

РБК
Tesla начала выпуск электромобилей без руля. Вместо него появился штурвал Tesla начала выпуск электромобилей без руля. Вместо него появился штурвал

Илон Маск в очередной раз удивил автомобильный рынок

Популярная механика
Правила жизни Элайджи Вуда Правила жизни Элайджи Вуда

Правила жизни актера Элайджи Вуда

Esquire
«Я акула, которая хочет рассказать историю спасения своего вида»: Роберт Дауни-младший решает проблемы планеты «Я акула, которая хочет рассказать историю спасения своего вида»: Роберт Дауни-младший решает проблемы планеты

Роберт Дауни-младший будет инвестировать в зелёные технологии

Forbes
Надин Серовски Надин Серовски

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

ЖАРА Magazine
Дом-музей Дом-музей

Арт-объекты занимают все шесть этажей дома коллекционеров в Дакке

Robb Report
Думаете завести питомца? Задайте себе эти 8 вопросов Думаете завести питомца? Задайте себе эти 8 вопросов

Как понять, готовый ли вы завести четвероногого друга?

Psychologies
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
Простатит Простатит

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

Maxim
Стойкие солдатики: как правильно отметить оловянную свадьбу Стойкие солдатики: как правильно отметить оловянную свадьбу

Как правильно отметить оловянную свадьбу, что нужно дарить «молодоженам»?

Cosmopolitan
Как программист с Украины и экс-партнер Маска стал новым долларовым миллиардером Как программист с Украины и экс-партнер Маска стал новым долларовым миллиардером

Макс Левчин — революционер на рынке потребительского кредитования

Forbes
Ученые вырастили древесину в пробирке Ученые вырастили древесину в пробирке

Исследователи надеются, что подобная технология позволить вырубать меньше лесов

N+1
В древнем погребальном храме найден фрагмент легендарной В древнем погребальном храме найден фрагмент легендарной

В древнеегипетском могильнике Саккара был обнаружен погребальный храм

Популярная механика
Алексей Иванов: Тени тевтонов. Первая глава нового исторического романа Алексей Иванов: Тени тевтонов. Первая глава нового исторического романа

В романе Алексея Иванова «Тени тевтонов» переплетаются события 1457 и 1945 годов

СНОБ
Карта: самая популярная еда, которую заказывают на дом в разных странах Карта: самая популярная еда, которую заказывают на дом в разных странах

Кто лидер рейтинга «Ой, что-то не хочется готовить, давай закажем доставку?»

Maxim
30 000 долларов в месяц только на вино: как Джонни Депп разрушал свою карьеру 30 000 долларов в месяц только на вино: как Джонни Депп разрушал свою карьеру

Джонни Депп талантлив, привлекателен и до недавнего времени был весьма успешен

Cosmopolitan
Осторожно, еда! Осторожно, еда!

Как свежая и неиспорченная пища может стать отравой

N+1
Открыть в приложении