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

Ботаники описали новый вид паразитирующих на грибах «волшебных фонариков» с Малайского полуострова Ботаники описали новый вид паразитирующих на грибах «волшебных фонариков» с Малайского полуострова

Как на востоке Малайского полуострова новый вид тисмий

N+1
Как устранить последствия драки Как устранить последствия драки

Советы по первой помощи после драки от медсестры с десятилетним стажем

Maxim
Нейроиммунная регуляция страха оказалась чувствительна к действию психоделиков Нейроиммунная регуляция страха оказалась чувствительна к действию психоделиков

Ученые обнаружили в мозге мышей нейроиммунную сеть, отвечающую за чувство страха

N+1
Самые ожидаемые альбомы 2021 Самые ожидаемые альбомы 2021

Кто может выпустить альбомы в ближайшее время: от Оксимирона до Дрейка

GQ
Как быстро возбудить девушку: 12 способов (гид, который стоит держать под рукой) Как быстро возбудить девушку: 12 способов (гид, который стоит держать под рукой)

Не знаете, как быстро возбудить девушку до предела? Вы по адресу!

Playboy
«Революционный гламур»: как глянец стал центром российской журналистики 2000-х «Революционный гламур»: как глянец стал центром российской журналистики 2000-х

Как молодой российский глянец привлек аудиторию репортажами из горячих точек

Esquire
Панические атаки, алкоголь, депрессия: какие секреты звезд хранят психотерапевты Панические атаки, алкоголь, депрессия: какие секреты звезд хранят психотерапевты

От психологических проблем не застрахованы даже селебрити

Cosmopolitan
Свекла, яблоки, капуста: зимние «суперфуды» с рынка Свекла, яблоки, капуста: зимние «суперфуды» с рынка

Что полезно есть зимой?

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
Теория U Теория U

Лидерство из будущего

kiozk originals
Невероятная история побега американского пилота Брюса Карра из немецкого тыла на немецком истребителе Невероятная история побега американского пилота Брюса Карра из немецкого тыла на немецком истребителе

Как в 20 лет американский пилот Брюс Карр угнал немецкий истребитель

Maxim
До свадьбы не дошло: громкие расставания звезд после гражданских браков До свадьбы не дошло: громкие расставания звезд после гражданских браков

Звезды, которые расстались, не успев официально заключить брак

Cosmopolitan
Решил остепениться? Как не терять время на дикий секс с бесперспективными красотками Решил остепениться? Как не терять время на дикий секс с бесперспективными красотками

Как понять, что женщина, на которой ты решил жениться, действительно та самая

Maxim
Тревожные признаки плохого фильма Тревожные признаки плохого фильма

Как распознать никчемную кинокартину еще до просмотра

Maxim
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
Ветер перемен Ветер перемен

Фрэнка Гери можно считать революционером

AD
Софи Лорен: потрясающая история любви и карьеры знаменитой итальянки Софи Лорен: потрясающая история любви и карьеры знаменитой итальянки

Софи Лорен полна оптимизма и энергии, которые пронесла через всю свою жизнь

Cosmopolitan
Закрытые огневые позиции: как сражаются с артиллерией врага Закрытые огневые позиции: как сражаются с артиллерией врага

Борьба с артиллерией противника стала одной из задач для достижения победы

Популярная механика
Бодипозитив - это не про красоту. И даже не про любовь к телу. Это про счастье Бодипозитив - это не про красоту. И даже не про любовь к телу. Это про счастье

Что такое на самом деле модный сегодня бодипозитив?

Cosmopolitan
Какой сегодня праздник: день студента (Татьянин день) — история и традиции Какой сегодня праздник: день студента (Татьянин день) — история и традиции

25 января отмечают сразу два праздника — Татьянин день и день студента

Cosmopolitan
Вход в зону комфорта: как заниматься спортом зимой Вход в зону комфорта: как заниматься спортом зимой

Зимой тоже можно заниматься спортом в удовольствие: объясняем, как это делать

РБК
5 нон-фикшн книг с хорошей научной базой: против стресса и тревоги 5 нон-фикшн книг с хорошей научной базой: против стресса и тревоги

Нон-фикшн книги, которые помогут сохранять душевное равновесие

Популярная механика
«Почему они молчали»: 5 причин, по которым женщины не рассказывают о насилии «Почему они молчали»: 5 причин, по которым женщины не рассказывают о насилии

Почему женщины рассказывают о харассменте и насилии только спустя годы

Cosmopolitan
«Вы должны понять, кто вы, — и тогда вопрос выбора одежды станет очень простым»: о чем говорили Раф Симонс и Миучча Прада после мужского показа Prada «Вы должны понять, кто вы, — и тогда вопрос выбора одежды станет очень простым»: о чем говорили Раф Симонс и Миучча Прада после мужского показа Prada

Раф Симонс и Миучча Прада продолжают совместную работу над коллекциями Prada

Esquire
Шереметьево сообщило о выходе бизнесмена из списка Forbes из проекта «дворца» на Черном море Шереметьево сообщило о выходе бизнесмена из списка Forbes из проекта «дворца» на Черном море

Бизнесмен Александр Пономаренко вышел из проекта «дворца» Путина

Forbes
Америка, ты одурела! Должны ли победители мстить побежденным Америка, ты одурела! Должны ли победители мстить побежденным

Как должен выглядеть диалог победителей и побежденных

СНОБ
7 признаков заклятой подруги 7 признаков заклятой подруги

Твои отношения с подругой кажутся тебе немного странными?

Cosmopolitan
Мужчина вами не увлечен: 5 признаков равнодушия Мужчина вами не увлечен: 5 признаков равнодушия

5 признаков, которые говорят о том, что мужчина не интересуется вами

Psychologies
Скромная месть: автор «Убивая Еву» сняла фильм о девушке, пытающейся наказать насильников подруги Скромная месть: автор «Убивая Еву» сняла фильм о девушке, пытающейся наказать насильников подруги

«Девушка, подающая надежды» — гендерный дискурс в оболочке комедийного триллера

Forbes
Кто был прототипом Родиона Раскольникова в «Преступлении и наказании» Достоевского? Кто был прототипом Родиона Раскольникова в «Преступлении и наказании» Достоевского?

Достоевский воплотил в Раскольникове обобщенные черты поколения

Культура.РФ
Открыть в приложении