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

Окислительное присоединение на палладии прошло по радикальному механизму Окислительное присоединение на палладии прошло по радикальному механизму

Представление о реакции окислительного присоединения на палладии было неполным

N+1
Авиакатастрофа с рекордно чудесным выживанием Авиакатастрофа с рекордно чудесным выживанием

26 января 1972 года в воздухе рассыпался лайнер DC-9

Maxim
Космический аппарат «Вояджер-1» запустил резервные двигатели, отключенные 21 год назад Космический аппарат «Вояджер-1» запустил резервные двигатели, отключенные 21 год назад

Как инженеры запустили движители «Вояджера-1», молчавшие с 2004 года?

ТехИнсайдер
Золотые варежки: как сенатор Берни Сандерс посидел на стуле, стал мемом и сделал коллекцию одежды Золотые варежки: как сенатор Берни Сандерс посидел на стуле, стал мемом и сделал коллекцию одежды

Сенатор Сандерс стал мемом, и решил использовать свою популярность на благо

Forbes
Вот почему люди стали использовать огонь — и приготовление пищи тут не при чем Вот почему люди стали использовать огонь — и приготовление пищи тут не при чем

Исследование, перечеркнувшее привычную картину: зачем люди приручили огонь

Inc.
Бич цифрового общества: как нас всех поразил страх упущенных возможностей и что с этим делать Бич цифрового общества: как нас всех поразил страх упущенных возможностей и что с этим делать

Страх упущенных возможностей — бич цифрового общества, приводящий к стрессу

Forbes
Положительный опыт окружающих может сделать нас счастливее Положительный опыт окружающих может сделать нас счастливее

Если детство было трудным, во взрослой жизни бывает непросто строить отношения

Psychologies
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
10 самых смертельных природных катаклизмов в истории человечества 10 самых смертельных природных катаклизмов в истории человечества

Какое же событие подвергло человечество наибольшей опасности

Популярная механика
Эмбер Херд, Мэрайя Кери и другие звездные красотки, которых бросили миллионеры Эмбер Херд, Мэрайя Кери и другие звездные красотки, которых бросили миллионеры

Даже у звезд роман с Мужчиной Мечты может закончиться расставанием

Cosmopolitan
Даешь контакт! Даешь контакт!

Как заставить-уговорить отца заниматься воспитанием детей?

Лиза
Кейт Миддлтон обошла Меган Маркл в рейтинге самых дорогих свадебных платьев Кейт Миддлтон обошла Меган Маркл в рейтинге самых дорогих свадебных платьев

Эксперты оценили стоимость свадебных нарядов представительниц королевских семей

Cosmopolitan
5 вредных привычек 5 вредных привычек

С их помощью мы боремся со стрессом – и проигрываем

Лиза
Технократы удачи: чем могут навредить региональному бизнесу модные топы из Москвы Технократы удачи: чем могут навредить региональному бизнесу модные топы из Москвы

Столичные менеджеры в регионах подменяют результаты красивыми цифрами

Forbes
11 фильмов о науке и ученых, основанных на реальных (и не очень) событиях 11 фильмов о науке и ученых, основанных на реальных (и не очень) событиях

Кино о том, как великие умы создавали свои изобретения

GQ
7 способов максимально ускорить восстановление мышц 7 способов максимально ускорить восстановление мышц

Сделай свои тренировки еще эффективнее

Playboy
Как устроен ансамбль камерной музыки Simple Music Ensemble Как устроен ансамбль камерной музыки Simple Music Ensemble

Коллектив серьезных музыкантов считает, что нужно смотреть на все проще

РБК
Анастасия Волочкова. Почему она ушла из Большого и чем занимается сейчас Анастасия Волочкова. Почему она ушла из Большого и чем занимается сейчас

Как Анастасия Волочкова стала примой балета и чем занимается сейчас?

Cosmopolitan
«Мы не просили тебя рожать»: сестра и мама осуждают мое решение «Мы не просили тебя рожать»: сестра и мама осуждают мое решение

Гештальт-терапевт — о том, как нести ответственность за свой выбор

Psychologies
«Нужно меньше пустого пиара. Сначала делай — потом рассказывай» «Нужно меньше пустого пиара. Сначала делай — потом рассказывай»

Валерий Мифтахов — о водородных самолётах, золотом веке авиации и инвестициях

Inc.
От пешки до королевы От пешки до королевы

Аня Тейлор-Джой и ее феноменальный успех

Караван историй
Борисовские труды Борисовские труды

Современный интерьер с историческими аллюзиями

AD
Физики получили прямое подтверждение парадокса Клейна Физики получили прямое подтверждение парадокса Клейна

Физики пронаблюдали туннелирование Клейна с помощью акустических волн

N+1
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
Manchzz Manchzz

Первое интервью певицы Manchzz: о псевдониме, карьере и аккаунтах в соцсетях

ЖАРА Magazine
Физики описали еще один способ получения энергии из черных дыр Физики описали еще один способ получения энергии из черных дыр

Физики: найден новый способ извлечь энергию из вращающейся черной дыры

N+1
3 лучших мода для Cyberpunk 2077: улучшают графику и фиксят баги 3 лучших мода для Cyberpunk 2077: улучшают графику и фиксят баги

Выбрали три мода, которые помогут справиться с багами в Cyberpunk 2077

CHIP
14 лет без Мурата Насырова: главная мечта певца так и не сбылась 14 лет без Мурата Насырова: главная мечта певца так и не сбылась

Четырнадцать лет назад трагически погиб певец Мурат Насыров

Cosmopolitan
Дядька императора Дядька императора

В Российской империи воспитание царских отпрысков было делом политическим

Дилетант
Cheryexeed TXL. Не так плох, как вы возможно думали Cheryexeed TXL. Не так плох, как вы возможно думали

Cheryexeed TXL — кроссовер, о покупке которого стоит задуматься

4x4 Club
Открыть в приложении