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

Ген ожирения объединил людей с собаками Ген ожирения объединил людей с собаками

Ученые выявили у собак ген, связанный с развитием ожирения

N+1
Смертельно опасно: как сходить в сауну и остаться в живых Смертельно опасно: как сходить в сауну и остаться в живых

В России принято считать, что «баня — залог долгих лет»

Популярная механика
Британские ученые заявили, что родители передают «страх перед математикой» своим детям Британские ученые заявили, что родители передают «страх перед математикой» своим детям

Как «тревожность из-за математики» может передаваться от родителей детям

ТехИнсайдер
Сила адаптогенов Сила адаптогенов

Есть растения, которые повышают сопротивляемость организма инфекциям и стрессу

Лиза
Как говорить, чтобы дети слушали Как говорить, чтобы дети слушали

Как научиться вести диалог с ребенком

kiozk originals
Астрономы изучили то, как ведут себя в космосе Астрономы изучили то, как ведут себя в космосе

Как огромные потоки плазмы и радиации движутся от Солнца в открытый космос?

Популярная механика
Обнимите своих сотрудников Обнимите своих сотрудников

Прививка от жесткого менеджмента

kiozk originals
Почему люди женятся? 7 причин помимо любви Почему люди женятся? 7 причин помимо любви

Психолог: любовь — далеко не единственная причина заключить брак

Psychologies
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
Листая видеоподборки. Почему Путин и Навальный живут в разных странах Листая видеоподборки. Почему Путин и Навальный живут в разных странах

Российская власть существует в собственном мире

СНОБ
Отрывок из книги Дэниела Киза «Элджернон, Чарли и я» Отрывок из книги Дэниела Киза «Элджернон, Чарли и я»

Отрывок из книги Дэниела Киза о его писательском пути

СНОБ
Томми Ориндж: Там мы стали другими Томми Ориндж: Там мы стали другими

Глава из книги Томми Оринджа «Там мы стали другими» о коренном населении Америки

СНОБ
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
Секс в браке: заново разжечь огонь желания Секс в браке: заново разжечь огонь желания

Психологи: как сохранить в браке страсть и не разрушить отношения

Psychologies
Джуд Лоу Джуд Лоу

Правила жизни британского актера Джуда Лоу

Esquire
Отрывок из книги Арто Паасилинна «Тысяча Чертей пастора Хуусконена» Отрывок из книги Арто Паасилинна «Тысяча Чертей пастора Хуусконена»

Отрывок из первой главы романа финского писателя Арто Паасилинна

СНОБ
Рассрочка от сооснователя PayPal с оценкой в $12 млрд на IPO: чем инвесторов привлёк стартап Affirm Макса Левчина Рассрочка от сооснователя PayPal с оценкой в $12 млрд на IPO: чем инвесторов привлёк стартап Affirm Макса Левчина

Cтартап Affirm Макса Левчина работает по модели «купи сейчас, плати потом»

VC.RU
Светлана Сачкова: Люди и птицы. Отрывок из романа Светлана Сачкова: Люди и птицы. Отрывок из романа

Глава из романа Светланы Сачковой «Люди и птицы»

СНОБ
Из подчиненного в начальники: 4 качества, которые сделают из тебя генерального директора Из подчиненного в начальники: 4 качества, которые сделают из тебя генерального директора

Присмотрись к этим советам, если у тебя есть серьезные карьерные амбиции.

Playboy
Geely Tugella. Новые стандарты китайского купе Geely Tugella. Новые стандарты китайского купе

Geely Tugella — купе-кроссовер, реализующий мечты критиков китайского автопрома

4x4 Club
Вы ребенок токсичных родителей? Разрешите себе злиться на них Вы ребенок токсичных родителей? Разрешите себе злиться на них

Нам необходимо быть в контакте со своими эмоциями, чтобы сохранить самих себя

Psychologies
Из Москвы в Сочи: где отдыхали россияне в новогодние праздники Из Москвы в Сочи: где отдыхали россияне в новогодние праздники

В новогодние праздники средний чек в Сочи вырос на 40-45%

Forbes
Время террора и чистого авторитаризма. Размышления о третьей декаде правления Владимира Путина Время террора и чистого авторитаризма. Размышления о третьей декаде правления Владимира Путина

Владислав Иноземцев анализирует текущий политический режим

СНОБ
Сексуально vs вульгарно: 6 правил, которые помогут собрать привлекательный образ Сексуально vs вульгарно: 6 правил, которые помогут собрать привлекательный образ

Разбираемся, как одеваться привлекательно, не пересекая грань пошлости

Cosmopolitan
Микробиом хлебной закваски оказался независим от географического положения Микробиом хлебной закваски оказался независим от географического положения

Взаимодействие микробов друг с другом в закваске повлияло на вкус хлеба

N+1
Как объединить таблицы в Word: 4 способа Как объединить таблицы в Word: 4 способа

Даже у уверенных пользователей возникают проблемы в работе с таблицами в Ворде

CHIP
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
Женщины уже не те. Как и почему менялись представления о женской красоте Женщины уже не те. Как и почему менялись представления о женской красоте

Как на идеал женской красоты влияют экономические и политические условия

Maxim
Дали ремня Дали ремня

Как успешный юрист основал маленькую мануфактуру по производству ремней

Robb Report
Telegram против Signal: сравниваем мессенджеры Telegram против Signal: сравниваем мессенджеры

Почему многие переходят на мессенджер Signal?

CHIP
Открыть в приложении