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

Электростимуляция заставила жука-киборга лезть на стену Электростимуляция заставила жука-киборга лезть на стену

Как электрическая стимуляция заставляет двигаться жука-киборга

N+1
Убийственная мода: 5 вещей, которые несли владельцам смерть Убийственная мода: 5 вещей, которые несли владельцам смерть

А что вы знаете об одежде, которая убивала по-настоящему?

Cosmopolitan
Губки на роструме снизили эффективность эхолокации афалин Губки на роструме снизили эффективность эхолокации афалин

Почему афалины редко охотятся с губками на роструме?

N+1
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
Sapiens Sapiens

Краткая история человечества

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
12 упражнений с гантелями для домашней тренировки 12 упражнений с гантелями для домашней тренировки

Упражнения с гантелями — отличный способ поддерживать тело в тонусе

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

Причины ревности и способы избавиться от этого чувства

Playboy
Василий Ян Василий Ян

Василий Ян глазами Дмитрия Быкова

Дилетант
Коллекции русских писателей: от железных палок до аптечных флаконов Коллекции русских писателей: от железных палок до аптечных флаконов

Предметы, которые коллекционировали русские писатели

Культура.РФ
Правила жизни Стивена Содерберга Правила жизни Стивена Содерберга

Правила жизни кинорежиссера Стивена Содерберга

Esquire
Парадный выход Парадный выход

Квартира в историческом доходном доме у Патриарших прудов

AD
Язык добра: зачем Forbes новый рейтинг социального предпринимательства Язык добра: зачем Forbes новый рейтинг социального предпринимательства

«Валюты добра» отразит три глобальных движения мировых лидеров бизнеса

Forbes
Восстановление метаболизма микроглии вернуло когнитивные способности стареющим мышам Восстановление метаболизма микроглии вернуло когнитивные способности стареющим мышам

Ключевой фактор, приводящий к потери когнитивных функций при старении

N+1
Остаться при своих Остаться при своих

Что делать, если волосы выпадают, когда и какие меры стоит предпринимать?

Лиза
Из шприца по фашистам — самый несерьезный автомат Второй мировой Из шприца по фашистам — самый несерьезный автомат Второй мировой

Не подмажешь — не постреляешь…

Maxim
«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
Архитектурные проекты прошлого, которые рассказывают о будущем Архитектурные проекты прошлого, которые рассказывают о будущем

Идеи будущего Ле Корбюзье, Эля Лисицкого, советских и зарубежных архитекторов

VC.RU
Кто Кто

Решите вашу проблему номер один

kiozk originals
7 самых дурацких (и вредных!) современных диет 7 самых дурацких (и вредных!) современных диет

Диеты, к которым точно не надо прибегать, если ты хочешь сохранить здоровье

Maxim
Между джокером и трендом: как изменится мир за первую половину ХХI века Между джокером и трендом: как изменится мир за первую половину ХХI века

Футуролог: анализ текущих трендов позволяет очертить контуры будущего

Forbes
Леонардо ДиКаприо, Криштиану Роналду и другие секс-символы, обожающие своих мам Леонардо ДиКаприо, Криштиану Роналду и другие секс-символы, обожающие своих мам

Эти роковые покорители сердец всю жизнь остаются преданны одной женщине - маме

Cosmopolitan
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
Великое нашествие Великое нашествие

Вторжение монголов обратило русских государей в деспотов ордынского типа

Дилетант
Словно вторая кожа: как отмечать кожаную свадьбу и что на нее дарить Словно вторая кожа: как отмечать кожаную свадьбу и что на нее дарить

Отпраздновать кожаную свадьбу, несомненно, стоит! Объясняем, как это сделать

Cosmopolitan
Нейрохирург рассказал о пяти привычках, которые сделают нас умнее Нейрохирург рассказал о пяти привычках, которые сделают нас умнее

Санджай Гупта, нейрохирург: необходимо прокачивать свои когнитивные способности

Playboy
Митио Каку рассказал, что ждет человечество в будущем Митио Каку рассказал, что ждет человечество в будущем

Физик Митио Каку поделился прогнозами о будущем

Inc.
Новый хамелеон с Мадагаскара оказался самой маленькой рептилией Новый хамелеон с Мадагаскара оказался самой маленькой рептилией

Ученые открыли на Мадагаскаре новый вид крошечных хамелеонов-брукезий

N+1
Гранд-вавилон: склоки, скандалы, влюбленности и прочее закулисье Большого театра Гранд-вавилон: склоки, скандалы, влюбленности и прочее закулисье Большого театра

Рассказываем о самых громких историях о Большом театре

Cosmopolitan
На инвестиционной игле: как стартапы подсаживаются на венчурные деньги и почему это плохо На инвестиционной игле: как стартапы подсаживаются на венчурные деньги и почему это плохо

Почему многие проекты из претендентов в «единороги» превращаются в банкротов

Forbes
Открыть в приложении