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

Грудное молоко помешало бактерии вызвать воспаление в кишечнике новорожденного Грудное молоко помешало бактерии вызвать воспаление в кишечнике новорожденного

Как материнское грудное молоко защает ребенка от дисбиоза и воспаления кишечника

N+1
Праздник, который всегда с тобой Праздник, который всегда с тобой

Андрей Подшибякин: мы любим праздники, но относимся к ним специфически

GQ
«Думающие» ИИ-спутники сами выбирают момент съемки Земли «Думающие» ИИ-спутники сами выбирают момент съемки Земли

Как работает система, позволяющая спутникам анализировать обстановку

ТехИнсайдер
10 продуктов, в которых много железа 10 продуктов, в которых много железа

Cписок продуктов, которые помогут восстановить уровень железа

РБК
Мы выбираем друг друга не случайно Мы выбираем друг друга не случайно

Выбор партнера предопределен всем предшествующим ходом нашей жизни

Psychologies
«Я вышла замуж за игромана» «Я вышла замуж за игромана»

История созависимости и зависимости от нашей героини

Psychologies
Советский Союз Советский Союз

Дизайнер Алена Сковородникова иронично обыграла атрибуты советской эпохи

AD
Жуткие фанаты-преследователи Брэда Питта, Селены Гомес, Николь Кидман и других Жуткие фанаты-преследователи Брэда Питта, Селены Гомес, Николь Кидман и других

Нередко жизнь мировых знаменитостей и секс-символов омрачают сталкеры

Cosmopolitan
Эпоха великого порицания: как незнакомцы из соцсетей превращаются в палачей Эпоха великого порицания: как незнакомцы из соцсетей превращаются в палачей

Отрывок из книги «Итак, вас публично унизили» Джона Ронсона

Forbes
Авиапарк Юрского периода Авиапарк Юрского периода

Был ли самолет Можайского самолетом и другие курьезы из истории авиации

Maxim
«Стояли в очереди на погрузку в автозак»: как прошло несогласованное шествие в Москве «Стояли в очереди на погрузку в автозак»: как прошло несогласованное шествие в Москве

Почему жители столицы снова вышли на митинги, несмотря на аресты организаторов?

Forbes
15 правил совместной жизни, которые ты не обязан соблюдать 15 правил совместной жизни, которые ты не обязан соблюдать

Почему романтические идеалы вредны и как с ними бороться — советы психолога

Maxim
10 безрассудных поступков, которые ты должен совершить хотя бы раз! 10 безрассудных поступков, которые ты должен совершить хотя бы раз!

Поступки, которые нужно совершить, чтобы не было стыдно за уныло прожитые годы

Maxim
Как правильно мыть голову: важные правила, которые должна знать каждая Как правильно мыть голову: важные правила, которые должна знать каждая

Кажется, что может быть проще — вымыть голову!

Cosmopolitan
Новая политика конфиденциальности WhatsApp: личные данные «сольют на сторону»? Новая политика конфиденциальности WhatsApp: личные данные «сольют на сторону»?

Эксперты: как и куда WhatsApp передает данные

CHIP
Разрешите себе лениться: зачем это нужно и почему полезно Разрешите себе лениться: зачем это нужно и почему полезно

Специалисты призывают не подавлять свою потребность иногда полениться

Psychologies
Manchzz Manchzz

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

ЖАРА Magazine
Чего бы такого послушать, если ты любишь Pink Floyd Чего бы такого послушать, если ты любишь Pink Floyd

Чего такого можно услышать в духе Pink Floyd

Maxim
Российские социологи предсказали обострение политической ситуации в США еще 10 лет назад. «Сноб» поговорил с одним из них Российские социологи предсказали обострение политической ситуации в США еще 10 лет назад. «Сноб» поговорил с одним из них

«‎Сноб» узнал, как будет развиваться ситуация в США и что ждет в будущем Россию

СНОБ
Модные вещи минувшего десятилетия, которые мы полюбили Модные вещи минувшего десятилетия, которые мы полюбили

В прошедшем десятилетии были вещи, которые мы полюбили искренне

РБК
Острые предметы Острые предметы

Последние десять лет в российском спорте — эра женского фигурного катания

GQ
Физики пронаблюдали фазу гексатик при плавлении двумерной пыльной плазмы Физики пронаблюдали фазу гексатик при плавлении двумерной пыльной плазмы

Физики расплавили двумерный плазменно-пылевой кристалл из частиц полистирола

N+1
Чек-лист хорошего косметолога: 7 признаков, что врачу можно доверить свое лицо Чек-лист хорошего косметолога: 7 признаков, что врачу можно доверить свое лицо

Чек-лист, с помощью которого можно определить хорошего косметолога

Cosmopolitan
Путешествие за драконом: сэр Дэвид Аттенборо — о приключениях в Индонезии и охоте на огромного варана Путешествие за драконом: сэр Дэвид Аттенборо — о приключениях в Индонезии и охоте на огромного варана

Глава о комодском варане из книги Дэвида Аттенборо «Путешествия натуралиста»

Forbes
4 совета, как сделать свое тело гибче (даже если ты думаешь, что это невозможно) 4 совета, как сделать свое тело гибче (даже если ты думаешь, что это невозможно)

Когда наклон, чтобы коснуться пальцев ног, кажется невыполнимой задачей

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

Не подмажешь — не постреляешь…

Maxim
Жан-Кристоф Гранже: День праха Жан-Кристоф Гранже: День праха

Первая глава романа Жана-Кристофа Гранже «День праха»

СНОБ
23 причины ненавидеть российские фильмы и сериалы 23 причины ненавидеть российские фильмы и сериалы

Мы отобрали самые бесячие причины не любить отечественные сериалы и фильмы

Maxim
Открытка против голода Открытка против голода

«Спасите умирающих детей Поволжья»

Дилетант
Как понять, что у вас с партнером ничего не получится Как понять, что у вас с партнером ничего не получится

Как честно признаться себе: у нас не получилось, пора двигаться дальше?

Psychologies
Открыть в приложении