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

Посчитаны риски 175 возможных последствий для здоровья при приеме агонистов ГПП-1 Посчитаны риски 175 возможных последствий для здоровья при приеме агонистов ГПП-1

175 последствий для здоровья при терапии агонистами ГПП-1

N+1
Все, что вам нужно знать о старшем сыне Джуда Лоу Все, что вам нужно знать о старшем сыне Джуда Лоу

Каким вырос Рафф Лоу

GQ
Облака над сушей уменьшили нисходящее длинноволновое излучение Облака над сушей уменьшили нисходящее длинноволновое излучение

Еще один природный механизм, противостоящий потеплению

N+1
А кто не пьет? А кто не пьет?

Психолог – о том, как справиться с алкоголизмом мужа

Лиза
Как повысить самооценку и обрести уверенность? 11 советов психолога Как повысить самооценку и обрести уверенность? 11 советов психолога

Заниженная самооценка мешает нам строить здоровые отношения и карьеру

Psychologies
Повелитель стихий Повелитель стихий

Огонь, вода, жизнь и смерть от классика видео-арта Билла Виолы

Vogue
Эра человечности Эра человечности

Пандемия и удаленка меняют отношения между сотрудниками

Forbes
9 причин обратиться к психотерапевту (он может тебе помочь) 9 причин обратиться к психотерапевту (он может тебе помочь)

Не стоит недооценивать серьезность проблемы и откладывать визиты к психологу

Playboy
Отрывок из книги Сергея Беркнера «Жизнь и борьба Белостокского гетто» Отрывок из книги Сергея Беркнера «Жизнь и борьба Белостокского гетто»

Глава из книги Сергея Беркнера, посвященной антифашистскому подполью

СНОБ
Как писать книги: подробное руководство для начинающего литератора Как писать книги: подробное руководство для начинающего литератора

Пусть этот гайд поможет всем нам войти в литературную историю

Playboy
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
Смотрите женщину! 10 самых сексуальных амплуа в истории кино Смотрите женщину! 10 самых сексуальных амплуа в истории кино

Самые сексуальные женские амплуа в кино и лучшие актрисы, воплотившие их

Maxim
Физики предложили искать гравитационные волны с помощью радиотелескопов Физики предложили искать гравитационные волны с помощью радиотелескопов

Радиотелескопы могут стать инструментом для обнаружения гравитационных волн

N+1
Король галстуков: как журналист Ларри Кинг показал всему миру силу классических аксессуаров Король галстуков: как журналист Ларри Кинг показал всему миру силу классических аксессуаров

Легендарный интервьюер Ларри Кинг прославился не только своим именным телешоу

Esquire
Писала маме письма. Как складывается судьба дочери Юлии Началовой Писала маме письма. Как складывается судьба дочери Юлии Началовой

Дочь Юлии Началовой очень похожа на маму: рассказываем, как она живет сейчас

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
Право на хвастовство: 5 способов обрести уверенность и не стесняться говорить о своих заслугах на работе Право на хвастовство: 5 способов обрести уверенность и не стесняться говорить о своих заслугах на работе

Как перестать стесняться своих успехов

Forbes
С легкой руки С легкой руки

В дирижерской номинации на «Золотую маску» из четырех имен половина — женские

Vogue
«Не внимая голосу совести» «Не внимая голосу совести»

«Око за око» — не лучший принцип для современного правосудия

Дилетант
Музыкант и лидер группы OQJAV Вадик Королев — о стиле 90-х и отсутствии привязанности к вещам Музыкант и лидер группы OQJAV Вадик Королев — о стиле 90-х и отсутствии привязанности к вещам

Как соблюсти идеальный баланс между комфортом и стилем

Esquire
Полюби зарядку! 9 простых упражнений от Ляйсан Утяшевой Полюби зарядку! 9 простых упражнений от Ляйсан Утяшевой

Гимнастка Ляйсан Утяшева показывает упражнения для утренней зарядки

Cosmopolitan
Исследование Уортонской школы бизнеса: уровень дохода влияет на счастье — больше, чем считалось ранее Исследование Уортонской школы бизнеса: уровень дохода влияет на счастье — больше, чем считалось ранее

Новое исследование показало, что, зарабатывая больше, люди чувствуют себя лучше

Inc.
Трудоустраивайся поудобнее! Как найти, соблазнить и занять работу мечты Трудоустраивайся поудобнее! Как найти, соблазнить и занять работу мечты

Как в этом огромном мире разнообразных работ найти свою идеальную работу

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
«Красная родинка на мизинце»: Николь Кузнецова назвала признаки венца безбрачия «Красная родинка на мизинце»: Николь Кузнецова назвала признаки венца безбрачия

Николь Кузнецова объяснила, что из себя представляет венец безбрачия

Cosmopolitan
15 самых отвратительных пицц в мире 15 самых отвратительных пицц в мире

Карательная кулинария добралась до любимого всеми итальянского блюда

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

Что полезно есть зимой?

Psychologies
Как правильно эксплуатировать стиральные машины: советы производителя Как правильно эксплуатировать стиральные машины: советы производителя

Нужно ли использовать средство от накипи? А стирать вещи в мешке?

CHIP
Эксклюзив Cosmo: Мила Кунис о новом фильме, атмосфере на съемках и режиссере Эксклюзив Cosmo: Мила Кунис о новом фильме, атмосфере на съемках и режиссере

Мила Кунис – о съемках в фильме «Дать дуба в округе Юба»

Cosmopolitan
10 000 шагов в день заменят фитнес? Нет! Развенчиваем 5 самых популярных мифов о здоровье! 10 000 шагов в день заменят фитнес? Нет! Развенчиваем 5 самых популярных мифов о здоровье!

Пить по 8 стаканов воды и проходить минимум 10 000 шагов в день? Ерунда

Maxim
Открыть в приложении