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
Культовое место. Почему в закрытии Stalin Doner нет ничего антисталинского Культовое место. Почему в закрытии Stalin Doner нет ничего антисталинского

Когда игра смыслов важнее игры слов

СНОБ
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
10 нетривиальных мест, куда надо съездить заядлому рыбаку 10 нетривиальных мест, куда надо съездить заядлому рыбаку

Рыбалка – это не только спортивный азарт, но и изучение страны

GQ
«Если это не любовь, то что?»: созависимость в отношениях «Если это не любовь, то что?»: созависимость в отношениях

Почему мы выбираем холодных партнеров? Как отличить любовь от созависимости?

Psychologies
Сытый и довольный: 8 здоровых продуктов, богатых полезными жирами Сытый и довольный: 8 здоровых продуктов, богатых полезными жирами

Чтобы быть красивым и здоровым, нужно включить в рацион эти продукты

Playboy
Почему нам хочется бежать со всех ног от идеального партнера Почему нам хочется бежать со всех ног от идеального партнера

Из-за чего мы избегаем хороших партнеров и как выйти из замкнутого круга

Psychologies
Месяц трезвости – это путешествие, а не пункт назначения Месяц трезвости – это путешествие, а не пункт назначения

Отказ от алкоголя на месяц поможет узнать важное об отношениях со спиртным

GQ
6 интересных фактов из жизни актера и режиссера Кевина Костнера 6 интересных фактов из жизни актера и режиссера Кевина Костнера

Жизнь Кевина Костнера наполнена необычными событиями: рассказываем о них

Maxim
Правила жизни Стивена Содерберга Правила жизни Стивена Содерберга

Правила жизни кинорежиссера Стивена Содерберга

Esquire
5 самых страшных травм в истории бокса 5 самых страшных травм в истории бокса

После этого материала ты переведешь ребенка в секцию бесконтактного макраме

Maxim
«Праздник, который я никогда не забуду» «Праздник, который я никогда не забуду»

Самый странный и яркий Новый год нашей героини

Psychologies
Audi Q9: все подробности о самом большом и дорогом кроссовере Audi Q9: все подробности о самом большом и дорогом кроссовере

Audi Q9 — длина более 5 метров, мотор мощностью свыше 500 лошадиных сил

РБК
Как заработать миллион на человеческих слабостях, или  Почему ты пошел за хлебом, а купил чучело вальдшнепа Как заработать миллион на человеческих слабостях, или  Почему ты пошел за хлебом, а купил чучело вальдшнепа

Одна из причин экономических кризисов — твое неразумное потребление

Maxim
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
Амфоры с затонувшего корабля рассказали о торговых маршрутах Римского Средиземноморья Амфоры с затонувшего корабля рассказали о торговых маршрутах Римского Средиземноморья

Греческие археологи обнаружили артефакты в остатках античного корабля

N+1
В ожидании второго сезона «Бриджертонов». Как сериал пошатнул стереотипы В ожидании второго сезона «Бриджертонов». Как сериал пошатнул стереотипы

Почему первый сезон «Бриджертонов» говорит о современности больше, чем кажется

РБК
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
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
По следам братьев Гримм По следам братьев Гримм

В Германии есть места, где оживают сказки братьев Гримм

Лиза
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
Деньги на ветер? Звезды, которые развелись вскоре после роскошной свадьбы Деньги на ветер? Звезды, которые развелись вскоре после роскошной свадьбы

Вспоминаем звездные пары, чей брак рухнул почти сразу после обмена клятвами

Cosmopolitan
Как сделать картинку фоном в презентации: 2 способа Как сделать картинку фоном в презентации: 2 способа

Как поставить на фон презентации свою картинку

CHIP
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
Балерина, ударившая офицера СС каблуком, и другие примеры неудавшихся, но очень дерзких, бунтов в истории Балерина, ударившая офицера СС каблуком, и другие примеры неудавшихся, но очень дерзких, бунтов в истории

Дерзкие бунты — от одной танцовщицы до многотысячного войска

Maxim
Химики сделали катализатор горения метана из десяти металлов Химики сделали катализатор горения метана из десяти металлов

Ученые предложили новую методику для получения наночастиц катализатора

N+1
Арал. Море, которого нет Арал. Море, которого нет

С научной точки зрения Арал — бессточное солёное озеро

4x4 Club
Бой бабы, или Зачем дерутся женщины Бой бабы, или Зачем дерутся женщины

Все-таки в женских драках есть нечто странно-завораживающее

Maxim
6 загадочных эпидемий исчезновения пенисов в истории 6 загадочных эпидемий исчезновения пенисов в истории

После чтения этой статьи ты перестанешь бояться эпидемии гриппа!

Maxim
Борисовские труды Борисовские труды

Современный интерьер с историческими аллюзиями

AD
Открыть в приложении