Карбонилоксиды справятся с глобальным потеплением

Планета сама спасет себя от потепления

Британским и американским исследователям удалось доказать существование в верхних слоях атмосферы интересных веществ, способных справиться с глобальным потеплением. Впервые предположение о том, что они есть, высказал немецкий физик Рудольф Криге более полувека назад. Однако только сейчас ученые смогли их обнаружить. И звать их — карбонилоксиды.

Фото:

Ученым, наконец-то, удалось обнаружить загадочное вещество, существование которого было предсказано еще в 40-х годах прошлого века. Исследовав его свойства, они пришли к выводу, что, возможно, оно сможет помочь людям в борьбе с повышением температуры на планете. Речь идет о так называемом интермедианте Криге, который более полувека ускользал от исследователей, пытавшихся выделить его.

Напомню, что интермедиат — это промежуточный продукт сложной цепи химических реакций. Как правило, большинство из них живут весьма недолго, поскольку, только образовавшись, они сразу же превращаются в другие вещества, участвующие в реакции. Именно поэтому любой интермедиант получить достаточно сложно — ведь нужно точно знать, в какой временной промежуток следует остановить реакцию.

Еще в 1949 году немецкий физик Рудольф Криге, исследуя процессы, проходящие в высоких слоях атмосферы при образовании озона, обнаружил, что в тех местах, где под воздействием солнечного света кислород становится озоном, присутствует такое вещество, как гидроксипероксид. Его заинтересовало, откуда оно там появилось. Он предположил следующую схему — после того, как ультрафиолетовые лучи превращают кислород в озон, он сразу же начинает реагировать с органическими газами (например с метаном), которых даже в верхних слоях атмосферы хватает. В результате получается целый ряд соединений, называемых карбонилоксидами.

В дальнейшем карбонилоксид, который весьма активен, реагирует с водяными парами и образует тот самый гидроксипероксид. Однако Криге предположил, что эти молекулы, поскольку они являются сильнейшими окислителями, способны вступать в реакцию и с другими веществами. Например, с такими загрязнителями атмосферы, как двуокись азота и двуокись серы. Правда, проверить свою гипотезу на практике ученый не смог — тогда не было возможностей для этого. Тем не менее, с тех пор его предположение о существовании вблизи озонового слоя карбонилоксидов (позже их назвали интермедиантами Криге) время от времени вспоминали те, кто занимался исследованиями верхних слоев атмосферы.

И вот недавно группа исследователей из Университетов Манчестера и Бристоля совместно с учеными Национальной лаборатории Сандия (США), наконец-то, смогли доказать правоту Криге. Ученым удалось выделить один из карбонилоксидов и исследовать его свойства. Для этого использовали синхротрон (циклический резонансный ускоритель электронов), переделанный специалистами из Сандия в источник мощного и, главное, регулируемого пучка фотонов оптического диапазона (именно его-то и не хватало в свое время Рудольфу Криге).

В результате в лаборатории удалось практически полностью воспроизвести практически все процессы, происходящие в озоновом слое. И, действительно, все пошлотак, как и предсказал Криге — образовавшиеся молекулы озона начали взаимодействовать с углеводородами и формировать карбонилоксиды. Правда, оказалось, что скорость их образования на самом деле намного выше, чем считалось до сих пор. Но, даже несмотря на это, интермедианты Криге все-таки успевали прореагировать не только с парами воды, но и с соединениями серы и азота.

И вот что интересно — после этих реакций получались аэрозоли, напоминающие маленькие облака. Ученые, изучив их свойства, пришли к выводу, что подобные облака способны отражать солнечный свет. Следовательно, в природе достаточно большие облака, созданные при помощи интермедиантов Криге, могут работать как эффективное средство против глобального потепления.

Конечно же, речь идет вовсе не о том, чтобы синтезировать множество карбонилоксидов, распылить их в атмосфере и тем самым значительно понизить среднеземную температуру — для этого просто у человечества нет возможностей. Мало того, что интермедианты Криге просто не доживут до распыления в соответствующих слоях нашей воздушной оболочки, так ведь и их синтез обойдется недешево — синхротроны потребляют весьма много энергии. Однако этого вовсе и не надо делать — эксперимент британских и американских ученых доказал, что планета и сама способна справиться с климатическими катаклизмами.

Судя по всему, в атмосфере действительно существует интересный механизм саморегуляции температуры (о котором, кстати, Рудольф Криге тоже догадывался). Когда происходит потепление, атмосфера насыщается парниковыми газами, задерживающими тепло. Но количество солнечного света, падающего на Землю, остается таким же. То есть озона образуется столько же. Следовательно, при увеличении в высоких атмосферных слоях доли органических газов (а это всегда сопутствует потеплению), образуется больше интермедиантов Криге. А они начинают вступать в реакцию с соединениями серы и азота, формируя тем самым "охладительные" облака. Те начинают отражать солнечный свет, и в итоге температура опять понижается.

Не исключено, что именно таким способом наша планета справилась с глобальными потеплениями, которые происходили в конце палеозойской и начале кайнозойской эры. Ну, а раз так уже было, то нет никакого сомнения, что цикл саморегуляции температуры сработает и в этот раз. Правда, случится это не за год и не за два — возможно, понадобятся сотни, а то и тысячи лет. Но ведь и температура при потеплении тоже повышается не мгновенно. А интермедианты образуются постоянно, поэтому велика вероятность, что они смогут запустить обратный процесс на самых ранних стадиях потепления (благо что люди и вулканы активно снабжают атмосферу соединениями серы и азота).

Читайте также: Искусственные вулканы охладят Землю

Итак, существование интермедиантов Криге было экспериментально доказано. Теперь ученые собираются провести дальнейшие исследования свойств этих веществ и понять, какие чудеса они еще могут творить. Не исключено, что карбонилоксиды способны на большее, чем очистка атмосферы и препятствование глобальному потеплению…

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"