ЗАЩИТНИКИ ПЛАНЕТЫ

Впервые за 95-летнюю историю Нобелевских премий этой высокой награды удостоены ученые, чьи открытия связаны с охраной окружающей среды. Премия по химии присуждена 62-летнему голландцу Паулю Крутцену, в настоящее время работающему в Германии, в Химическом институте Макса Планка в Майнце, и двум американцам - Шервуду Роуланду из Калифорнийского института в Ирвине и Марио Молине из Массачусетского технологического института. Роуланду 68 лет, Молине - 52.

Давно было известно, что озоновый слой, образующийся в стратосфере в результате воздействия солнечных лучей на атмосферный кислород, защищает нас от губительного ультрафиолетового излучения, входящего в состав солнечного света. Рак кожи, катаракта, нарушения в иммунной системе - вот чем грозит человеку неразбавленный ультрафиолет. Опасен он для всего живого - для растений, для животных, для экосистем вообще. Мы привыкли говорить, что Солнце - источник жизни на Земле. Но жизнь не возникла бы, если бы Солнце, посылая на Землю свое тепло и свет, само не создало защиту от смертоносной части своего излучения.

И вот эта защита начинает разрушаться.

Кажется, что об этом заговорили сравнительно недавно. На самом деле первое сообщение появилось в английском журнале «Nature» 21 год назад. Его авторами были Шервуд Роуланд и Марио Молина. Сообщение вызвало целую бурю критики, главным образом со стороны тех ученых, которые были связаны с промышленностью. Из статьи в «Nature» следовало, что вся угроза озоновому щиту исходит от промышленных выбросов.

В своей гипотезе - а идея во многом еще была гипотетической - Роуланд и Молина опирались на открытие Пауля Крутцена, сделанное им в

1970 г. Крутцен, начинавший как метеоролог, обнаружил природный механизм, поддерживающий баланс озонового слоя: солнечные лучи, воздействуя на кислород, создают этот слой, а окислы азота, вступающие с озоном в химические реакции, его разрушают.

Это открытие и послужило отправной точкой для гипотезы Роуланда и Молины. В начале 70-х, когда Молина появился в лаборатории Роуланда в Ирвине, ученые решили заняться химическим составом атмосферы и происходящими в ней химическими процессами. Вскоре они столкнулись с фактом, наводящим на серьезные размышления: очень высокой концентрацией хлористых фторуглеродов в атмосфере, связанной с промышленными выбросами.

Ученые установили, что молекулы хлористых фторуглеродов поднимаются в стратосферу, к озоновому слою. Будучи довольно стабильными, они могут находиться там в первозданном состоянии около ста лет. Но не вечно. Их постепенно разрушают солнечные лучи. От молекулы хлористого фторуглерода отщепляется хлор и вступает в самоподдерживающуюся реакцию с озоном, в свою очередь разрушая его. Один атом хлора способен вовлечь в реакцию, то есть уничтожить, 100 тысяч молекул озона. Точь-в-точь как вовлекают их в реакцию окислы азота, что незадолго до этих исследований обнаружил Пауль Крутцен. Но, может быть, вклад рукотворных разрушителей в уничтожение озонового слоя не так уж велик? Ученые сравнили количество хлористых фторуглеродов с количеством окислов азота и ужаснулись. Если не прекратить использование фторуглеродов в холодильных установках, не изменить состав распылителей для аэрозольных упаковок и не отказаться от пенопластов, озоновый щит исчезнет и человечество, как и все живое на Земле, погибнет, не дотянув и до XXII века.

Они объявили об этом в «Nature» и в нескольких интервью. Что тут поднялось! «Где у них доказательства, что озоновый слой разрушается, реальные доказательства, а не сомнительные расчеты?» - язвительно вопрошали скептики, за которыми стояли фирмы, производящие хлористые фторуглероды. Оборот этих фирм в

74-м году, когда Роуланд и Молина обнародовали свои расчеты, достиг двух миллиардов долларов, так что в скептиках недостатка не было. А однажды не выдержал и сам аэрозольный король, возглавлявший самую большую фирму распылителей. В газете «Лос-Анджелес таймс» его величество заявил, что все эти разговоры о вреде хлористых фторуглеродов «оркестрованы отделом дезинформации КГБ». Об этом курьезе вспомнил Роуланд на недавней пресс-конференции. Все смеялись, но в 74-м Роуланду и Молине частенько было не до смеха.

Реальные доказательства появились через 11 лет, в 85-м году, когда метеорологи и климатологи открыли над Антарктикой огромную дыру в озоновом слое. Объяснить эту дыру естественными причинами было невозможно, как ни старались это сделать неутомимые скептики. Крутцен и его американские коллеги рассказали всему свету, как образовалась эта дыра, и мало кто отважился усомниться в их правоте или в их непричастности к коварным замыслам Лубянки.

Не прошло и двух лет со дня открытия роковой дыры, как в Монреале было заключено международное соглашение о защите озонового слоя. Спустя пять лет, в 92-м году, обнаружилось, что выработанных в Монреале мер недостаточно: озон истощается не только у полюсов, как было вначале, но уже и над умеренными широтами. Тогда к Монреальскому протоколу была принята поправка, обязывающая промышленные страны свести на нет выпуск хлористых фторуглеродов в 95-м году. Многие эксперты полагают: производство этих опасных веществ уже настолько уменьшилось, что нежелательная концентрация к концу века рассеется, после чего начнется постепенное восстановление озонового щита планеты. Но когда законодатели в поисках резервов экономии начинают косо посматривать на экологические расходы, в частности на финансовое участие в выполнении Монреальского протокола, эксперты единодушно говорят, что подобные настроения более чем преждевременны.

Если Нобелевская премия по химии демонстрирует нам непосредственную связь науки с практикой, то премия по физике с практикой почти не ассоциируется. Как сказано в решении Шведской академии наук, в заслугу лауреатам вменяется «изучение прошлого и будущего Вселенной». Изучается Вселенная двумя науками - астрофизикой и физикой частиц. Мартин Пёрл из Станфордского университета и Фредерик Райнес из Калифорнийского университета в Ирвине - представители второго направления. Каждый из них обнаружил по частице, являющейся кирпичиком мироздания. Один - двадцать лет назад, а другой - сорок.

Сорок лет назад Фредерик Райнес, которому сейчас 77 лет, работал в знаменитой Лос-Аламосской национальной лаборатории в Нью-Мехико. Вместе с покойным Клайдом Коуэном-младшим Райнес пытался, почти не веря в успех, обнаружить нейтрино. Сомнения были вполне естественными. В 1930 г. швейцарский физик Вольфганг Паули предсказал существование двух частиц - нейтрона и нейтрино. Название «нейтрон» он изобрел сам, а название «нейтрино» придумал Энрико Ферми, которому Паули рассказал о своих идеях. Нейтрон вскоре открыли, и он стал реальностью, а в нейтрино целых 26 лет можно было, как сказал поэт, только верить. Эта частица без заряда и почти без массы прилетала на Землю из космоса и, судя по всему, запросто пронзала земной шар, никак не взаимодействуя с веществом. Каким образом обнаружить ее, вернее, ее следы? Физики пускались на разные ухищрения - и все тщетно.

Райнес и его коллега решили не дожидаться, когда космические или солнечные нейтрино попадутся в их сети, а воспользовались ядерным реактором, чтобы заполучить нейтрино. Расчет оказался верным: вылетая из реактора, частица-призрак пролетала через бак с водой, сталкивалась там с протоном и оставляла свою «визитную карточку» в виде вспышки гамма-излучения. Предсказание Паули подтвердилось. Началось бурное развитие физики частиц, которые сначала назвали элементарными, а теперь величают субатомными, что гораздо правильнее.

Предки Райнеса, родившегося в глубинке штата Нью-Джерси, укоренились в Америке давно. 68-летний Мартин Пёрл, работающий сейчас на Станфордском линейном ускорителе в Пало-Алто, родился в Бруклине, в семье эмигрантов. Он был первым из семьи, кто поступил в колледж. Сначала он работал химиком в Бруклинском политехническом институте, потом учился на отделении физики в Колумбийском университете, потом сам учил физике студентов в Мичиганском университете и только после этого попал в Станфорд. Там на ускорителе он и открыл частицу, которую назвали тау-лептоном. Это самая нестабильная частица из всех частиц: живет она менее одной триллионной доли секунды и тут же распадается. Открыть ее методом наблюдения невозможно. Чтобы ее открыть, ее нужно сначала создать, хоть на миг. Так и поступил Пёрл.

Частица тау принадлежит к классу лептонов (в переводе с греческого - легких). Согласно гипотезе американского физика Марри Гелл-Манна, из шести лептонов и шести кварков построено все мироздание. К лептонам относятся всем известный электрон, два сорта нейтрино, еще две частицы и тау. Своим открытием Пёрл заполнил последнюю клеточку в таблице лептонов. А последняя клеточка в таблице кварков была заполнена в прошлом году - усилиями физиков из лаборатории Ферми под Чикаго.