Paul J. Crutzen
Paul J. Crutzen | |
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 Crutzen in 2010 | |
| Geboren | Paul Jozef Crutzen 3 December 1933 Amsterdam, Netherlands |
| Gestorben | 28 January 2021 (aged 87) Mainz, Germany |
| Universität | University of Stockholm |
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| Thesis | Determination of parameters appearing in the "dry" and the "wet" photochemical theories for ozone in the stratosphere. (1968) |
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| Website | www |
Paul Jozef Crutzen (; 3. Dezember 1933 - 28. Januar 2021) war ein niederländischer Meteorologe und Atmosphärenchemiker. Zusammen mit Mario Molina und Frank Sherwood Rowland erhielt er 1995 den Nobelpreis für Chemie für seine Arbeiten auf dem Gebiet der Atmosphärenchemie und insbesondere für seine Bemühungen um die Untersuchung der Bildung und des Abbaus von Ozon in der Atmosphäre. Neben der Erforschung der Ozonschicht und des Klimawandels machte er den Begriff Anthropozän populär, um eine vorgeschlagene neue Epoche im Quartär zu beschreiben, in der das menschliche Handeln drastische Auswirkungen auf die Erde hat. Er gehörte auch zu den ersten Wissenschaftlern, die die Idee eines nuklearen Winters einführten, um die potenziellen klimatischen Auswirkungen zu beschreiben, die sich aus der großräumigen Luftverschmutzung ergeben, einschließlich des Rauchs von Waldbränden, Industrieabgasen und anderen Quellen wie Ölbränden.
Er war Mitglied der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften und ein gewähltes ausländisches Mitglied der Royal Society im Vereinigten Königreich.
Frühes Leben und Ausbildung
Crutzen wurde in Amsterdam als Sohn von Anna (Gurk) und Josef Crutzen geboren. Im September 1940, demselben Jahr, in dem Deutschland in die Niederlande einmarschierte, kam Crutzen in die erste Klasse der Volksschule. In den letzten Kriegsmonaten erlebte er den „Hungerwinter“, in dem mehrere seiner Mitschüler an Hunger oder Krankheiten starben, und wurde nach der Übernahme der Grundschule durch die Deutschen an verschiedenen Orten unterrichtet. Mit besonderer Hilfe schaffte er 1946 den Abschluss der Grundschule und wechselte auf die Hogere Burgerschool (Höhere Bürgerschule). Dort erlernte er mit Hilfe seiner kosmopolitischen Eltern fließend Französisch, Englisch und Deutsch. Neben den Sprachen konzentrierte er sich in dieser Schule auch auf die Naturwissenschaften und machte 1951 seinen Abschluss; seine Prüfungsergebnisse qualifizierten ihn jedoch nicht für ein Universitätsstipendium. Stattdessen studierte er Bauingenieurwesen an einer kostengünstigeren Fachhochschule und nahm 1954 eine Stelle beim Brückenbauamt in Amsterdam an. Nach dem Militärdienst heiratete er 1958 Terttu Soininen, eine finnische Studentin, die er einige Jahre zuvor kennen gelernt hatte, und zog mit ihr nach Gävle, einer kleinen Stadt 200 km nördlich von Stockholm, wo er eine Stelle in einem Baubüro annahm.
Beginn der akademischen Laufbahn
In den 1920er Jahren begannen norwegische Meteorologen, die Strömungsmechanik bei der Analyse des Wetters einzusetzen, und ab 1959 war das Meteorologische Institut der Universität Stockholm führend in der meteorologischen Forschung mit numerischen Modellen. Die Theorien wurden 1960 durch Bilder von Tiros, dem ersten Wettersatelliten, bestätigt.
Zu dieser Zeit verfügte die Universität Stockholm mit dem BESK (Binary Electronic Sequence Calculator) und seinem Nachfolger, dem Facit EDB, über die schnellsten Computer der Welt. Crutzen war an der Programmierung und Anwendung einiger dieser frühen numerischen Modelle für die Wettervorhersage beteiligt und entwickelte auch selbst ein Modell für tropische Wirbelstürme.
Als Programmierer an der Universität konnte er weitere Vorlesungen besuchen und bewarb sich 1963 mit einer Arbeit, die Mathematik, Statistik und Meteorologie kombinierte, für ein Doktorandenprogramm.
Obwohl er beabsichtigte, sein Zyklonenmodell für seine Dissertation zu erweitern, wurde er um 1965 gebeten, US-Wissenschaftler bei einem numerischen Modell für die Verteilung von Sauerstoffallotropen (atomarer Sauerstoff, molekularer Sauerstoff und Ozon) in der Stratosphäre, der Mesosphäre und der unteren Thermosphäre zu unterstützen. Dazu gehörten Studien über die Chemie der Stratosphäre und die Photochemie des Ozons. In seiner Dissertation aus dem Jahr 1968 mit dem Titel „Bestimmung von Parametern, die in den ‚trockenen‘ und ‚feuchten‘ photochemischen Theorien für Ozon in der Stratosphäre vorkommen“ schlug er vor, Stickoxide (NOx) zu untersuchen.
Seine Dissertation fand großen Anklang und führte zu einem Postdoc-Stipendium am Clarendon Laboratory der Universität Oxford im Auftrag der Europäischen Weltraumforschungsorganisation (ESRO), dem Vorläufer der ESA.
Forschungskarriere
Crutzen forschte hauptsächlich auf dem Gebiet der Atmosphärenchemie. Am bekanntesten ist er für seine Forschungen zum Ozonabbau. 1970 wies er darauf hin, dass Emissionen von Distickstoffoxid (N2O), einem stabilen, langlebigen Gas, das von Bodenbakterien produziert wird, von der Erdoberfläche aus die Menge an Stickstoffoxid (NO) in der Stratosphäre beeinflussen könnten. Crutzen zeigte, dass Distickstoffoxid lange genug lebt, um die Stratosphäre zu erreichen, wo es in NO umgewandelt wird. Crutzen stellte dann fest, dass der zunehmende Einsatz von Düngemitteln zu einem Anstieg der Lachgasemissionen gegenüber dem natürlichen Hintergrund geführt haben könnte, was wiederum einen Anstieg der NO-Menge in der Stratosphäre zur Folge hätte. Somit könnten menschliche Aktivitäten die stratosphärische Ozonschicht beeinflussen. Im darauffolgenden Jahr schlugen Crutzen und (unabhängig davon) Harold Johnston vor, dass die NO-Emissionen der damals vorgeschlagenen Überschallverkehrsflugzeuge (einige hundert Boeing 2707), die in der unteren Stratosphäre fliegen würden, ebenfalls zu einem Abbau der Ozonschicht führen könnten; neuere Analysen bestreiten jedoch, dass dies ein großes Problem darstellt.
1974 erhielt Crutzen den Entwurf einer wissenschaftlichen Arbeit von Frank S. Rowland, Professor für Chemie an der Universität von Kalifornien, Irvine, und Mario J. Molina, einem Postdoktoranden aus Mexiko. Darin ging es um die möglichen zerstörerischen Auswirkungen von Fluorchlormethanen auf die Ozonschicht. Crutzen entwickelte sofort ein Modell dieser Wirkung, das einen starken Abbau der Ozonschicht vorhersagte, wenn diese Chemikalien weiterhin in dem derzeitigen Umfang verwendet würden.
Als seine Hauptforschungsinteressen nennt Crutze die „Chemie der Stratosphäre und Troposphäre und ihre Rolle in den biogeochemischen Kreisläufen und im Klima“. Ab 1980 arbeitete er in der Abteilung für Atmosphärenchemie des Max-Planck-Instituts für Chemie in Mainz, Deutschland, an der Scripps Institution of Oceanography der University of California, San Diego, und an der Seoul National University, Südkorea. Außerdem war er lange Zeit außerordentlicher Professor am Georgia Institute of Technology und Forschungsprofessor am Fachbereich Meteorologie der Universität Stockholm, Schweden. Von 1997 bis 2002 war er Professor für Aeronomie an der Fakultät für Physik und Astronomie der Universität Utrecht.
Er war Mitunterzeichner eines Schreibens von über 70 Nobelpreisträgern an die Legislative von Louisiana, in dem sie sich für die Aufhebung des Kreationismus-Gesetzes dieses US-Bundesstaates, des Louisiana Science Education Act, aussprachen. Im Jahr 2003 war er einer von 22 Nobelpreisträgern, die das Humanistische Manifest unterzeichneten.
As of 2021[update], Crutzen hatte einen h-Index von 151 laut Google Scholar und von 110 laut Scopus. Anlässlich seines Todes sagte der Präsident der Max-Planck-Gesellschaft, Martin Stratmann, dass Crutzens Arbeit zum Verbot ozonschädigender Chemikalien geführt habe, was ein noch nie dagewesenes Beispiel dafür sei, dass Nobelpreis-Grundlagenforschung direkt zu einer globalen politischen Entscheidung führe.
Anthropozän
Einer von Crutzens Forschungsschwerpunkten war das Anthropozän. Im Jahr 2000 schlugen Crutzen und Eugene F. Stoermer im IGBP-Newsletter 41 vor, den Begriff Anthropozän für die gegenwärtige geologische Epoche zu verwenden, um die zentrale Rolle des Menschen in Geologie und Ökologie zu betonen. In Bezug auf den Beginn der Epoche sagten sie:
Ein genaueres Datum für den Beginn des „Anthropozäns“ scheint etwas willkürlich zu sein, aber wir schlagen die zweite Hälfte des 18. Jahrhunderts vor, obwohl wir uns bewusst sind, dass alternative Vorschläge gemacht werden können (einige wollen vielleicht sogar das gesamte Holozän einschließen). Wir haben uns jedoch für dieses Datum entschieden, weil die globalen Auswirkungen menschlicher Aktivitäten in den letzten zwei Jahrhunderten deutlich spürbar wurden. Dies ist der Zeitraum, in dem Daten aus Gletschereisbohrkernen den Beginn eines Anstiegs der atmosphärischen Konzentrationen mehrerer „Treibhausgase“, insbesondere von CO2 und CH4, zeigen. Dieses Anfangsdatum fällt auch mit der Erfindung der Dampfmaschine durch James Watt im Jahr 1784 zusammen.
Geoengineering (Klimaeingriff)
Steve Connor, Wissenschaftsredakteur von The Independent, schrieb, dass Crutzen der Meinung ist, dass die politischen Versuche, die vom Menschen verursachten Treibhausgase zu begrenzen, so kläglich sind, dass ein radikaler Ausweichplan erforderlich ist. In einem polemischen wissenschaftlichen Essay, der in der August-Ausgabe 2006 der Zeitschrift Climatic Change veröffentlicht wurde, sagt er, dass ein „Fluchtweg“ benötigt wird, wenn die globale Erwärmung außer Kontrolle gerät.
Crutzen plädiert für klimatechnische Lösungen, darunter die künstliche Abkühlung des Weltklimas durch die Freisetzung von Schwefelpartikeln in der oberen Atmosphäre und anderen Partikeln in der unteren Atmosphäre, die das Sonnenlicht und die Wärme zurück ins All reflektieren würden. Sollte diese künstliche Abkühlung tatsächlich funktionieren, würde sie einige der Auswirkungen der durch menschliche Aktivitäten verursachten Treibhausgasemissionen verringern und möglicherweise die Integrität und Lebensfähigkeit des Planeten verlängern.
Im Januar 2008 veröffentlichte Crutzen Erkenntnisse, wonach die Freisetzung von Lachgas (N2O) bei der Herstellung von Biokraftstoffen dazu führt, dass diese mehr zur globalen Erwärmung beitragen als die fossilen Kraftstoffe, die sie ersetzen.
Nuklearer Winter
Crutzen war auch ein führender Verfechter der Theorie des nuklearen Winters. Zusammen mit John W. Birks verfasste er die erste Veröffentlichung, die in das Thema einführte: The atmosphere after a nuclear war: Twilight at noon (1982). Sie stellten Theorien über die möglichen klimatischen Auswirkungen der großen Mengen an rußhaltigem Rauch aus Waldbränden, städtischen und industriellen Zentren und Öllagern auf, die in die mittlere und höhere Troposphäre gelangen würden. Sie kamen zu dem Schluss, dass die Absorption des Sonnenlichts durch den schwarzen Rauch zu Dunkelheit und starker Abkühlung an der Erdoberfläche und zu einer Erwärmung der Atmosphäre in höheren Lagen führen könnte, wodurch atypische meteorologische und klimatische Bedingungen geschaffen würden, die die landwirtschaftliche Produktion für einen großen Teil der menschlichen Bevölkerung gefährden würden.
In einem Zeitungsartikel der „Baltimore Sun“ vom Januar 1991 stellte Crutzen zusammen mit seinen Kollegen die Hypothese auf, dass die klimatischen Auswirkungen der Ölbrände in Kuwait zu „signifikanten“ nuklearwinterähnlichen Effekten führen würden, d. h. zu kontinentalen Auswirkungen von Temperaturen unter dem Gefrierpunkt.
Auszeichnungen und Ehrungen
Crutzen, Mario J. Molina und F. Sherwood Rowland erhielten 1995 den Nobelpreis für Chemie „für ihre Arbeiten auf dem Gebiet der Atmosphärenchemie, insbesondere der Bildung und des Abbaus von Ozon“. Zu Crutzens weiteren Ehrungen gehören unter anderem die folgenden:
- 1976: Auszeichnung für herausragende Veröffentlichungen, Environmental Research Laboratories, National Oceanic and Atmospheric Administration
- 1984: Rolex-Discover Scientist of the Year (Wissenschaftler des Jahres).
- 1985: Empfänger des Leó Szilárd Award für „Physik im öffentlichen Interesse“ der American Physical Society.
- 1986: Ernennung zum Fellow der American Geophysical Union.
- 1989: Tyler Prize for Environmental Achievement.
- 1990: Korrespondierendes Mitglied der Königlichen Niederländischen Akademie der Künste und Wissenschaften
- 1995: Verleihung des Global Ozone Award für den „herausragenden Beitrag zum Schutz der Ozonschicht“ durch das Umweltprogramm der Vereinten Nationen.
- 1999: Ausländisches Mitglied der Russischen Akademie der Wissenschaften.
- 2006: Ernennung zum ausländischen Mitglied der Royal Society (ForMemRS)
- 2007: Internationales Mitglied der Amerikanischen Philosophischen Gesellschaft
- 2017: Ehrenmitglied der Königlich Niederländischen Chemischen Gesellschaft
- 2019: Lomonossow-Goldmedaille
Persönliches Leben
1956 lernte Crutzen Terttu Soininen kennen, den er einige Jahre später im Februar 1958 heiratete. Im Dezember desselben Jahres bekam das Paar eine Tochter. Im März 1964 bekam das Paar eine weitere Tochter.
Crutzen starb im Alter von 87 Jahren am 28. Januar 2021.
Externe Links
- einschließlich der Nobelvorlesung, 8. Dezember 1995 Mein Leben mit O3, NOx und anderen YZOxs
- Memoirs Paul Jozef Crutzen. 3. Dezember 1933-28. Januar 2021 auf The Royal Society Publishing (englisch)
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