МОЛИНА, МАРИО

МОЛИНА, МАРИО (Molina, Mario) (р. 1943) (США). Нобелевская премия по химии, 1995 (совместно с П.Круценом и Ш.Ф.Роуландом).

Родился в Мехико-Сити 19 марта 1943. Отец – Роберто Молина Паскуель, адвокат и преподаватель, а в будущем посол Мексики в Эфиопии, Австралии и на Филиппинах; мать – Ленор Хенрико де Молина. В Мехико-Сити он окончил среднюю школу. В возрасте 11 лет родители отправили в школу-интернат в Швейцарию. В 1960 поступил в Национальный государственный мексиканский университет, дополнительно слушал математические лекционные курсы.

Далее Молина отправился в Германию и поступил во Фрейбургский Университет, где занимался кинетикой полимеризации. Через два года он провел несколько месяцев в Париже, где самостоятельно занимался математикой, затем в Мехико стал ассистентом в университете, и, наконец, в 1968 уехал в Калифорнийский университет в Беркли для выполнения аспирантской работы по физической химии.

В Беркли присоединился к группе профессора Джорджа С.Пиментела (George C.Pimentel) для исследования молекулярной динамики при помощи химических лазеров. Пиментал был пионером в изучении свойств нестабильных веществ. Одним из первых научных успехов Молина было объяснение некоторых лазерных сигналов, как «релаксационных осцилляций», которые можно было предсказать из уравнений лазерной эмиссии. В 1972 он завершил диссертацию и остался еще на год для продолжения работы по химической динамике.

Осенью 1973 он вошел в группу профессора Ф.Шервуда Роуланда в Ирвине, Калифорния. Роуланд был лидером в исследованиях химии «горячих атомов». Он предложил Молина выяснить, что происходит в окружающей среде с инертными промышленными химическими веществами – хлорфторуглеродами (фреонами), которые аккумулируются в атмосфере. В то время считалось, что они не оказывают существенного влияния на окружающую среду.

Через три месяца Молина и Роуланд разработали теорию уменьшения озонового слоя в присутствии фреонов. Основные положения их можно сформулировать так: фреоны – антропогенные компоненты, поступление которых в нижние слои атмосферы (тропосферу) примерно равно их промышленному производству.

Будучи чрезвычайно химически устойчивыми в условиях тропосферы, фреоны имеют очень большое «время жизни» (40–150 лет). Единственным путем удаления их из тропосферы оказывается медленный перенос в стратосферу.

В стратосфере они подвергаются фотолизу коротковолновым УФ-излучением Солнца, высвобождая атомы хлора.

Атомы хлора атакуют молекулы озона, разрушая их и давая оксид хлора СlO, который взаимодействует с атомарным кислородом, в результате чего вновь образуется активный хлор – важный компонент цикла разрушения озона.

Вслед за их публикацией были предприняты многочисленные попытки математического моделирования убыли стратосферного озона при различных «сценариях» производства фреонов. Выяснилось, что более или менее реалистические модели требуют учета не менее 150 реакций с участием около 50 разных частиц, поскольку атомы хлора реагируют не только с озоном, но и с молекулами воды, метана, с оксидами азота и др.

Озоновая проблема оказалась тесно связанной с важными экономическими факторами, и для ее решения потребовалось принятие на международном уровне политических решений, непосредственно затрагивающих жизненные интересы многих миллионов людей. Эти решения были приняты в условиях далеко не полной и довольно противоречивой информации о происходящих в стратосфере изменениях. Сейчас нельзя однозначно оценить роль таких действий, поскольку их результаты будут проявляться в течение длительного времени, но, в любом случае, они останутся в памяти человечества как первые в его истории крупномасштабные соглашения, направленные на предотвращение нарушения сложившихся на планете химических равновесий.

Ограничение и, в конечном счете, запрет на производство и использование фторхлоруглеродов привели к поиску менее опасных заменителей. Поскольку заменители не абсолютно безопасны для озоносферы, их использование полностью не решает проблемы стратосферного озона. Между тем, было показано, что фреоны всегда поступали и продолжают поступать в атмосферу из глубоких слоев литосферы как в районах вулканической активности, так и по бесчисленным разломам земной коры.

Независимо ни от чего, эти исследования стимулировали развитие таких относительно новых научных дисциплин, как экологическая химия и химия атмосферы.

В 1975 Молина стал постоянным сотрудником Калифорнийского университета в Ирвине и приступил к собственной программе исследования химических и спектроскопических свойств соединений, имеющих значение для атмосферы. Особое внимание обращалось на те соединения, которые являются неустойчивыми и с которыми трудно иметь дело в лабораторных условиях. К таким соединениям относятся хлорноватистая кислота, нитрит и нитрат хлора, пероксоазотная кислота и др.

В 1982 Молина перешел в отдел молекулярной физики и химии лаборатории реактивного движения Калифорнийского технологического института, где организовал небольшую экспериментальную группу. Переход был вызван желанием полностью посвятить себя исследовательской работе.

В 1985, узнав об открытии сезонного уменьшения озонового слоя над Антарктикой ((Joseph Farman), Молина принял участие в работе по изучению химизма атмосферы, создаваемого полярными стратосферными облаками, часть из которых состоит из кристаллов льда. Эта работа проводилась с использованием авиации. Ему удалось показать, что в условиях полярной стратосферы реакции активации хлора при наличии льда протекают весьма эффективно; ученые смоделировали влияние антарктических облаков на химию атмосферы в лабораторных условиях. Чтобы понять суть быстрых каталитических реакций над южным полюсом, проводились эксперименты с перекисью хлора, новым веществом, о котором до этого не было данных в литературе. Это оказалось важным для объяснения потери озона в полярной стратосфере.

В 1989 Молина вернулся к преподаванию, начав работать в Массачусетском технологическом институте, где продолжал заниматься исследованиями выбросов химических веществ в атмосферу Земли.

В 1995 ему была присуждена Нобелевская премия, которую он разделил со своим бывшим руководителем Ш.Роуландом и голландцем П.Круценом «за работу по химии атмосферы, особенно в связи с образованием и разрушением озона».

Молина женат, жена, Луиза Молина занимается вопросами экологической химии и принимала участие во многих научных исследованиях мужа. Семья живет в Лексингтоне, Массачусетс.

Работы: Heterogeneous chemistry on polar stratospheric clouds. Atm. Environment. 1991; Status of atmospheric ozone depletion. Ann. Rev. of Energy & Environment. 1993 (with J.P.D.Abbat).

Кирилл Зеленин