Mario Molina: 80 χρόνια από τη γέννηση του νομπελίστα που ανακάλυψε την τρύπα στο στρώμα του όζοντος

Τα 80^α γενέθλια του του Mario Molina γιορτάζει σήμερα η Google με το doodle της. Πρόκειται για τον Μεξικανό χημικό που είχε τη βασικότερη ίσως συμβολή στην ανακάλυψη της «τρύπας του όζοντος» πάνω από την Ανταρκτική.

Ο Mario Molina τιμήθηκε με το Βραβείο Νόμπελ Χημείας το 1995 για τον ρόλο του στην επισήμανση της απειλής στο γήινο στρώμα του όζοντος από ανθρωπογενή αέρια που λέγονται χλωροφθοράνθρακες (CFC). Υπήρξε ο πρώτος γεννημένος στο Μεξικό επιστήμονας που πήρε Βραβείο Νόμπελ Χημείας.

Στη σταδιοδρομία του ο Μολίνα εργάσθηκε κατά καιρούς σε 4 ανώτατα εκπαιδευτικά ιδρύματα των ΗΠΑ και στο Κέντρο Επιστημών της Ατμόσφαιρας του Ινστιτούτου Ωκεανογραφίας Σκριπς. Στο Μεξικό ο Μολίνα διετέλεσε διευθυντής στο «Κέντρο Μάριο Μολίνα για την Ενέργεια και το Περιβάλλον» και σύμβουλος κλιματικής πολιτικής του Προέδρου του Μεξικού Ενρίκε Πένια Νιέτο.

Η ανακάλυψη των βλαβερών επιδράσεων των Φθοροχλωρανθράκων

Στις 28 Ιουνίου 1974, ως μεταδιδάκτορας ερευνητής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Ιρβάιν, ο Μολίνα δημοσίευσε μαζί με τον Σέργουντ Ρόουλαντ μια εργασία στο περιοδικό Nature, όπου τόνιζαν την απειλή από τη χρήση χλωροφορανθράκων (CFC) για το στρώμα του όζοντος στη στρατόσφαιρα.

Εκείνη την εποχή, οι CFC χρησιμοποιούνταν ευρύτατα ως προωθητικά των σπρέι και ψυκτικά υγρά σε κάθε είδους ψυγεία και κλιματιστικά, και ήταν γνωστό ότι συσσωρεύονταν στην ατμόσφαιρα. Το βασικό επιστημονικό ερώτημα που έθεσε ο Μολίνα ήταν «ποια η συνέπεια της απελευθερώσεως από την ανθρωπότητα μιας ουσίας στο περιβάλλον η οποία δεν υπήρχε προηγουμένως;»

Οι Ρόουλαντ και Μολίνα είχαν ερευνήσει ουσίες παρόμοιες με τους CFC πρωτύτερα. Ανέπτυξαν μαζί τη θεωρία της καταστροφής του όζοντος από τους CFC συνδυάζοντας βασικές επιστημονικές γνώσεις για τη χημεία του όζοντος, τους CFC και τις ατμοσφαιρικές συνθήκες με προσομοιώσεις σε ηλεκτρονικό υπολογιστή. Πρώτα ο Μολίνα διερεύνησε το εάν και πώς θα μπορούσαν να διασπασθούν οι CFC. Στην κατώτερη ατμόσφαιρα είναι αδρανείς ενώσεις, αλλά ο Μολίνα συνειδητοποίησε ότι με τον καιρό τείνουν να ανέρχονται σε ανώτερα ατμοσφαιρικά στρώματα. Εκεί επικρατούν διαφορετικές συνθήκες και στη στρατόσφαιρα εκτίθενται στο υπεριώδες φως του Ήλιου. Το λεπτό στρώμα του όζοντος που υπάρχει εκεί προστατεύει την επιφάνεια της Γης από το πιο επιβλαβές για τα ζωντανά όντα μέρος αυτής της ακτινοβολίας. Τα φωτόνια της υπεριώδους ακτινοβολίας έχουν αρκετή ενέργεια ώστε να διασπούν τα μόρια του οξυγόνου και ο Μολίνα πρότεινε ότι θα μπορούσαν να διασπούν και τα μόρια των CFC, απελευθερώνοντας άλλες ουσίες, μεταξύ των οποίων και άτομα χλωρίου, στη στρατόσφαιρα. Τα άτομα χλωρίου (Cl) είναι εξαιρετικά δραστικά χημικώς και αντιδρούν εύκολα με τα μόρια του όζοντος (O3), δημιουργώντας κοινό διατομικό οξυγόνο (O2) και μονοξείδιο του χλωρίου (ClO):

Cl· + O3 > ClO· + O2

Αλλά το ClO αντιδρά επίσης εύκολα με ένα άτομο οξυγόνου, δίνοντας ένα ακόμα μόριο O2 και ένα άτομο Cl:

ClO· + O· > Cl· + O2

Επομένως το μονοατομικό χλώριο Cl «αναδύεται» ανέπαφο από αυτό το ζεύγος αντιδράσεων, και αυτό είναι το κρίσιμο δεδομένο.Οι Μολίνα και Ρόουλαντ κατάλαβαν ότι το Cl παίζει ρόλο καταλύτη και ότι ένα μόνο μόριό του θα μπορούσε να καταστρέψει πολλές χιλιάδες μόρια όζοντος παραμένοντας στη στρατόσφαιρα επί πολλά έτη. Υπολογίζοντας τις ποσότητες των αντιδρώντων σωμάτων, οι δύο χημικοί βρήκαν ότι οι CFC μπορούσαν να ξεκινήσουν μια «αλυσιδωτή αντίδραση» που θα έβλαπτε σοβαρά το στρώμα του όζοντος στη γήινη στρατόσφαιρα.

Οι Μολίνα και Ρόουλαντ ακολούθησαν τη σύντομη εργασία τους στο Nature με μία αναφορά 150 σελίδων προς την Επιτροπή Ατομικής Ενέργειας των ΗΠΑ, την οποία δημοσίευσαν στη συνάντηση της Αμερικανικής Χημικής Εταιρείας του Σεπτεμβρίου 1974. Αυτή η αναφορά και μια οργανωμένη από την Εταιρεία συνέντευξη τύπου, στην οποία έκαναν έκκληση για μια πλήρη απαγόρευση εκπομπών CFC στην ατμόσφαιρα, προσέλκυσαν την προσοχή κυβερνήσεων και κοινής γνώμης.

Οι θέσεις των Ρόουλαντ και Μολίνα δεν άργησαν να δεχθούν επικρίσεις από τους κατασκευαστές των επίμαχων συσκευών και ομάδες της χημικής βιομηχανίας. Μία δημόσια συναίνεση επί της ανάγκης για δράση άρχισε να διαφαίνεται το 1976 με τη δημοσίευση μιας περιλήψεως των επιστημονικών δεδομένων από την Εθνική Ακαδημία Επιστημών των ΗΠΑ. Το έργο των δύο χημικών δέχθηκε στήριξη από ευρήματα για μακράς διάρκειας μείωση του στρατοσφαιρικού όζοντος πάνω από την Ανταρκτική, που δημοσιεύθηκαν από τον Τζόζεφ Φάρμαν και συνεργάτες του στο Nature in 1985. Συνεχιζόμενες επιστημονικές ενδείξεις οδήγησαν τελικώς στην υιοθέτηση του ιστορικού Πρωτοκόλλου του Μόντρεαλ (μιας συμφωνίας μειώσεως της παραγωγής και χρήσεως CFC, με την προοπτική πλήρους καταργήσεως) από 56 κράτη το 1987. Για τον ρόλο τους στο θέμα αυτό, οι Μολίνα και Ρόουλαντ μοιράσθηκαν το Βραβείο Νόμπελ Χημείας του 1995 με τον Πάουλ Κρέτσεν. Το αιτιολογικό της βραβεύσεως μνημονεύει «το έργο τους στη χημεία της ατμόσφαιρας, ιδίως όσον αφορά τον σχηματισμό και την αποσύνθεση του όζοντος».

Οικογένεια και σπουδές

Ο Μ. Μολίνα γεννήθηκε στην Πόλη του Μεξικού. Πατέρας του ήταν ο διακεκριμένος νομικός Ρομπέρτο Μολίνα-Πασκουέλ (1908-1977), που διετέλεσε κατά καιρούς πρέσβης του Μεξικού στην Αιθιοπία, την Αυστραλία και τις Φιλιππίνες, και μητέρα του η Λεονόρ Ενρίκες. Ως παιδί, ο Μάριο μετέτρεψε ένα μπάνιο του σπιτιού στο δικό του μικρό εργαστήριο, όπου χρησιμοποιούσε παιδικά σετ χημείας και μικροσκόπια. Είχε ως πρότυπο τη θεία του, την Εστέρ Μολίνα, που ήταν χημικός και τον βοηθούσε στα πειράματά του.

Αφού τελείωσε το σχολείο στην Πόλη του Μεξικού, ο Μάριο Μολίνα απεφοίτησε το 1965 με πτυχίο χημικού μηχανικού από το Εθνικό Αυτόνομο Πανεπιστήμιο του Μεξικού (UNAM). Το 1967 πήρε μεταπτυχιακό δίπλωμα ειδικεύσεως στην κινητική των αντιδράσεων πολυμερισμού από το Πανεπιστήμιο του Φράιμπουργκ, στην τότε Δυτική Γερμανία, και τέλος διδακτορικό στη φυσικοχημεία το 1972 από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϋ με τον καθηγητή Τζωρτζ Πάιμεντελ.

Σταδιοδρομία

Μεταξύ του 1974 και του 2004, ο Μολίνα εργαζόταν σε θέσεις έρευνας και διδασκαλίας στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Ιρβάιν, στο JPL του Καλτέκ και στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο Μασαχουσέτης (MIT), όπου είχε διορισθεί ταυτοχρόνως στο Τμήμα Γεωπλανητικών και Ατμοσφαιρικών Επιστημών, και στο Τμήμα Χημείας. Ολοκλήρωσε την κυρίως σταδιοδρομία του στο Τμήμα Χημείας και Βιοχημείας του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο και στο Κέντρο Επιστημών της Ατμόσφαιρας του Ινστιτούτου Ωκεανογραφίας Σκριπς.

Ο Μολίνα ίδρυσε ένα μη κερδοσκοπικό ίδρυμα που άνοιξε το «Κέντρο Μάριο Μολίνα Στρατηγικών Μελετών για την Ενέργεια και το Περιβάλλον» (ισπ. Centro Mario Molina para Estudios Estrategicos sobre Energia y Medio Ambiente) στην Πόλη του Μεξικού το 2005, και διετέλεσε πρόεδρος του Κέντρου αυτού. Επιπλέον, για μια δεκαετία (2004-2014) ήταν μέλος του Δ.Σ. του Ιδρύματος Μακάρθουρ, συμμετέχοντας στις επιτροπές του για την πολιτική του ιδρύματος και για την παγκόσμια ασφάλεια και αειφορία.

Ο Μολίνα προτάθηκε στις 24 Ιουλίου 2000 για μέλος της Ποντιφήκειας Ακαδημίας Επιστημών. Μία από τις τελευταίες του συνεισφορές ήταν στην αναφορά της Ακαδημίας αυτής Well Under 2 Degrees Celsius: Fast Action Policies to Protect People and the Planet from Extreme Climate Change (= «Πολύ κάτω από τους 2 βαθμούς: Πολιτικές ταχείας δράσεως για την προστασία των ανθρώπων και του πλανήτη από την ακραία κλιματική αλλαγή»), το 2017, που συνέταξε μαζί με τους Βηραμπαντράν Ραμανάθαν και Ντέργουντ Ζέλκε. Η αναφορά πρότεινε 12 πρακτικές και επιδεχόμενες διαφορετικές κλίμακες λύσεις, μέρος μιας τριπλής στρατηγικής για τον μετριασμό της κλιματικής αλλαγής.

Ο Μολίνα ορίσθηκε το 2008 από τον πρόεδρο των ΗΠΑ Μπαράκ Ομπάμα ως υπεύθυνος για τη σύσταση μιας ομάδας περιβαλλοντικών θεμάτω., ενώ ήταν και μέλος του συμβουλίου του προέδρου επί θεμάτων επιστήμης και τεχνολογίας.