Pamiršti herojai – kaip mokslininkai mėgėjai dar XIX amžiuje atrado globalinį atšilimą ir jo priežastis (Foto, Video)

Kartu su išsamiais stebėjimais apie tai, kaip klimatas ir orai tam tikrame regione veikia augalų gyvenimą, graikų filosofas Teofrastatas (apie 371-287 m. pr. Kr.) taip pat atrado, kaip žmogus gali pakeisti klimatą.

Pavyzdžiui, jis pastebėjo, kad iškirtus mišką netoli Filipų (senovės Makedonijos miestas), apylinkėse pakilo temperatūra. Remdamasis tuo, ir savo mokytojo Aristotelio mintimi, kad „gamta nieko nedaro veltui ir visada siekia to, kas geriausia“, Teofrastatas pridūrė: „viskas, kas prieštarauja gamtai, yra pavojinga“.

Žinoma, tokio masto miškų naikinimas, apie kurį jis kalbėjo, yra lašas jūroje, kai kalbame apie klimatą pasauliniu mastu, o mokslininkai jau porą tūkstančių metų manė, kad bendras Žemės klimatas nuo pat planetos susikūrimo išliko nepakitęs, išskyrus religija pagrįstus masinius potvynius ir kitus kataklizmus.

Tačiau maždaug XIX amžiaus pradžioje šis klausimas buvo pradėtas nagrinėti iš naujo. Pavyzdžiui, 1830-aisiais šveicarų mokslininkas Louisas Agassizas paskelbė savo novatorišką darbą apie ledynus. Jis apibendrino savo tyrimus: „Dideli ledo sluoksniai, panašūs į dabar esančius Grenlandijoje, kadaise apėmė visas šalis, kuriose randamas nesluoksniuotas žvyras“.

Taigi, priešingai nei manoma apie stabilų istorinį pasaulinį klimatą, tam tikru momentu viskas turėjo labai skirtis nuo dokumentuotos istorijos.

Tokioms idėjoms pamažu vis labiau įsibėgėjus, viso pasaulio mokslininkai pradėjo svarstyti, kas galėjo sukelti tokį drastišką planetos masto pokytį.

Pavyzdžiui, maždaug dešimtmetį prieš Agassizo publikaciją, 1824 m., matematikas Josephas Fourier pažymėjo, kad Žemė buvo šiltesnė nei turėtų būti dėl Žemę pasiekiančios saulės spinduliuotės. Jis iškėlė hipotezę, kad atmosfera praleidžia saulės spindulius iki Žemės paviršiaus, o spinduliuotė, atsispindėjusi nuo Žemės paviršiaus, negali taip lengvai prasiskverbti pro kai kuriuos atmosferos sluoksnius atgal į erdvę.

Po kelių dešimtmečių fizikė ir išradėja Eunice Newton Foote pradėjo moksliškai tiksliai nustatyti, kaip saulės šviesa skirtingai sušildo įvairias dujas. Deja, 1856 m. jai buvo uždrausta pristatyti savo darbą Amerikos mokslo pažangos asociacijos konferencijoje dėl to, kad ji buvo moteris. Tačiau draugo, Smithsonian instituto mokslininko Josepho Henry dėka, jos darbas vis dėlto buvo pristatytas be jos.

Taigi, ką ji atrado? Be kita ko, kad suslėgtas oras labiau įkaisdavo saulėje ir kuo daugiau drėgmės ore, tuo didesnis kaitinimo efektas. Svarbu tai, kad ji taip pat nustatė, kad „didžiausias saulės spindulių poveikis yra anglies rūgšties dujose [anglies dioksidas]. Šių dujų atmosfera mūsų Žemei suteiktų aukštą temperatūrą; ir jei vienu savo istorijos laikotarpiu oras su jomis susimaišė didesne dalimi nei dabar, tai dėl jų veikimo būtinai turėjo kilti temperatūra“.

Išplėsdamas šią spėlionę, po kelerių metų airių mokslininkas Johnas Tyndallas pademonstravo, kad įvairios atmosferoje esančios dujos ir jų proporcijos, įskaitant vandenį ir anglies dioksidą, galėjo būti pagrindinė drastiškų klimato pokyčių per visą istoriją priežastis.

1863 m. jis trumpai paaiškino, kaip iš tikrųjų veikia šiltnamio efektas: „Saulės šiluma turi galią pereiti atmosferą, bet kai planeta sugeria šilumą, spinduliai sklindantys iš planetos negali ta pačia laisve grįžti į kosmosą. Taigi atmosfera įleidžia saulės šilumą, bet „užrakina“ jos išėjimą, o rezultatas yra tendencija kaupti šilumą planetos paviršiuje“.

Kitaip tariant, saulės spinduliai pro atmosferą pasiekia Žemės paviršių, kurį sušildo. Iš ten atgal išspinduliuojama infraraudonųjų spindulių energija, kurią sugeria ir išspinduliuoja tokie junginiai kaip vandens molekulės, metanas ir anglies dioksidas, todėl dalis šios energijos negrįžta atgal į kosminę erdvę.

Manoma, jei ne šiltnamio efektas, atsirandantis dėl tokių junginių atmosferoje, Žemė būtų maždaug 33 °C vėsesnė, todėl mes visi gyventume ledinėje planetoje. Arba, labiau tikėtina, visai negyventume.

Tačiau to meto pagrindiniai protai paprastai manė, kad šiame procese dominuoja vandens garai, o dauguma atmetė anglies dioksido poveikį, atsižvelgiant į ypač mažą jo kiekį atmosferoje.

Tačiau buvo padaryta šiek tiek didesnė pažanga šveicarų mokslininko ir Nobelio premijos laureato Svante Arrhenius dėka, kuris 1896 m., bandydamas paaiškinti praeities klimato kaitą, paskelbė straipsnį, kuriame pateikė gana išsamius skaičiavimus, pagal kuriuos anglies dioksido koncentracija atmosferoje gali būti tikėtinas šiltnamio efekto kaltininkas. Jo vertinimu, tik perpus mažesnis anglies dioksido kiekis, kuris tuo metu siekė maždaug 280 dalių iš milijono (ppm), gali lemti pasaulinės temperatūros kritimą apie 4–5 laipsnius pagal Celsijų. Jis manė, kad to pakaktų ledynmečiui sukelti.

Iš dalies dėl kolegos Nilso Ekholmo 1899 m. pasiūlymo, kad anglies deginimas gali galų gale padvigubinti anglies dioksido kiekį atmosferoje, Arrhenius toliau kėlė teoriją, kas nutiktų, jei taip atsitiktų.

Galiausiai jis padarė išvadą, kad dėl to pasaulinė temperatūra padidės maždaug 5–6 laipsniais pagal Celsijų, o tam prireiks maždaug 3000 metų žmogaus pramoninės veiklos. Be to, jis manė, kad tai būtų teigiamas efektas: „Tuomet turėsime teisę mėgautis maloniu tikėjimu, kad mūsų palikuonys, nors ir po daugelio kartų, gali gyventi po švelnesniu dangumi ir ne tokioje nederlingoje aplinkoje, nei mes gyvename dabar“.

Tačiau tuo metu mažai kas į tai kreipė daug dėmesio, o tie, kurie tyrinėjo šį klausimą, galiausiai padarė išvadą, cituojant serą George'ą Clarke'ą Simpsoną, tuometinį Didžiosios Britanijos meteorologijos biuro direktorių, kad „visuotinai pripažįstama, kad anglies dioksido kitimas atmosferoje, net jei jis vyksta, negali turėti jokio pastebimo poveikio klimatui“.

Taigi, kas pagaliau įtikintų ekspertus, kad jie klydo, jei ne Nobelio premijos laureatas? Na, pasirodo, tai padarė tiesiog atsitiktinis mokslininkas mėgėgas – Guy Callendaras, tyrinėjęs aplinką kaip savotišką pomėgį kasdieniame garo mašinos inžinieriaus darbe.

Gimęs 1898 m. vasario 9 d., Guy buvo vieno iš pirmaujančių XIX amžiaus mokslo protų, fiziko Hugh Callendaro sūnus. Jo tėvas buvo žmogus, kurį „branduolinės fizikos tėvas“ Ernestas Rutherfordas vadino „visuotiniu genijumi“. Hughas darė viską – nuo platininio termometro išradimo, kuris leido itin tiksliai išmatuoti itin aukštą temperatūrą, iki nemokslinių dalykų, pavyzdžiui, Kembridžo stenografijos sistemos, kaip veiksmingesnio rašymo būdo.

Guy Callendaras nuo vaikystės domėjosi mokslu, o suaugęs įgijo mechanikos ir matematikos laipsnį Imperatoriškajame koledže.

Be kitų pomėgių, įskaitant meilę sportui, galiausiai jis taip pat pradėjo rinkti orų duomenis. Callendaras tiesiog pažymėjo: „kadangi žmogus dabar keičia atmosferos sudėtį tokiu greičiu, kuris geologiniu laikotarpiu turi būti labai išskirtinis, natūralu ieškoti galimų tokio pokyčio padarinių“.

Pradėdamas rinkti duomenis, pirmiausia, kaip ir kiti mokslininkai, jis pastebėjo, kad per pastarąjį pusę amžiaus pakilo pasaulinė temperatūra. Taigi jis pradėjo svarstyti visus įvairius veiksnius, galinčius tai sukelti, įskaitant atmosferoje esančių dujų savybes, vidutinę saulės šviesą skirtinguose regionuose, vandenyno sroves ir kt.

Siekdamas šio tikslo, jis susirašinėjo su viso pasaulio mokslininkais ir tyrinėtojais, rinkdamas didžiulius duomenų kiekius iš poros šimtų meteorologinių stočių ir laisvalaikiu atlikdamas dešimtis tūkstančių skaičiavimų.

1937 m. jis buvo pasirengęs paskelbti savo išvadas. Kalbant apie tai, ką jis atrado, duomenys parodė, kad anglies dioksido kiekis atmosferoje padidėjo nuo maždaug 274–292 ppm XIX amžiaus pabaigoje iki šiek tiek daugiau nei 300 ppm XX amžiaus ketvirtojo dešimtmečio pabaigoje (pavyzdžiui, šiuo metu jis yra šiek tiek daugiau nei 400 ppm).

Skaičiuojant apskaičiuotą anglies dioksido kiekį, kurį žmonės kasmet išleidžia į atmosferą, ir įvertinus, kiek įvairūs vandenyno mechanizmai galėtų jo sugerti, jis taip pat nustatė, kad padidėjimas gali būti tiesiogiai siejamas su žmogaus sukeltos pramoninės veiklos padidėjimu. Be to, apskaičiavus infraraudonųjų spindulių sugerties skaičius, be kitų veiksnių, į kuriuos reikia atsižvelgti, tai tiesiogiai koreliavo su pastebėtu pasaulinės temperatūros kilimu pusę amžiaus iki jo darbo parašymo.

Deja, Callendaro atradimai beveik nieko nesudomino.

Tęsinys kitame puslapyje: