Disse Forskerne Spådde Jordens Fremtid Lang tid Før hele Verden Hadde en Anelse

152

These Scientists Predicted Earth's Future Long Before the World Had a Clue

Paris klimatoppmøtet kan gå ned i historien som den viktigste øyeblikket landene bestemte seg for å takle trusselen om menneskeskapte klimaendringer. Men få av oss som setter pris på det faktum at det er tatt over et århundre å komme til en global enighet om vitenskap.

Flere tiår før den globale oppvarmingen ble moteord i ’90-tallet, radikale forskere mistanke om at menneskelig aktivitet kan være å rote med planetens termostat. Tidlig klimaendringer sannsigere ble ignorert og latterliggjort av sine jevnaldrende, men deres funn viste seg å være svært forutseende. Her er fire personer som mente at menneskelig aktivitet vil varme planeten, lenge før verden hadde en anelse.

Svante Arrhenius

Den første personen til å foreslå industriell aktivitet kan varme opp Jorden var Svante Arrhenius, en svensk kjemiker berømt for sine oppdagelser om temperaturen avhengighet av reaksjon priser. Arrhenius foretrukket penn og papir for å reelle observasjoner, og hans spådommer om Jordens framtidige klimaet trakk på arbeidet med flere av sine samtidige.

Spesielt Arrhenius gjort bruk av data som samles inn av astronom Samuel Pierpoint Langley å beregne absorpsjon av infrarød stråling av CO2 og vanndamp. Etter måneder med grundige beregninger, Arrhenius klart å produsere grove estimater av energibalansen for hver latitudinal band på Jorden. “Jeg burde sikkert ikke har foretatt disse kjedelige beregninger,” Arrhenius skrev i sitt banebrytende 1895 papir på utslipp egenskaper av CO2 (på den tiden, kullsyre) “hvis en ekstraordinær interesse hadde ikke vært forbundet med dem.”

These Scientists Predicted Earth's Future Long Before the World Had a Clue

Som ekstraordinære renter betalt av: Arrhenius oppdaget at selv en liten endring i konsentrasjonen av CO2 i atmosfæren kunne ha globale konsekvenser, og at å kutte CO2 ved halv ville være tilstrekkelig til å gi et ice age—et funn som stabler opp ganske godt med paleoclimate data på Jordens geologiske fortid.

Sponset

Svante Arrhenius, 1909. Bilde: Wikimedia

I sitt testamente av 1895 papir, Arrhenius var først og fremst opptatt med global nedkjøling. Men kort tid etterpå, en kollega—den svenske geologen Arvid Högbom—sette en merkelig idé i Arrhenius’ sinn. Högbom hadde beregnet at brenning av kull og andre industrielle aktiviteter var å legge til CO2 til atmosfæren i en hastighet sammenlignes med naturlige prosesser. Arrhenius innså at menneskelige utslipp kan i fremtiden, har kapasitet til å varme opp planeten.

Men på grunn av den relativt lave karbonutslipp ved århundreskiftet, Arrhenius trodde prosessen av menneskeskapt global oppvarming ville ta tusenvis av år til å utvise. En håndfull forskere tok en interesse i hans ideer, men ved begynnelsen av 1900-tallet, de ble mye anseelse. Enkelt sagt, folket fikk ikke se hvordan mennesker kan noensinne være en naturkraft kraftig nok til å påvirke klimaet. Rådende visdom holdt at arten ville alltid balansere seg ut—og det ville være flere tiår før den oppfatningen var skranglet igjen.

Guy Stewart Callendar

These Scientists Predicted Earth's Future Long Before the World Had a Clue

Arrhenius kan ha vært den første til å foreslå at fossilt karbon-utslipp kunne varme planeten, men Britiske steam ingeniør Guy Stewart Callendar var den første til å vise at de allerede hadde i 1938.

En back-of-the-konvolutt vitenskapsmann i den sanneste forstand, Callendar brukte sin fritid på å lage globale temperaturen poster og karbondioksid målinger. Og han kom til en bemerkelsesverdig oppdagelse: de to datasettene, viste seg å være korrelert.

I en artikkel publisert i the Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society i April 1938, Callendar ikke bare viste at Jordens landoverflate hadde varmet opp over de siste 50 årene, hevdet han at forbrenning av fossilt brensel som var ansvarlig. For en kort periode av tid etterpå, global oppvarming kom til å bli kjent som “Callendar effekt.”

Guy Stewart Callendar, 1934. Bilde: Wikimedia

Her er sammendraget som Callendar skrev i begynnelsen av sin papir over 75 år siden:

Ved forbrenning av drivstoff man har lagt om lag 150 000 millioner tonn karbondioksid til lufta i løpet av det siste halve århundret. Forfatteren estimater fra de best tilgjengelige data på at om lag tre fjerdedeler av dette har forblitt i atmosfæren.

De stråling koeffisienter av karbondioksid og vanndamp er brukt for å vise effekten av karbondioksid på “sky-stråling.” Fra denne økningen i gjennomsnittstemperatur, på grunn av den kunstige produksjon av karbondioksid, er anslått til å være på frekvensen av 0.003°C. per år på det nåværende tidspunkt.

Temperaturen observasjoner på zoo meteorologiske stasjoner er brukt for å vise at temperaturen i verden har faktisk økt til en gjennomsnittlig pris på 0,005°C. per år i løpet av det siste halve århundret.

Callendar beregninger var bemerkelsesverdig nøyaktig gitt sin enkle metoder, hans begrensede CO2-data, og våre ufullstendig forståelse av atmosfærisk radiative fysikk i 1930-årene. Hans observasjoner av den globale temperaturen endrer ikke bare kartet pent på moderne rekonstruksjoner fra tidlig i det 20. århundre, han riktig observert at mer varme fant sted på høye breddegrader. Callendar tok også skritt for å redegjøre for urban heat island effect, et fenomen som ikke var kjent på den tiden.

These Scientists Predicted Earth's Future Long Before the World Had a Clue

Observert global temperatur avganger til atmosfæren over vest-Europa og New York state. Bilde: Callendar (1938)

These Scientists Predicted Earth's Future Long Before the World Had a Clue

Sammenligning av moderne rekonstruksjoner av 19. tidlig i det 20. århundre temperatur avganger (svart) med Callendar 1938 (rød) og Callendar 1961 (blå). Bilde: Hawkins & Jones (2013)

Det er noen paralleller mellom Callendar og Arrhenius. For både menn’ konklusjoner var ganske mye avvist av det vitenskapelige samfunnet. Callendar, minst, syntes å utlede noen tilfredsstillelse fra punching hull i den konvensjonelle visdommen om påståtte eksperter. “Noen av de som er kjent med naturlige varme utveksling av atmosfæren, som går inn i produksjonen av vårt klima og vær, ville være villig til å innrømme at aktiviteter av mannen kunne ha noen innflytelse på fenomener i så stort omfang,” skrev han. Bekymre ved naysayers, ingeniør ville gå med på å skrive mange flere artikler om global oppvarming i løpet av de neste tretti årene.

Andre, både Arrhenius og Callendar trodde global oppvarming ville være en god ting for planeten. Arrhenius—tydelig snakker av erfaring som en Svenske—så for seg at den globale oppvarmingen vil gjøre nord en mye mer behagelig sted å leve. Callendar trodde på menneskeskapte klimaendringer, vil “på ubestemt tid” forsinkelse retur av “dødelig isbreer,” i tillegg til å øke landbrukets produktivitet ved høye breddegrader. “[I]t kan sies at forbrenning av fossilt drivstoff, enten det er torv fra overflaten eller olje fra 10.000 fot nedenfor, er sannsynlig å bevise gunstig for menneskeheten på flere måter, i tillegg til levering av strøm og varme,” Callendar skrev.

Hei, ingen er rett om alt.

Roger Revelle og David Keeling

I løpet av første halvdel av det 19. århundre, som knapt noen hadde hørt om menneskeskapte klimaendringer. De fleste som hadde tenkt den tanken absurd. Men etter bruk av kjernekraft i 1945, tenkning om menneskets forhold til naturen begynte å forandre seg. Plutselig, folk hadde teknologiske makt til å ødelegge sivilisasjonen, hvis ikke utslette alt liv på planeten Jorden. Så hvorfor skulle vi ikke kontrollere været, også? På samme tid, fremskritt i digital databehandling og radiative fysikk som tilbys forsker verktøyene de trenger for å tørke støv av Callendar papirer og ta en moderne titt på de problemer han hevet.

These Scientists Predicted Earth's Future Long Before the World Had a Clue

Blant de forskere: American oseanograf Roger Revelle, som fungerte som direktør for Scripps Institute of Oceanography (SIO) fra 1950 til 1964. Ett argument som Jorden forskere var å sparke rundt på 1950-tallet var at havene effektivt gjennomvåt opp alle karbon mennesker satt i luften. De tidsrammer for denne prosessen, imidlertid, var ukjent.

Roger Revelle. Bilde: San Diego History Center

Revelle gjorde regnestykket, og i 1957 var han medforfatter et papir som viser at Jordens hav var ikke absorbere CO2 veldig fort i det hele tatt. Dette førte Revelle til å konkludere med at akkumulering av atmosfærisk CO2 “kan bli betydelig i løpet av fremtidige tiår hvis industrial fuel combustion fortsetter å stige eksponentielt.” Revelle var godt klar over det—om enn begrenset—global oppvarming forskning i sin tid, og han innså snart at Jordens klima kunne være i for en dramatisk endring i ikke altfor fjern fremtid.

Gitt Revelle sin posisjon som en respektert forsker, hans påstander tiltrakk seg merke av journalister og politikere. Revelle ikke viker unna oppmerksomhet. Snarere, han var blant de første forskere til å utstede offentlige advarsler om at menneskene var “å gjennomføre et stort eksperiment” med atmosfæren og Jordens klima. Han gikk på posten å gjøre spådommer som karbon-utslipp kunne slå deler av sørvest i “ekte ørken,” og at Arktis smelter kan føre til Sovjetunionen for å bli en maritim kraft av det 21. århundre.

Mens Revelle ikke kunne ha forutsett det dramatisk endret globale geopolitiske landskapet ved slutten av århundret, hans kommentarer har en urovekkende luft av prescience i lys av California ‘ s pågående 500 år tørke, og den siste rykke ut for å prospektet nylig åpnet Arktisk farvann for olje, som noen har kalt “en ny Kald Krig.”

These Scientists Predicted Earth's Future Long Before the World Had a Clue

Den Keeling-Kurven, som er utviklet av Charles Keeling i 1960. Image Credit: Scripps

Likevel, mange av Revelle ‘ s spådommer var litt mer enn spekulasjoner. For å gå dypere inn i vitenskapen om global oppvarming, Revelle rekruttert geochemist Charles David Keeling å Scripps med å dra opp en ny Atmosfærisk Karbondioksid programmet. Keeling begynte å ta atmosfærisk CO2-målinger på Mauna Loa, Hawaii, og i Antarktis. Etter noen år med møysommelig innsamling av data, Keeling kunngjorde at han hadde oppdaget en økning i atmosfærisk CO2-konsentrasjon, som gir den tidligste versjonen av sin berømte “Keeling-kurven.” År etter år, at kurven vil utvides, trend å bli umulig å ignorere. Til denne dag, Keeling-kurven er fortsatt en mektig symbol på virkningen av menneskelige samfunn og teknologi på Jorden.

These Scientists Predicted Earth's Future Long Before the World Had a Clue

Charles David Keeling motta en medal of science fra President Bush i 2001. Bilde: Wikimedia

Femti år siden forrige måned, Revelle, Keeling, og tre andre fremtredende klimaforskere forfattet en rapport for President Lyndon Johnson, og advarer ham om at fossilt karbon-utslipp var å ha en betydelig innvirkning på Jordens klima. I tillegg til å legge ut mekanismer av klimaendringer med enestående nøyaktighet, rapporten samtaler karbondioksid et “usynlig pollutant”—en klassifisering som ikke var offisielt anerkjent før i år.

Det er også gjort en rekke spådommer om konsekvensene av klimaendringene, herunder havnivået, Antarktis smelte, og en økning i surhetsgraden i ferskvann. Høres det kjent ut? Til slutt, forskere brukte FN-data på fossilt drivstoff vekst for å estimere konsentrasjonen av karbondioksid i atmosfæren av året 2000-350 deler per million. Selve figuren? 370.

***

Mange ser på utviklingen av Keeling-kurven som et vendepunkt hvor den globale oppvarmingen gikk ut av den mørke frynser til å ta sin plass som et viktig tema av vitenskapelig diskurs. Men det ville ta en annen tretti år, hundrevis av vitenskapelige artikler, og noen stygge cover-ups for ideen om å sive inn i befolkningens bevissthet. Og offentlig aksept av klimaendringer er langt fra universal i dag.

Arrhenius, Callendar, Revelle og Keeling alle var forut for sin tid, ved hjelp av enkle verktøy og begrensede data for å se inn i fremtiden med enestående klarhet. Etter hvert som nasjoner verden endelig begynne å følge rådet av forskere, er det verdt å ta et øyeblikk å sette pris på akkurat hvor langt tilbake dette papiret stien går.

Følg forfatteren @themadstone

Topp: Mauna Loa observatoriet på Hawaii, 1965. Bildet Credti: NCAR/HAO