Кривая Килинга была одним из первых графиков, показывающих, что уровень углекислого газа в атмосфере Земли неуклонно растет.
На первый взгляд она выглядит как каракули, зигзагообразный узор, набросанный рассеянно на блокноте во время неинтересного совещания. На самом деле, этот рисунок называют одним из самых важных научных трудов 20-го века, а его появление в 1950-х годах позволило получить одно из первых ключевых представлений о здоровье планеты Земля.
Безобидная на первый взгляд кривая Килинга на самом деле представляет собой скрупулезную запись количества углекислого газа в нашей атмосфере, результат ежедневных измерений, которые продолжались почти непрерывно в течение более 60 лет. Ее важность заключается в том, что на протяжении этих шести десятилетий зигзаг имеет устойчивую тенденцию к росту.
Историк науки Спенсер Веарт называет кривую Килинга "центральным символом парникового эффекта". В своей книге "Открытие глобального потепления" он пишет: "Это было не совсем открытие глобального потепления. Это было открытие возможности глобального потепления".
Истоки этого открытия можно проследить в кемпинге в Биг-Суре, Калифорния. В 1953 году Чарльз Дэвид Килинг был молодым аспирантом-геохимиком, приступившим к исследованию по сравнению относительного содержания углекислого газа в воде и воздухе. Для этого ему сначала нужно было измерить уровень CO2 в атмосфере, чего до того момента никто не делал с большой точностью. А поскольку никто этого не делал, то и готового оборудования для этого не было. Поэтому Килинг сделал свой собственный прибор, работая по инструкции к прототипу, которую он нашел в журнальной статье 1916 года, и предпринял однодневную поездку в Биг-Сур. Не будучи уверенным в том, что содержание CO2 даже в чистом воздухе рядом с Тихим океаном будет постоянным, он решил брать пробы воздуха каждые несколько часов в течение всего дня и ночи - тщательность, которая станет характерной чертой его карьеры.
"Он жил в соответствии со своего рода моральным кодексом, в котором говорилось, что есть правильный и неправильный способ делать вещи, и правильный способ всегда был тщательным", - объясняет Ральф Килинг, его сын и директор программы Scripps CO2 в Институте океанографии Скриппса.
Вскоре Килинг определил, что уровень содержания CO2 в атмосфере составляет примерно 310 частей на миллион (ppm), то есть на каждый миллион молекул газа в атмосфере приходится 310 молекул углекислого газа. Эта цифра оставалась неизменной, где бы он ни находился - в кемпинге в Биг-Суре, в тропических лесах Тихоокеанского Северо-Запада или в горных пустынях Аризоны. В то время это считалось прежде всего ответом на вопрос, который задавали не слишком много людей, но вскоре его усилия приобретут большее значение.
Работа молодого геохимика привлекла внимание других ученых, и в 1957 году Роджер Ревелл, глава Скриппсовского института океанографии, обратился к Килингу с планом измерить концентрацию CO2 в ряде мест по всему миру. Первоначальная идея Ревелла состояла в том, чтобы сделать "моментальный снимок" уровня CO2, а затем вернуться и сделать это снова, скажем, через десять лет. Но Килинг настаивал на более тщательном подходе: проводить измерения не раз в десятилетие, а ежедневно.
"Килинг - необычный парень", - сказал позже Ревелл. "Он хочет измерять CO2 в своем животе. И он хочет сделать это с максимальной точностью и точностью, на которую он способен".
Бюро метеорологии США построило наблюдательную станцию на вершине вулкана Мауна-Лоа на Гавайях, и его директор по метеорологическим исследованиям Генри Векслер предложил ее в качестве идеального места, откуда можно было бы проводить ежедневные измерения. В итоге Килинг будет вести два проекта параллельно: он будет работать в Скриппсе и руководить глобальными усилиями Ревелла, одновременно проводя ежедневный мониторинг на Мауна-Лоа под руководством Векслера.
Первое измерение на Мауна-Лоа, проведенное 29 марта 1958 года, показало 313 промилле. Но, к удивлению Килинга, в следующем месяце оно увеличилось на 1 промилле, в мае снова увеличилось, а затем стабильно снижалось до октября, после чего снова увеличилось. То же самое произошло и в первый полный год измерений, в 1959 году. Причина? В северном полушарии гораздо больше суши и, следовательно, гораздо больше растительности, чем в южном. Поэтому весной и летом, когда деревья над экватором наращивали листву, они вытягивали из атмосферы углекислый газ, уровень которого вновь повышался с наступлением северной осени и зимы.
Кривая Килинга, по сути, запечатлела "дыхание" планеты Земля.
Но впереди было еще больше. Хотя сезонные колебания создавали зигзаг, вскоре стало ясно, что этот зигзаг имеет тенденцию к росту. Год от года количество углекислого газа в атмосфере увеличивалось.
Несколько ученых 19 века установили, что углекислый газ в атмосфере нагревает планету, создавая "парниковый эффект". Парниковый эффект необходим для жизни на Земле; без него Земля была бы холодным, бесплодным местом. Но те же ученые предполагали, что сжигание ископаемого топлива, такого как уголь (содержащего углерод, полученный из древних растений), может повысить уровень CO2 и вызвать повышение глобальной температуры. Однако такие опасения в основном оставались гипотетическими. Но теперь работа Килинга показала, что первая часть этого теоретического уравнения - увеличение содержания углекислого газа в атмосфере - реальна.
Четкая и яркая иллюстрация, представленная кривой Килинга, подтолкнула других исследователей к изучению возможных последствий. К 1967 году группа под руководством Сюкуро Манабе из лаборатории геофизической гидродинамики Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) разработала первую комплексную модель реакции климата на увеличение содержания CO2 в атмосфере, экстраполированную на кривую Килинга. Она предсказала, что удвоение содержания углекислого газа в атмосфере приведет к повышению глобальной температуры примерно на 3-4 градуса по Фаренгейту.
"У меня сложилось впечатление, что Манабе побудили заняться этим вопросом из-за свидетельств моего отца о том, что уровень CO2 действительно меняется", - говорит Ральф Килинг. "Мой отец формировал повестку дня таким образом, чтобы повлиять на людей. Я знаю, что были исследователи, возможно, на полпоколения старше меня, которых привлекла эта область, потому что они увидели эту кривую".
Дальнейшие исследования и моделирование в течение многих лет уточняли прогнозы и подтверждали основные тезисы. Пробурив глубокие полярные ледяные щиты и исследовав крошечные карманы воздуха, которые были захвачены сотни и даже тысячи лет назад, ученые даже смогли измерить уровень CO2 задолго до Килинга. К моменту начала измерений на Мауна-Лоа эти уровни уже выросли почти на 12 процентов с доиндустриальных времен, и они продолжают расти. К 2016 году годовой минимум впервые за несколько миллионов лет превысил 400 ppm.
К кривой Килинга присоединился еще один знаковый климатический график: так называемая "хоккейная клюшка", впервые опубликованная Майклом Манном из Университета штата Пенсильвания и его коллегами в 1998 году, которая показывает относительно стабильные глобальные температуры с 1000 года нашей эры и резкий скачок вверх в течение 20 века, что точно соответствует измерениям на Мауна-Лоа.
Как и кривая "хоккейной клюшки", которую я и мои соавторы опубликовали два десятилетия назад, кривая Килинга является поистине культовой, потому что она рассказывает простую историю", - говорит Манн. "Вам не нужно разбираться в сложностях климатологии, чтобы понять, о чем говорят эти кривые: о том, что деятельность человека оказывает глубокое влияние на окружающую среду Земли".
Пока человечество решает, как реагировать на изменения в окружающей среде Земли, кривая продолжает расти.
"Он понимал, что кривая будет рассматриваться и изучаться в будущем", - говорит Ральф Килинг о своем отце, который умер в 2005 году. "И кривая - это почти как оракул, говорящий. Это оракул на горе".
Источник: "На краю земли: История полярных регионов" и "Великий белый медведь: естественная и неестественная история полярного медведя". Киран Малвейни.
Благодарю Вас за внимание и до новых встреч!
Если Вам понравилась статья, делитесь, комментируйте и ставьте лайк, это помогает каналу.
Одновременно предлагаю Вам задержаться и прочитать другие публикации канала, ведь история - это действительно интересно!
С Уважением!