Sierpień 1975 roku. W czasopiśmie Science ukazuje się artykuł, który przechodzi niemal bez echa. Bez konferencji prasowych, bez nagłówków gazet, bez politycznych debat. A jednak to właśnie tam po raz pierwszy pada sformułowanie „globalne ocieplenie”. A przede wszystkim po raz pierwszy pojawia się śmiała teza: Ziemia stoi u progu gwałtownego wzrostu temperatury, która w przyszłych dekadach może przynieść poważne konsekwencje. Jej autorem jest Wallace Smith Broecker – amerykański naukowiec, który jako pierwszy spojrzał na klimat nie jak na statyczne tło, lecz jak na system pełen ukrytych napięć.
Z dzisiejszego punktu widzenia praca Wallace’a Broeckera z 1975 roku stanowi jeden z pierwszych momentów, gdy nowoczesna nauka o klimacie zaczyna mówić jednym, aczkolwiek ostrzegawczym, głosem: naturalne wahania klimatu mogą chwilowo maskować wpływ człowieka, ale wkrótce rosnące stężenie CO₂ nieuchronnie przejmie kontrolę nad temperaturą Ziemi. To nie była spekulacja – to była synteza danych, historii klimatu i fizyki atmosfery zgodna z dzisiejszymi danymi.
Fot. Amerykański geochemik Wallace Smith Broecker stoi przed tablicą z napisem CO2 (2010 r.). Źródło: Bruce Gilbert/CC BY-SA 4.0
Gdy ochłodzenie skrywało nadchodzące ocieplenie
Od lat 50. XX wieku pojawiło się lekkie ochłodzenie klimatu na półkuli północnej. A w połowie lat 70. – na szczęście nieliczna i mało wpływowa – część środowiska naukowego zastanawiała się w sposób błędny nawet nad możliwością podwyższenia dalszego spadku temperatur. Broecker nie negował tych obserwacji z ochłodzeniem klimatu – przeciwnie.
W swoich badaniach jednak zauważył coś kluczowego: duże prawdopodobieństwo wskazywało, że ochłodzenie klimatu miało raczej charakter przejściowy. W jego interpretacji raczej wynikało ono z naturalnych fluktuacji klimatu (czyli, skoków w górę i w dół temperatury planety), na które główny wpływ mają aerozole (w tamtych czasach przede wszystkim antropogenicznego pochodzenia), których cząsteczki – tu w dużej mierze siarczanowe – w efekcie albedo odbijają promieniowanie słoneczne w kosmos. Tu jednak pisał, że „jeśli jednak ich znaczenie stanie się ograniczone, to trend chłodzenia w ciągu dekady ustąpi miejsca wyraźnemu ociepleniu wywołanemu przez CO₂”.
To była jak na tamte czasy dość odważna teza. W czasach, gdy klimat większość naukowców, i ludzi nie mających związku z nauką, spostrzegało głównie przez pryzmat naturalnych cykli (temat, który jest nadal forsowany przez środowiska negacjonistów klimatycznych po dziś dzień). Broecker wskazał, że system planetarny już się zmienia – tylko jeszcze tego wyraźnie nie widać było w jego czasach, gdy opublikował niniejszą pracę.
Metodologia: trzy filary jednej wizji
Siła tej pracy nie polegała na sformułowaniu jednego modelu czy jednego zbioru danych. Broecker stworzył coś znacznie ważniejszego: spójną narrację naukową, która była oparta na trzech niezależnych źródłach informacji.
Po pierwsze, sięgnął do poddyscypliny naukowej klimatologii: paleoklimatologii. Analizował dość gruntownie dane z zapisów rdzeni lodowych, w szczególności skoncentrował pilnie uwagę na stosunkach izotopów tlenu, które pozwalają odtworzyć temperatury z przeszłości. Dzięki temu pokazał, że klimat Ziemi nigdy nie był stabilny – często zmieniał się cyklicznie, a nawet czasem gwałtownie.
Po drugie, wykorzystał świeże wówczas pomiary atmosferycznego CO₂, prowadzone przez Davida Charlesa Keelinga od 1958 roku na Hawajach (a po jego śmierci kontynuowane przez jego syna Ralpha Keelinga). To właśnie te dane ujawniały systematyczny, niemal wykładniczy wzrost stężenia dwutlenku węgla.
Po trzecie, połączył te obserwacje z bilansem emisji wynikającym głównie ze spalania paliw kopalnych. W jego analizie połowa emitowanego CO₂ była pochłaniana przez oceany i biosferę, ale druga połowa pozostawała mimo wszystko w atmosferze, zmieniając jej skład i właściwości radiacyjne gazów cieplarnianych i aerozoli.
To zrozumienie przeszłości i teraźniejszości dynamiki klimatu ziemskiego pod kątem praw fizyki było przełomowe. Jak wykazały późniejsze analizy, Broecker był jednym z pierwszych klimatologów, którzy „złożyli” klimat w jedną całość opartą w całości na danych empirycznych.
Od Arrheniusa do Broeckera: ciągłość myśli
Broecker nie działał w próżni. Jego praca była kolejnym ogniwem w długim łańcuchu badań nad klimatem, już rozpoczętym w pierwszej połowie XIX wieku dzięki pracom Josepha Fouriera, Eunice Foote, Johna Tyndalla i w końcu Svantego Arrheniusa.
Pod koniec XIX wieku właśnie szwedzki geochemik Arrhenius obliczył, że podwojenie stężenia CO₂ może znacząco podnieść temperaturę Ziemi. Były to jednak rozważania teoretyczne, oparte na uproszczonych modelach.
A w XX wieku pojawiły się kolejne elementy układanki: rozwój masowej spektroskopii, badania nad bilansem radiacyjnym atmosfery oraz pierwsze rekonstrukcje klimatu z zapisów rdzeni lodowych (np. Camp Century na Grenlandii). Do tego w drugiej połowie tego wieku doszły bezpośrednie pomiary CO₂ – przełomowy krok, który pozwolił zobaczyć zmiany w czasie rzeczywistym.
Broecker zrobił coś więcej niż jego poprzednicy: zintegrował te wszystkie wątki fizykochemiczne. Pokazał, że teoria Arrheniusa nie jest tylko ciekawostką – zaczyna znajdować potwierdzenie w danych obserwacyjnych.
Prognoza, która wyprzedziła epokę
Najbardziej uderzający fragment pracy Broeckera to jego zaskakująco trafna prognoza. Stwierdził, że gdy naturalne ochłodzenie przeminie (na przykład z powodu redukcji aerozoli mających właściwości chłodzące klimat), wpływ CO₂ stanie się dominujący, a temperatura Ziemi na początku następnego wieku znacznie bardziej podniesie się. I tak też się stało. Naukowcy współcześni w XXI wieku zaobserwowali wielokrotnie większe ocieplenie klimatu niż które było w latach 70-tych, gdy Broecker napisał ten artykuł.
Badacz w tejże swojej pracy napisał trafne spostrzeżenie: – Na początku następnego wieku przekroczy zakres z ostatniego tysiąca lat.
Co istotne, Naukowiec nie twierdził, że zmiany będą natychmiastowe. Podkreślał raczej dynamikę systemu. Zwrócił uwagę na możliwość opóźnień, maskowania trendów i nagłych przejść między różnymi stanami klimatu w ciągu następujących po sobie dekad emisji gazów cieplarnianych przez ludzkość. W tym sensie jego myślenie było bliższe współczesnej koncepcji „punktów krytycznych” niż ówczesnym, liniowym modelom.
Narodziny pojęcia „globalnego ocieplenia”
Warto zatrzymać się na chwilę przy języku słowa, które dziś budzi wiele kontrowersji wśród sporej liczby negacjonistów klimatycznych. To właśnie w tej pracy po raz pierwszy w literaturze naukowej pojawiło się określenie „global warming”, czyli po polsku: globalne ocieplenie.
Nie był to tylko termin. To była również zmiana perspektywy spostrzegania rzeczywistości w drugiej połowie XX wieku. Zamiast mówić zachowawczo o „modyfikacjach klimatu” czy „fluktuacjach klimatu”, Broecker nazwał zjawisko wprost – jako globalny proces, napędzany przez działalność człowieka. Dał do zrozumienia wprost, że ludzie są winni temu globalnemu ociepleniu oraz wielu innym zmianom klimatu.
Choć początkowo w połowie lat 70. jego artykuł przeszedł niemal niezauważony, z czasem jednak przykuł uwagę zwolenników i krytyków globalnego ocieplenia. Bo to właśnie ten język stał się fundamentem komunikacji naukowej i publicznej o klimacie aż po dziś dzień na początku połowy trzeciej dekady XXI wieku.
Znaczenie pracy z 1975 roku
Artykuł Broeckera to coś więcej niż trafna prognoza. To moment narodzin nowoczesnego myślenia o klimacie jako systemie dodatnich i ujemnych sprzężeń zwrotnych, w którym człowiek stał się głównym czynnikiem sprawczym współczesnych zmian klimatu, w tym globalnego ocieplenia.
Jego znaczenie można ująć w kilku wymiarach:
-
połączył dane empiryczne z teorią, tworząc spójny obraz zmian klimatu (przy tym mocno podkreślił słowo globalne ocieplenie które dziś jeszcze mocniej definiujemy jako antropogeniczne globalne ocieplenie),
-
pokazał, że krótkoterminowe trendy mogą sprytnie maskować długoterminowe procesy (co zmyla właśnie ludzi nie rozumiejących co się dzieje naprawdę na tej planecie od ponad 170 lat),
-
wprowadził język, który pozwolił mówić o klimacie w sposób zrozumiały i globalny (w pewnym sensie w połowie lat 70. XX w. zburzył skostniałą dezinformację „słońcolubnych” przeciwników antropogenicznego globalnego ocieplenia – dużą grupę ludzi wiernych fałszywej idei amerykańskiego astrofizyka Charlesa Abbota z pierwszej połowy XX w., drugiego dyrektora Obserwatorium Astrofizycznego im. Smithsona (SAO – Smithsonian Astrophysical Observatory ; pierwszym był Samuel Pierpont Langley, pionier lotnictwa, astronom, fizyk, wynalazca bolometru, który kontynuował prawdziwe tezy naukowe Fouriera, Foote, Tyndalla i Arrheniusa – które stały się podłożem do prawdziwej nauki o zmianach klimatu, w tym o antropogenicznym globalnym ociepleniu)
-
sformułował prognozę, która – w ogólnym zarysie – okazała się zdumiewająco trafna (jednak to nie przekonuje wielu ludzi, zwłaszcza wielu negacjonistycznych polityków, którzy zielonego pojęcia nie mają jak działa nauka dotycząca zmian klimatu, dlatego też wygłaszają stek bzdur w mediach publicznych ; globalne ocieplenie wielu z nich kłuje w oczy, bo uderza w ich konserwatywny sposób życia uzależniony od paliw kopalnych i eksploatacji przyrody).
Dziś, z perspektywy XXI wieku, tekst Wallace’a Broeckera czyta się jak początek opowieści, którą i tak jeszcze do końca nie rozumiemy w pełni. To nie był alarmistyczny manifest oparty na graniu emocji, co źle się przyjmuje przez sceptycznych racjonalistów. To była w tamtych czasach spokojna diagnoza na podstawie wielu twardych naukowych opartych na prawach fizyki. Diagnoza zwiastująca, że nasza planeta Ziemia wchodzi w nową epokę klimatyczną, która w XXI wieku nabierze jeszcze większego rozpędu.
I być może właśnie dlatego ta praca wciąż robi takie wrażenie w świecie współczesnych specjalistów-recenzentów: bo pokazuje, że nauka potrafi dostrzec bardzo wyraźnie przyszłość, zanim stanie się ona teraźniejszością.
Jednak jak dziś wiemy, ta przyszłość, która jest teraźniejszością, znajduje się dziś w o wiele cieplejszym świecie niż pół wieku temu.
Referencje:
Broecker W. S., 1975 ; Climatic Change: Are We on the Brink of a Pronounced Global Warming? ; Science ; https://inters.org/files/broecker1975.pdf