Artigo gentilmente cedido pela American Inst. of Physics. Sugestão: Após a leitura do texto abaixo, vá a página do podcast, com áudio em inglês e a transcrição em português. Podcast do Episódio 2: Entrando no Antropoceno: Ciência Climática no Início do Século XX

Para quem cresceu nas décadas de 1990 e 2000, (pensei pelo menos para aqueles que “seguem a ciência”) que a mudança climática era uma questão resolvida há muito tempo. Acontece que, como em muitos tópicos da história da ciência, demorou um pouco para os cientistas chegarem a um acordo sobre as causas das mudanças climáticas. Mesmo assim, demorou muito para que concordassem sobre a ameaça que a mudança climática representa. Converse um pouco com qualquer climatologista e você ouvirá que ainda há muitas perguntas a serem respondidas sobre a mudança climática. Svante Arrhenius, Guy Callendar e Charles David “CD” Keeling representaram três gerações sucessivas de cientistas do clima. Naturalmente, muitos outros ajudaram a construir as bases do que sabemos sobre a mudança climática, mas neste episódio tivemos que simplificar nossa história por uma questão de tempo (confira o livro de Spencer Weart, The Discovery of Global Warming, e o site sobre este tema, para conhecer mais sobre o assunto). Ainda assim, os três indivíduos em que nos concentramos esta semana, fizeram muito para colocar a questão sobre a mudança climática em um terreno sólido. Sendo mais específico, a mudança climática antropogênica (NDT - A mudança climática antropogênica é definida pelo impacto humano no clima da Terra). Olhando o trabalho profissional de cada um, podemos ver suas personalidades emergindo, provando que eles eram pessoas fascinantes por si só. Neste episódio do podcast, Condições iniciais: Um Podcast sobre História da Física, falaremos aos ouvintes sobre como Arrhenius, Callendar e Keeling foram homens de seu tempo, para o bem ou para o mal.

Svante Arrhenius (1859-1927) nasceu na Suécia, perto da Universidade de Uppsala, onde seu pai ocupava um cargo administrativo. Ele tinha um relacionamento próximo com seu pai, que encorajou o jovem Svante a se interessar pela matemática. À medida que envelhecia, Arrhenius às vezes se consolava com a matemática, especialmente após um tumultuado divórcio de sua primeira esposa e ex-aluna, Sofia Rudbeck. Quando o divórcio foi finalizado, Rudbeck assumiu a custódia do filho primogênito de Arrhenius, mudando-se com ele para uma ilha na costa sueca. A nova casa de seu filho não era muito longe para os padrões contemporâneos, mas muito longe para Arrhenius. Durante a vida de Arrhenius, a Suécia se industrializou, levando o serviço de trem rápido para mais e mais cidades, vilas e aldeias em uma nação predominantemente rural. Esses dois fatores conectados — a industrialização e as mudanças tecnológicas que ele testemunhou em sua terra natal, a Suécia — contextualizam as questões científicas que chamaram a atenção de Arrhenius. Em 1896, Arrhenius publicou um artigo intitulado “Sobre a influência do ácido carbônico no ar sobre a temperatura do solo” (NDT - termo arcaico para dióxido de carbono), no qual usou seu enorme talento matemático para demonstrar como concentrações crescentes de dióxido de carbono poderiam aumentar a temperatura média da superfície da Terra. Em Worlds in the Making, publicado para o público geral em 1908, Arrhenius apresentou a ideia de que o dióxido de carbono que os humanos geravam através da queima de combustíveis fósseis poderia aumentar a temperatura média global. Assim começou um debate sobre as causas e efeitos da mudança climática antropogênica que duraria a maior parte do resto do século XX. As conclusões de Arrhenius sobre os efeitos das mudanças climáticas foram bem diferentes das que temos hoje. Ele escreveu que o aquecimento da Terra poderia ajudar a Suécia, proporcionando estações de cultivo mais longas e uma abundância de colheitas. Na verdade, ele estava preocupado em preservar as reservas suecas de carvão para as gerações futuras, para que também pudessem experimentar os benefícios dos combustíveis fósseis e do aquecimento do clima. Mais uma vez, o local e a época em que Arrhenius estudou a mudança climática antropogênica são muito importantes. A Suécia está localizada no norte da Europa. Possui um período pequeno para o cultivo de plantas e invernos longos e frios. As ideias de Arrhenius sobre a mudança climática podem soar estranhas para os leitores modernos, mas faziam sentido em uma sociedade predominantemente agrícola. Quase um século após sua morte, as conclusões de Arrhenius o colocaram em desacordo com Greta Thunberg, uma parente distante e uma importante defensora de medidas imediatas e drásticas para combater a mudança climática. Arrhenius colocou a mudança climática antropogênica na agenda científica. No entanto, como revelam seus pensamentos sobre a mudança climática, os efeitos reais de uma mudança climática ainda eram pouco compreendidos no início do século XX. Gerações sucessivas continuariam investigando as mudanças climáticas, revelando que o futuro pode não ser tão promissor quanto Arrhenius esperava.

Guy Callendar (1898-1964) não teve formação científica formal. O mais alto grau de estudo que obteve, foi um certificado em engenharia a vapor do Imperial College, no Reino Unido, onde seu pai exercia cargo acadêmico. Como Arrhenius, Callendar era estudioso e motivado, passando horas registrando detalhes tediosos sobre dois assuntos em particular: motores a vapor e padrões climáticos. Também como Arrhenius, Callendar foi encorajado por seu pai a seguir seus interesses de pesquisa. Por sua vez, Callendar impulsionaria o estudo da mudança climática antropogênica. Guy Callendar nasceu em Montreal, mas cresceu no sul da Inglaterra, onde seu pai, Hugh, aceitou o cargo de professor logo após o nascimento de Guy. Hugh era um físico treinado e, como muitos de seus colegas, gostava muito de mexer em objetos mecânicos. Neste episódio você ouvirá algumas de suas loucuras nessa área; ele teve sorte de não ter machucado seriamente sua esposa ou filhos. O mesmo não se pode dizer do irmão mais velho de Guy, Leslie, que cegou o jovem Guy de um olho depois de lhe ter espetado uma agulha e que, mais tarde, fez explodir o laboratório da família quando tentava fabricar TNT. Apesar dos ferimentos e de qualquer outro trauma que Leslie lhe tenha infligido, Guy Callendar acabou por ter uma carreira de sucesso como engenheiro a vapor. Mas Guy tinha outra paixão: observações meteorológicas. Guy Callendar escreveu anotações meticulosas em seu diário sobre as condições climáticas diárias, talvez estimulado por seu amor ao tênis, que exige um clima calmo. Em algum momento de sua vida, Guy voltou sua atenção para as concentrações atmosféricas de dióxido de carbono. Ele prosseguiu seu estudo de medições anuais precisas de dióxido de carbono atmosférico com tanta determinação quanto fazia tabelas de vapor e o clima. Callendar finalmente estabeleceu uma medida da concentração média de dióxido de carbono atmosférico no século XIX em 290 partes por milhão. Depois de fazer isso, ele conseguiu mostrar como a concentração de dióxido de carbono aumentou durante o século XX e determinar o que isso pode significar para a temperatura média da superfície global. Seu trabalho culminou em um importante artigo que ele apresentou na reunião de 1937 da Royal Meteorological Society. O trabalho de Guy foi recebido com alguns elogios e muitas críticas. A comunidade científica não estava pronta para aceitar as conclusões de Callendar, que contrariavam a suposição comum na época, de que os oceanos, entre outros sumidouros de carbono, poderiam absorver o excesso de dióxido de carbono dos combustíveis fósseis. Guy, além disso, acreditava que o aquecimento global pode não ser a pior coisa para o planeta; talvez, pensou ele, isso pudesse ajudar a evitar outra era glacial, que os cientistas da época entendiam ser eventos periódicos. Claro, nossa compreensão dos perigos potenciais do aumento das concentrações de dióxido de carbono na atmosfera melhorou bastante desde a época de Callendar. Guy Callendar refinou sua pesquisa nas duas décadas seguintes. Na década de 1950, ele passou a acreditar que a mudança climática poderia representar uma ameaça mais séria do que pensava inicialmente. Nesse ínterim, a climatologia começou a emergir como um campo por si só, e alguns cientistas começaram a concordar que a mudança climática antropogênica era, no mínimo, um assunto que valia a pena estudar. Guy fez muito para o desenvolvimento desta área do estudo sobre mudanças climáticas em novas direções. Suas realizações são ainda mais notáveis quando lembramos que ele o fez sem possuir nenhum grau científico avançado.

Assim como Arrhenius e Callendar, Ralph Keeling, pai de Charles David Keeling, apoiou o interesse de seu filho pela ciência. Por sua vez, Charles David Keeling fez muito para encorajar seu filho Ralph (provavelmente o nome de seu avô) a estudar as mudanças climáticas; Ralph mais tarde assumiria o cargo de seu pai na Scripps Institution of Oceanography. Dessa forma, Keeling se encaixa no padrão de pais e filhos e na pesquisa sobre mudanças climáticas. Charles David Keeling (1928-2005), como Callendar, era bastante observador. Ele adorava estar ao ar livre e construía instrumentos que lhe permitiam capturar e analisar o ar fresco do noroeste do Pacífico. Depois de assumir um cargo na Scripps, Keeling teve acesso a estações de monitoramento em todo o mundo e, como Callendar, começou a tentar descobrir como a concentração de dióxido de carbono na atmosfera da Terra estava mudando. Keeling conduziu sua pesquisa em um momento em que a ciência do clima estava começando a emergir como um campo de pleno direito. Levaria tempo e dinheiro - o dinheiro era um problema perene -, para trazer esta área do conhecimento naquilo que é hoje. Keeling ajudou a colocar a pesquisa sobre mudanças climáticas em uma base sólida, mostrando de maneira simples e concisa que uma mudança real e fundamental estava acontecendo na atmosfera da Terra. Keeling é mais conhecido pela curva de Keeling, uma representação gráfica simples, mas poderosa, das concentrações de dióxido de carbono na atmosfera ao longo do tempo. Ele revela que a concentração de dióxido de carbono na atmosfera vem aumentando (a uma taxa crescente) desde meados da década de 1950, quando Keeling iniciou suas pesquisas. Ele justifica Callendar e Arrhenius mostrando que eles estavam certos, e muitos climatologistas estavam errados; os oceanos não poderiam absorver todo o dióxido de carbono adicional lançado na atmosfera pelos combustíveis fósseis. Keeling resolveu esse debate, mas a questão do que todo aquele CO2 significava para o clima e a vida na Terra ainda não havia sido totalmente compreendida. Antes de falecer em 2005, Keeling pôde vislumbrar como os climatologistas estavam começando a responder a essa pergunta. Arrhenius, Callendar e Keeling representaram três gerações sucessivas da ciência do clima. Cada um colocou um ponto mais delicado na questão do que todos esses combustíveis fósseis estavam fazendo na atmosfera. Eles revelaram – lentamente, ao longo do tempo, e passando do reino da matemática para os fenômenos naturais que podem ser observados e medidos – que grande parte do dióxido de carbono liberado pela queima de combustíveis fósseis permaneceu na atmosfera. Seu trabalho também mostra como a ciência muda e se ajusta à medida que novas informações se tornam disponíveis. Indivíduos que nasceram desde o final do século XX cresceram sabendo sobre a realidade da mudança climática (se a comunidade em que foram criados “seguiu a ciência” – uma advertência importante). Este não foi o caso durante a maior parte do século XX e, de fato, foi um desenvolvimento bastante recente. A história da física está repleta dessas mudanças, bem como das coincidências e padrões que discutimos neste episódio.

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