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Postagem do blog: Ex LIbris Universum

Condições Iniciais Episódio 2: Arrhenius, Callendar e Keeling JUSTIN: Estamos aqui ao vivo na Biblioteca e Arquivos Niels Bohr. MAURA: Certo, e estamos nos dirigindo até as pilhas de documentos. ALLISON: Vamos fazer isso. Vamos às pilhas. JUSTIN: Eu escrevi o número de chamada nesta nota postite. É um dia agradável e ameno de 22º C terminando o mês de fevereiro. MAURA: Nenhum de nós está preocupado com a mudança climática... Eu sou Maura Shapiro. JUSTIN: Eu sou Justin Shapiro. ALLISON: E eu sou Allison Rein, sua guia turística pela Biblioteca e Arquivos Niels Bohr. MAURA: Não só temos nos preocupado com a mudança climática, mas temos pensado muito sobre o que as condições iniciais da pesquisa atmosférica no século 19 revelam sobre a evolução da ciência climática. JUSTIN: E para esse fim, estamos aqui na Biblioteca e Arquivos Niels Bohr à procura de um livro de 1908 do cientista sueco Svante Arrhenius. JUSTIN: Aqui está. Worlds in the making; the evolution of the universe; em tradução livre - Mundos em formação; a evolução do universo. Cópia da primeira edição. MAURA: É uma ótima fonte. JUSTIN: Sim. É dourado com letras muito bonitas. Capa muito simples também. Apenas o título e o nome de Svante. E uma foto de Niels Bohr diferente da que estou acostumada a ver na contracapa. MAURA: Este é o programa Condições Iniciais. JUSTIN: Um podcast de história da física. MAURA: Todo problema de física começa com um conjunto de Condições Iniciais que fornecem o contexto para a física acontecer. JUSTIN: Da mesma forma, neste podcast, vamos mergulhar nas condições iniciais que tornaram a ciência possível. As pessoas, lugares e eventos que foram negligenciados e pouco estudados. MAURA: Então, Justin, o que torna este livro significativo? JUSTIN: Bem, essa foi a maneira de Svante Arrhenius de introduzir essa ideia de mudança climática antropogênica para um público bem amplo. Foi escrito para o público em geral, nem tanto para a comunidade dos cientistas. E vamos falar sobre isso. Na verdade, isso ocorre cinco anos depois que ele ganhou o Prêmio Nobel. Então ele havia se tornado um nome importante na época. ALLISON: Ele estava confiante. (risos) JUSTIN: Sim. Sim, com certeza. ALLISON: Não é uma incógnita. JUSTIN: Não é uma incógnita, em 1906. Mas a maioria de nós hoje nunca ouviu falar dele. E, no entanto, ele e os outros cientistas sobre os quais falaremos hoje nos mostram como a ciência da mudança climática foi conduzida no início do século 20. MAURA: Então vamos começar com Svante Arrhenius. Você pode até soletrar isso, Justin? JUSTIN: Honestamente, não. Eu mal consigo pronunciá-lo. MAURA: Tudo bem, então qual é a história dele? JUSTIN: Ele nasceu em 1859, filho de Svante Gustav Arrhenius, e sua esposa Carolina Thunberg Arrhenius. E não tenho certeza se estou pronunciando isso corretamente, mas o nome Thunberg tem sido noticiado com muita insistência ultimamente. Especialmente no que diz respeito às alterações climáticas. MAURA: Certo, então há alguma relação com Greta Thunberg? Eu não sei o quão comum isso é, por ser um nome sueco. JUSTIN: Eu também não sei o quão comum é, mas eu diria que sim, na verdade, Greta Thunberg é uma parente distante de Svante Arrhenius. E ela não é o único membro da família a se envolver com pesquisas climáticas. Além de Svante, o neto de Svante, Gustav Arrhenius, também esteve fortemente envolvido na ciência das mudanças climáticas no século 20. Então, a família tem estado realmente interessada nessas questões da mudança climática antropogênica por um bom tempo. MAURA: Deve ser uma linhagem familiar muito boa. JUSTIN: Sim. Sim, toda uma família de cientistas. A neta de Svante, Agnes Fold, também é cientista. Mas eu não acho que ela trabalha com a mudança climática, tanto quanto eu sei. Mas uma família muito distinta de cientistas. MAURA: As reuniões familiares deveriam ser interessantes ou chatas. JUSTIN: Eu acho interessante, eu adoraria participar de uma reunião de família da década de 1890. Talvez não, não sei se seria convidado. MAURA: Eu tenho a sensação, Justin, de que você não seria convidado para a reunião de família deles, mas talvez poderia ser. Eu não sei. JUSTIN: Sim, talvez. De qualquer forma, então Svante nasceu em 1859, no último episódio, você Maura, mencionou que John Tyndall realmente se apressou em publicar algumas de suas primeiras conclusões em 1859, ..... certo? MAURA: Certo, ele relatou suas conclusões porque tinha a sensação de que muitas pessoas estavam investigando o mesmo tópico, e era uma espécie de corrida armamentista. A “absorção de calor” foi um “tema quente”. Preciso parar de fazer essa piada. Nunca foi engraçado, mas não consigo me conter. JUSTIN: Assim, Tyndall corre para publicar suas conclusões em 1859, o mesmo ano em que Svante Arrhenius nasce. E ..... MAURA: Ah, coincidência! (risos) JUSTIN: A questão é que, ao realizar pesquisas para estes episódios, encontro tantas coincidências interessantes na história do estudo sobre as alterações climáticas. Certamente podemos concluir que Svante, era de uma geração diferente da de John Tyndall. E, de fato, as perguntas que ele fez sobre as mudanças climáticas eram bem diferentes. Mas vamos dar um pouco de antecedentes familiares, antes de entrarmos no que ele escreveu sobre a mudança climática. Então, como muitas figuras subsequentes na história da ciência climática - e falaremos sobre Guy Callendar em um momento - Svante Arrhenius tinha interesse, já em idade precoce com a matemática. E isso pode ser porque seu pai ocupou um cargo administrativo na Universidade de Uppsala. Mais uma vez, não sei se estou pronunciando isso corretamente. Mas seu pai ocupou um cargo administrativo em uma universidade proeminente na Suécia. O que poderia ter incentivado seus estudos. E embora Svante Arrhenius seja conhecido principalmente por estabelecer o campo da físico-química, foi a matemática que realmente uniu seu interesse em físico-química e o que poderíamos chamar de ciências atmosféricas. MAURA: Eles teriam usado o termo “ciências atmosféricas”? Como era o entendimento deles na época, sobre o que eles estavam investigando? JUSTIN: Não sei. Essa é uma questão com a qual estou tentando entender, qual seria o nome a ser dado sobre o trabalho que algumas dessas figuras estavam fazendo. E não podemos... não sei se podemos chamar isso de climatologia, e não sei se podemos realmente chamar isso de meteorologia. A ciência do clima... durante a maior parte dos séculos XIX e XX, desafia estas categorizações. Assim como, acho que você concordará, a física em geral, certo? De qualquer forma, Svante Arrhenius nasceu em 1859. Ele é criado pelo pai, que cultiva nele o interesse pela matemática, mas há mais coisas acontecendo fora da família. A Suécia está começando a se industrializar, especialmente as partes do sul do país. Eles começaram a se industrializar um pouco mais tarde do que outros lugares no norte da Europa. Eu acho que não era o Reino Unido da época, mas você sabe, Grã-Bretanha, França, esses lugares onde o carvão era realmente facilmente acessível foram alguns dos primeiros a se industrializar. Mas em meados do século 19 e no final do século, a Suécia estava a caminho de se tornar uma nação industrializada. E assim Svante cresceu com as chaminés subindo ao seu redor, e vendo a fumaça subindo para a atmosfera. Eu vou especular um pouco, talvez tenha sido o fato de presenciar estas mudanças, e estar vivendo presenciando esse processo, o tenha ajudado a desenvolver um interesse em questões sobre a relação entre combustíveis fósseis e mudanças climáticas. O que poderíamos chamar hoje de mudança climática antropogênica. MAURA: Por que ele estava crescendo com a industrialização do país? JUSTIN: Certo, certo, ele estava crescendo enquanto a Suécia estava se industrializando, e ele viu as mudanças que isso criou. Certo? Pessoas que se deslocam das fazendas para a cidade, conseguindo empregos nas fábricas. Mas também alguns dos elementos mais visuais. E talvez odorífero? Acho que é este o termo. Talvez aspectos aromáticos (risos) da industrialização, certo? Toda aquela fumaça, fuligem e cinzas subindo na atmosfera. E assim, em 1896, Arrhenius publica o que podemos dizer que é, a partir de agora, a publicação mais antiga conhecida, que fala sobre a mudança climática antropogênica. O artigo foi escrito em alemão, e não vou me incomodar em pronunciar o título (Ueber den Einfluss des atmosphärischen Kohlensäuregehalts auf die Temperatur der Erdoberfläche), pois felizmente outros traduziram o título para nós. "Sobre a influência do teor de ácido carbônico atmosférico na temperatura da superfície da Terra." Portanto, o artigo de 1896 era destinado ao público envolvido com a área científica, mas Arrhenius iria popularizar suas ideias em sua publicação subsequente, "Worlds in the Making: the Evolution of the Universe", publicada em 1908 (Mundos em formação; a evolução do universo). MAURA: Um título muito mais curto. JUSTIN: Então, este livro era bastante acessível na Anglosfera, bem como na Europa, porque também há edições publicadas em alemão. E o livro não era apenas sobre dióxido de carbono na atmosfera, no entanto, havia um capítulo completo sobre essa questão. Mas foi mais a tentativa de Arrhenius de introduzir a ideia da físico-química para um público mais amplo. Por volta de 1908, quando Arrhenius lançou Worlds in the Making, ele tinha uma boa reputação. Ele ganhou o Prêmio Nobel de Química em 1903, e fazia parte do conselho que concede os prêmios Nobel. Então ele era um cientista bastante respeitável. (NdT - A Anglosfera é a esfera de influência anglo-americana, com um grupo central de nações que hoje mantém estreita cooperação política, diplomática e militar) MAURA: E o livro que ele escreveu, chamaria a atenção das pessoas? JUSTINO: Com certeza. O livro tinha algumas ideias que eu acho um pouco incomuns para o público moderno. MAURA: Em que sentido? JUSTIN: Bem, ele era favorável da panspermia (Panspermia explica a hipótese de que a vida existe em todo o Universo, distribuída por meteoros, asteroides e planetoides). Uma pequena questão na virada do século era: como você obtém vida a partir de moléculas inorgânicas? E ele acreditava que talvez elas tivessem vindo do espaço. Um detrito de asteroides, meteoritos e cometas. MAURA: Essa ideia não parece ser irracional. JUSTIN: (risos) Suponho que não. Eu não acho que está na moda nos dias de hoje, pensar desta forma, no entanto .... MAURA: Bem, até é divertido acreditar nisso. JUSTIN: Sim, sim. MAURA: Então este livro, Worlds in the Making, foi uma tentativa de explicar como chegamos ao mundo que temos hoje? JUSTIN: Sim, usando as ferramentas e metodologias da físico-química, como ele chamaria. MAURA: Mmmm. E qual era a sua evidência para a panspermia? JUSTIN: Bem, o fato é que, como ele francamente admite na introdução do livro, que suas ideias ainda não foram publicadas em revistas científicas da época. Isso se baseava no processo realmente preliminar de formular conclusões científicas, ou seja, ele conversava com seus colegas, escrevia cartas e se correspondia com eles. Como todos os cientistas fazem ao discutir suas ideias, elas foram muito bem recebidas, mas ainda não foram examinadas pelo processo oficial de revisão por pares. Mas, novamente, Arrhenius não estava escrevendo para cientistas. Ele estava escrevendo para o público em geral para tentar explicar de onde veio o mundo e como chegamos e aonde estamos. MAURA: Eu leria isso. JUSTIN: Bem, se você quiser ler, pode dar uma olhada na Biblioteca e Arquivo Niels Bohr. MAURA: Uma boa propaganda. Obrigado, Justin. JUSTIN: Mmhmm. Teremos mais no episódio sobre as teorias excêntricas. Assim, em seu capítulo sobre ácido carbônico e mudança atmosférica, Arrhenius fez uma série de cálculos difíceis para apresentar a ideia, de que variações relativamente pequenas na quantidade de dióxido de carbono atmosférico, poderiam ter efeitos relativamente grandes sobre a temperatura global. Neste período, Arrhenius teve tempo para fazer esses cálculos, tanto para o público em geral quanto para os cientistas. Porque na época em que ele estava trabalhando sobre este tema, estava passando por um divórcio muito complicado com sua primeira esposa, que também era sua ex-aluna. Ela ameaçou tirar a guarda do primeiro filho. ‘ MAURA: Estamos escolhendo um lado neste divórcio, ou...? JUSTIN: Eu tendo a não tomar partido em divórcios que ocorreram há mais de um século. Como Spencer Weart escreve em The Discovery of Global Warming, "os incontáveis cálculos dificilmente poderiam ser justificados cientificamente". MAURA: Então, a matemática era a maneira que ele tinha para lidar com aquele momento estressante que vivia. JUSTIN: Então, a matemática pode ter sido seu mecanismo para lidar com o problema. Mas também temos que lembrar que este é um tempo anterior aos poderosos computadores, e todos esses cálculos difíceis e rigorosos teriam que ser feito à mão. Eu trago isso mais como uma espécie de anedota divertida, mas também devemos lembrar que Arrhenius cresceu como o que poderíamos chamar, um prodígio da matemática, certo? Ele realmente adorava trabalhar com a matemática. E Weart entra um pouco no território especulativo sobre isso. Obviamente, não sabemos muito sobre a vida interior de Arrhenius, mas é interessante pensar sobre a ideia de usar uma matemática complexa e difícil, como uma forma de lidar com a situação em que sua esposa o deixara e ter a custódia de seu filho. MAURA: Há certamente maneiras menos saudáveis de lidar com o divórcio. JUSTIN: Sim, eu diria que sim. E ele recebeu um Prêmio Nobel. MAURA: Ganha, ganha. JUSTIN: sim, ganha. MAURA: Então Arrhenius descobriu isso, e a ciência foi estabelecida. Sabíamos que a mudança no dióxido de carbono na atmosfera levaria ao aquecimento global. JUSTIN: Nem tanto. Assim que Arrhenius publicou este artigo, os cientistas rapidamente contestaram suas conclusões. Na época, havia uma crença de que os oceanos simplesmente absorveriam muito do excesso de dióxido de carbono que estava sendo emitido pela indústria. MAURA: Mmhmm. JUSTIN: Sabemos agora que não é verdade, e entraremos nessa história no final deste episódio. Em segundo lugar, Arrhenius escreveu em seu livro para o público em geral, que talvez o aumento do dióxido de carbono e consequentemente um aumento nas temperaturas globais, poderia não ser uma coisa tão ruim. E aqui eu quero entrar na ideia de sustentabilidade, e o que isso significou para Svante Arrhenius na virada do século 20, e o que isso significa hoje, olhando, por exemplo, para o que Greta Thunberg havia dito sobre o tema. Então, Maura, como você definiria sustentabilidade? MAURA: Eu diria que é preservar o meio ambiente para as gerações futuras. JUSTIN: Isso mesmo, é uma espécie de gestão do meio ambiente, gestão do clima, gestão do nosso consumo de recursos, tendo em mente o interesse nas gerações futuras. Olhando para o futuro, não apenas para a sociedade como ela está hoje. E, você sabe, com talvez algumas mudanças na linguagem lá, acho que Greta Thunberg pode concordar mais ou menos com essa conclusão. Mas Arrhenius tem uma ideia muito diferente de sustentabilidade. Ele conclui o capítulo sobre dióxido de carbono e temperatura atmosférica em Worlds in the Making escrevendo: "Ouvimos frequentemente lamentações sobre o carvão armazenado na Terra e desperdiçado pela geração atual sem pensar no futuro. Podemos levar um tipo de discussão em consideração de que aqui, como em todos os outros casos, existe um bem misturado com o mal. Pela influência do aumento da percentagem de ácido carbónico na atmosfera, podemos esperar desfrutar de eras com climas mais equitativos e melhores, especialmente no que diz respeito às regiões mais frias da Terra. Épocas em que a Terra produzirá colheitas muito mais abundantes do que atualmente, para benefício da humanidade em rápida propagação." MAURA: Ah, então ele mora na Suécia, região mais fria, dessa forma ele acredita que o aquecimento global poderá ser uma coisa boa para as regiões mais frias, poderá haver aumento na produção agrícola, se sua temperatura for mais alta? JUSTIN: Isso está correto. Então, Arrhenius acreditava que, simplesmente queimando combustíveis fósseis, poderíamos realmente fazer um planeta mais habitável para as gerações futuras, e não é de admirar, considerando que ele cresceu e estava trabalhando na Suécia. E ele também escreveu sobre, por exemplo, a grande preocupação daquele período sobre a Era do Gelo, ..... quando poderia ocorrer a próxima. E, obviamente, na Suécia, esse seria um problema muito sério, porque afetaria a produção agrícola, já que o tempo de cultivo era pequeno. E Arrhenius escreveu em um capítulo do seu livro Worlds in the Making, expressando algumas de suas visões raciais bem equivocadas que, de fato, o aumento do dióxido de carbono na atmosfera poderia elevar a temperatura do planeta o suficiente para evitar outra Idade do Gelo, e como ele escreve: "O que, portanto, impediria as pessoas no norte da Europa de se mudarem para a África". MAURA: Isso é, ou muito progressista anticolonialista, ou apenas incrivelmente racista. JUSTIN: É claro que ele torna completamente invisíveis as civilizações que já existem na África na época. MAURA: Certo! certo. JUSTIN: Mas é claro que Arrhenius fez estes comentários em um período logo após os esforços maciços de colonização que ocorreram entre várias nações europeias na África. MAURA: Ele não estava pensando em nenhuma outra população além dos europeus quando estava considerando que um clima mais quente seria benéfico. JUSTIN: Isso está correto. MAURA: E é claro que ele não conhecia todas as ramificações da mudança climática, como o aumento das tempestades, inundações... JUSTIN: Certo. Então Arrhenius, você sabe, ele surgiu em uma época de industrialização e olhou para toda a fumaça que entrava na atmosfera, e se perguntou: "O que isso vai fazer com as temperaturas globais?" E assim ele se baseou em alguns dos trabalhos que haviam sido feitos no século 19, adicionando sua própria matemática rigorosa e árdua. E demonstrou que, de fato, sim, o clima pode ser influenciado pelo aumento das concentrações de dióxido de carbono. E assim podemos olhar para ele como uma dessas figuras fundamentais na ideia de mudança climática antropogênica. Ou seja, a mudança climática induzida pelo homem. Assim suas conclusões no final do século 19 e início do século 20, foram... não o que esperaríamos hoje dos cientistas contemporâneos, por duas razões. Primeiro, suas conclusões não foram amplamente aceitas. Mais uma vez, a maioria dos cientistas da época acreditava que os oceanos simplesmente absorveriam o excesso de carbono. Mas, em segundo lugar, ele realmente pensou que, se a mudança climática acontecesse, poderia realmente ser uma coisa boa, especialmente considerando o período de cultivo em sua terra natal, a Suécia. MAURA: Então, apesar de ser a primeira pessoa a fazer essas afirmações, ele não está nem perto de onde estamos hoje? JUSTIN: Mas estamos nos aproximando. Então vamos falar agora sobre Guy Stewart Callendar. O homem que se destacou em manter datas. E isso é escrito C-A-L-L-E-N-D-A-R. Não C-A-L-E-N-D-A-R. (calendário) É um pequeno jogo de palavras. MAURA: (risos) Isso é muito engraçado, Justin. JUSTIN: Obrigado. Referi há pouco que Arrhenius era uma espécie de pessoa do seu tempo e que foi muito influenciado pelo seu pai. E vemos uma dinâmica semelhante ocorrendo com Guy Callendar. E acho que para entender o passado de Callendar e sua formação intelectual, precisamos falar um pouco sobre seu pai, Hugh Callendar. Hugh nasceu apenas quatro anos depois de Svante Arrhenius, e seu filho, Guy, nasceria em 1898, apenas dois anos depois que Arrhenius publicou o primeiro artigo para cientistas sobre dióxido de carbono e mudanças climáticas. Então, novamente, outra coincidência interessante. Mas também podemos ver muito claramente as maneiras pelas quais essas gerações subsequentes impulsionaram a ideia de mudança climática antropogênica. Primeiro Svante Arrhenius nasceu em 1859, quando Tyndal se apressa em publicar suas conclusões, e depois Guy Callendar chegando dois anos após o primeiro artigo científico sobre a mudança climática antropogênica. Mas voltando a Hugh. Hugh era uma dessas figuras do final do século 19 que estava interessado em ciência e engenharia. Ele era muito competente em consertar coisas. Ele adorava consertar objetos e fazê-los funcionar de forma diferente ou melhor, e em muitos casos piores. Por exemplo, ele comprou uma das primeiras motocicletas disponíveis no Reino Unido em 1902, e rapidamente a remodelou como um triciclo com assentos confortáveis e um sistema de refrigeração, para que ele pudesse levar sua esposa, Victoria, para as colinas e o campo ao redor de sua propriedade. MAURA: Muito romântico. JUSTIN: Muito romântico. Quando ele não estava ensinando física no Imperial College, ele estava brincando com esses diferentes dispositivos. Mas algum tempo depois que Hugh comprou a bicicleta e a consertou, ele e sua esposa inadvertidamente se entregaram a um dos passatempos favoritos dos cientistas do final do século 19 e início do século 20, foram atropelados por um cavalo. MAURA: (risos) JUSTIN: Sim, o fato é que neste período, à medida que as viagens de trens aumentaram nos países em vias de industrialização, houve um súbito afluxo maciço de bens de consumo e outros bens para as cidades e, por isso, foi preciso arranjar uma solução... e isso é bom, pois é possível transportar coisas das fazendas para as cidades e de cidade para cidade. Mas o grande problema, o grande gargalo, era fazer as coisas circularem pelas cidades. Certo? Então, de repente todos estes produtos estão chegando. Mas simplesmente não há a mesma infraestrutura que acompanha o ritmo de entrada de mercadorias. As pessoas rapidamente compram cavalos num momento que é o ápice dos automóveis e caminhões. Assim de repente, há muito mais coisas que circulam pelas ruas e, por isso, as pessoas sofrem acidentes a toda a hora. Neste período, em Chicago, cerca de 900 pessoas por ano eram atropeladas por algum tipo de veículo. Por este motivo havia um número significativo de pessoas que amputavam algum membro por conta destes acidentes. Mas o exemplo famoso é o de P.R. Curie, o marido de Marie Curie, que não morreu de envenenamento por radiação. Morreu porque foi atropelado por uma carruagem. Depois do acidente, Hugh fez a coisa mais sensata e comprou um carro a vapor Stanley modelo 1907. Mas, por natureza, ele não conseguia deixar as coisas como estavam e insistiu rapidamente em desmontar o motor e os componentes para perceber exatamente como funcionava. E como poderia ser melhorado. E, apesar de todos os seus esforços, o que conseguiu foi um cano partido que espalhava o vapor quente por toda a família num dos seus passeios pelo campo. MAURA: Um hobby caro e perigoso. JUSTIN: Eu digo tudo isso para dar exemplos do tipo de infância que Guy teve. A família era muito abastada para os padrões contemporâneos. E seu pai, Hugh Callendar, construiu um laboratório que estava ligado à sua espaçosa casa de campo. E neste laboratório, Hugh encorajou as crianças a mexer, experimentar e brincar com diferentes dispositivos. Isto é, até que o irmão de Guy, Leslie, explodiu o laboratório tentando criar TNT. MAURA: Oh meu Deus, tudo bem. E alguém ficou ferido? JUSTIN: Ninguém foi ferido naquele acidente, até onde eu sei, mas Leslie também infligiu um ferimento em seu irmão Guy. Em sua infância, quando Guy tinha cinco anos de idade, ele ficou cego em seu olho esquerdo depois que Leslie enfiou uma agulha nele. MAURA: Oh meu, Leslie parece alguém que eu tentaria evitar. JUSTIN: Sim, mas espero que ele tenha superado um pouco de sua propensão infantil para travessuras. MAURA: Então Guy estava cego? Como você se cura de uma agulha no olho? JUSTIN: Até onde eu sei, e isso é baseado na biografia de Guy Callendar fornecida por James Roger Fleming, Guy ficou cego em seu olho esquerdo durante a maior parte de sua vida. O que era um problema, porque uma de suas atividades favoritas era o tênis. MAURA: Interessante. Então, cego de um olho significaria que você não tem percepção de profundidade. JUSTIN: Certo. Então, talvez o tênis fosse uma forma de lidar com o problema do olho. MAURA: Algumas pessoas têm matemática, algumas pessoas têm tênis. JUSTIN: Então, o desenvolvimento intelectual e profissional de Guy foi profundamente formado, moldado e guiado por seu pai. Inelegíveis para servir nas linhas de frente durante a Primeira Guerra Mundial devido à sua visão deficiente, Guy trabalhou no laboratório de seu pai no Imperial College. Ele logo se alistou na Marinha Real, servindo em um submarino da Primeira Guerra Mundial e usando muitos dos instrumentos que seu pai, de fato, havia construído. MAURA: Não há um único submarino no mundo em que eu gostaria de estar hoje ou ... sempre que você disser. JUSTIN: Bem, você sabe, Jimmy Carter, sobre quem falaremos no próximo episódio, serviu em um submarino. MAURA: Isso não muda minha opinião sobre submarinos. Eu ainda não gostaria de estar em um. JUSTIN: É justo. Depois da guerra e do seu serviço no submarino, Guy regressou ao Imperial College, continuando a estudar o vapor e as máquinas a vapor. E, neste trabalho, era um meticuloso guardador de registos, registrando a potência e a produção do vapor a diferentes pressões e temperaturas. Utilizando estas observações e trabalhando com o seu pai, desenvolveu as chamadas Tabelas de Vapor de Callendar. Publicou várias destas tabelas ao longo da sua vida, o que lhe garantiu um grande reconhecimento na comunidade de engenheiros que trabalhavam com o vapor. Mas é importante notar aqui que Guy não tinha qualquer tipo de formação formal em física, termodinâmica ou algo do gênero. Trabalhava com máquinas. Ele era mais um engenheiro e técnico do que um cientista. Mas esta atenção meticulosa aos registos e observações e à documentação destes aspectos do mundo natural, nas máquinas a vapor e, mais concretamente, na meteorologia, ajudá-lo-ia a desenvolver algumas destas ideias sobre as alterações climáticas antropogênicas, que serão transmitidas à geração seguinte. Mas estamos chegando neste assunto. Além de seus registros sobre tabelas de vapor, Guy também manteve registros realmente meticulosos sobre o clima. Pressão atmosférica, velocidade do vento, temperatura, este tipo de coisas. E podemos especular que talvez (risos) isto tenha algo a ver com o seu amor pelo jogo de tênis, especialmente jogar tênis ao ar livre. Mas não sei ao certo porque é que ele se interessava tanto pelo tempo. E de acordo com o seu biógrafo, James Roger Fleming, Guy S. Callendar, trabalhando em grande parte sozinho e a partir de casa, estabeleceu a teoria do dióxido de carbono nas alterações climáticas na sua forma essencialmente moderna. MAURA: Hmm. Assim que ele desiste do seu hobby de medir a temperatura, e lança as bases para a teoria moderna do aquecimento global? JUSTIN: Certo. A questão das concentrações de dióxido de carbono na atmosfera tornou-se uma espécie de paixão de Guy Callendar. E ele se interessou ao longo do tempo em descobrir exatamente qual era o nível básico de concentrações de dióxido de carbono no século 19 e descobrir se elas estavam aumentando. E ele usou métodos não convencionais para responder a essas perguntas. Por exemplo, ele entrou nos antigos arquivos de Henry Cavendish e obteve alguns dos frascos de vidro originais que Cavendish usou para capturar o ar da atmosfera no início do século 19. MAURA: Cavendish engarrafava ar e depois os mantinha em frascos. Isso muda o conteúdo do ar? JUSTIN: Eu não sei. Quero dizer, era um método pouco confiável para os padrões contemporâneos. Podemos certamente dizê-lo. Mas isso foi para o início do século 19. Callendar também teve acesso a alguns dados de estações meteorológicas antigas que ele usava, e em 1938, ele estava pronto para apresentar suas descobertas à Royal Meteorological Society. E o artigo que ele apresentou em 1938 foi intitulado "A produção artificial de dióxido de carbono e sua influência na temperatura". E, novamente, quero apontar para o uso da palavra "artificial". A produção artificial de dióxido de carbono, ele está falando sobre combustíveis fósseis. Ele está falando do aumento de carbono induzidos pelo homem na atmosfera superior. Aquilo a que, mais uma vez, chamaríamos simplesmente de alterações climáticas antropogênicas. Assim, em 1938, apresentou o seu trabalho intitulado "A produção artificial de dióxido de carbono e a sua influência na temperatura" à Royal Meteorological Society. E este trabalho, como já referi, utilizou alguns métodos não convencionais, como o recurso aos arquivos de pessoas que anteriormente tinham recolhido amostras de ar. Mas também teve acesso a dados gerados por 200 estações meteorológicas localizadas em todo o mundo. Assim, conseguiu documentar o facto de que o aumento dos níveis de dióxido de carbono não era, de facto, um fenómeno local ou regional restrito aos países industrializados ou em vias de industrialização, mas sim um fenómeno global. Neste trabalho, estabeleceu um nível de referência de 290 partes por milhão de dióxido de carbono ao longo do século XIX. E essa linha de base é realmente importante, porque fornece um contexto. Fornece uma forma de saber até que ponto as concentrações de dióxido de carbono na atmosfera estavam aumentando durante o século XX. MAURA: Ele apresenta este artigo à Royal Meteorological Society. Como eles aceitaram essa informação relativamente nova apresentada por um estranho? JUSTIN: Bem, não havia consenso em torno da ideia do aumento do dióxido de carbono, ou mesmo da ideia de que o dióxido de carbono influenciava a temperatura global nesse período da década de 1930. Guy continuaria ao longo da sua carreira a publicar 10 artigos científicos e 25 artigos mais curtos para apresentações para o público em geral. Mas por volta de 1964, ano da sua morte, a ciência do clima ainda estava em construção. Nos anos 60, assiste-se a um consenso crescente de que, sim, os combustíveis fósseis podem moldar o clima global. Os combustíveis fósseis podem talvez aumentar as temperaturas globais através do aumento da concentração de dióxido de carbono, mas a ciência nos anos 60 ainda estava em construção. No próximo episódio, falaremos sobre este tipo de consenso crescente em torno da questão das alterações climáticas antropogênicas. E, no final dos anos 70, havia uma sensação de que o problema era realmente muito grave. Mas a recepção foi um pouco mista. Guy Callendar tinha os seus apoiadores e os seus detratores na comunidade científica. MAURA: Isso refutou a ideia de que os oceanos absorveriam dióxido de carbono? JUSTIN: Parecia indicar isso, mas a pergunta era, qual seria o próximo passo? Então, isso realmente significa aumentar as temperaturas? Esta é uma pergunta que Arrhenius tentou resolver, e não foi totalmente respondida durante o tempo de Guy. Então, por um lado, no final de sua vida no início dos anos 60, houve uma série de invernos extremamente frios que pareciam ir contra essa ideia de que o aumento do dióxido de carbono estava, de fato, aumentando a temperatura global. Os cientistas não conseguiam sentir os efeitos das mudanças climáticas. Eles realmente não podiam vê-lo, e não podia ser medido naqueles invernos. E Guy realmente morreu no final daquela onda de frio, em 1964, de um ataque cardíaco em uma idade relativamente jovem. MAURA: É interessante como o tempo e o clima são duas coisas diferentes. JUSTIN: Isso é certamente verdade. Mas o que Guy Callendar foi capaz de demonstrar, definitivamente, de forma bastante decisiva, foi que sim, as concentrações de dióxido de carbono ao longo de sua vida e ao longo do século 20 estavam aumentando na atmosfera superior. A concentração de dióxido de carbono na atmosfera superior estava aumentando. E isso é muito importante. Essa é uma peça muito importante desse quebra-cabeça que estamos montando sobre a história da ciência das mudanças climáticas. MAURA: Então ele chega a essas conclusões de que, sabe, há aumento do teor de dióxido de carbono na atmosfera, mas no final das contas ele ainda não era um meteorologista. Ele não era um cientista atmosférico. Ele era um engenheiro. Isso impactou como suas ideias foram recebidas pela comunidade científica em geral? JUSTIN: Penso que sim. Quero dizer, e mais uma vez, como foi falado, é muito importante notar que Guy Callendar não tinha uma formação de cientista. Ele era um engenheiro especializado em vapor. Ele era mais um técnico. Mas na década de 1950, Guy Callendar e suas ideias sobre a relação entre dióxido de carbono e gases atmosféricos e seu aumento nas concentrações... Callendar encontrou algum apoio entre os cientistas. Pessoas como Gilbert Plass, David Brunt e Sydney Chapman apoiaram algumas de suas conclusões. Mas outros, especialmente Roger Revelle e Hans Suess, do Scripps Institution of Oceanography, estavam um pouco mais apreensivos com essa ideia. E, mais notoriamente, num artigo de 1957 que se referia ao aumento das concentrações de dióxido de carbono na atmosfera como "a maior experiência da humanidade, que nunca poderá ser replicada". Suess e Revelle contradiziam-se internamente nesse artigo. Por isso, menciono este fato apenas para salientar que as ideias de Callendar foram realmente impactantes e ajudaram a fornecer algumas provas sólidas sobre o aumento da concentração de dióxido de carbono. Mas ainda estamos a algumas décadas de distância de quaisquer conclusões científicas sólidas sobre o significado dessas concentrações crescentes. MAURA: Até que possamos realmente fazer modelos computacionais eficazes, a única maneira de ver o que acontece quando você aumenta o dióxido de carbono na atmosfera é aumentando o dióxido de carbono na atmosfera. JUSTIN: Isso mesmo. E veremos como uma modelagem matemática mais aprimorada, e um debate mais científico sobre a mudança climática nos anos 60, e especialmente nos anos 1970, levaram a um senso de urgência na época em que Carter estava na presidência dos Estados Unidos. Apenas 15 anos após a morte de Guy Callendar. Então Callendar morreu em 1964, durante um desses invernos excepcionalmente frios. E podemos apenas especular sobre como ele entendeu o trabalho de sua vida naquele momento. Mas o registro histórico demonstra que ele realmente teve uma grande influência, especialmente devido à sua formação acadêmica, no campo da climatologia. Ele revisitou e trouxe à tona ideias mais antigas de que a mudança climática poderia de fato ser induzida pelos humanos por meio do consumo de combustíveis fósseis. Depois que ele morreu, a filha de Callendar, Anne, doou os papéis, cadernos e outros materiais de seu pai. Incluindo um manuscrito inacabado que ele havia escrito sobre a mudança climática antropogênica. A Derrick Justin Chauve, do St. David's College. Em 1984, Chauve escreveu a Anne mencionando que havia recebido a visita de um estudioso americano da Califórnia. O estudioso era Charles David Keeling. Keeling visitou Chauve para pegar emprestado o caderno de Callendar de 1939 a 1940, no qual Callendar detalhou os níveis de dióxido de carbono do início do século XX. Keeling queria usar o caderno como base para uma publicação de 1986 sobre os níveis históricos de dióxido de carbono no início do século XX. Então vamos nos voltar agora para a vida e obra de Charles David Keeling. Em 1957, Revelle e Suess alegaram que os seres humanos estavam realizando um experimento geofísico em larga escala de um tipo que não poderia ter acontecido no passado, nem ser reproduzido no futuro. Embora não tivessem certeza sobre o papel dos oceanos e da biosfera na absorção de dióxido de carbono, eles defenderam a continuação do estudo. No mesmo ano em que publicaram esse artigo, Revelle contratou Charles David Keeling. Em sua juventude, Keeling era um amante da vida ao ar livre, depois de completar seu doutorado alguns anos antes de 1957, ele se viu cada vez mais atraído pelo campo da geologia. E isso lhe deu a oportunidade de viajar para o oeste e acampar, caminhar e realizar observações científicas e realizando medidas daquilo que ele estava observando enquanto desfrutava de suas viagens. Parecia uma grande oportunidade para ele. E enquanto caminhava e acampava nas florestas do noroeste do Pacífico, ele começou a capturar amostras de ar em tubos de vácuo. Não se tratava necessariamente de um novo método. Quero dizer, havia novas partículas de outras substâncias presentes no ar, que estavam sendo utilizados. Mas, ao capturar essas amostras de ar em diferentes lugares no noroeste do Pacífico, ele queria obter uma espécie de compreensão mais precisa da mudança na concentração de dióxido de carbono na atmosfera. MAURA: Ele estava especificamente interessado em dióxido de carbono? JUSTIN: Sim. Muito mesmo. De acordo com Roger Revelle em uma entrevista de 1989, Keeling foi realmente obstinado em seu estudo sobre o dióxido de carbono. Como Revelle disse naquela entrevista de 1989, ele nunca quis realmente fazer outra coisa senão medir o dióxido de carbono. E ele quer medi-lo com a maior precisão e a maior precisão possível. E ele fez isso. Ele mediu isso de forma mais ou menos consistente para um décimo de milionésimo, continuamente por 30 anos. É realmente um registo de dados notável. MAURA: Trata-se de um registo notável. JUSTIN: Então, como mencionei, Keeling se juntou ao Scripps Institution of Oceanography em 1957, e ele rapidamente começou a tentar obter fundos para apoiar seus esforços para medir o dióxido de carbono e construir um novo observatório em Mauna Loa, Havaí, para esse mesmo propósito. A obtenção do financiamento no início foi muito complicada, por volta dos anos 60, Keeling quase perdeu o financiamento. Diferentes apoiadores de sua pesquisa, sempre que possível destinavam fundos para seu trabalho. E digo tudo isso para indicar que sim, no final dos anos 50 e início dos anos 60, não havia tanta ênfase nesse tipo de pesquisa, medindo com precisão a quantidade de dióxido de carbono. Foi preciso muito esforço para Keeling estabelecer o significado e a importância do trabalho que ele estava fazendo. Mas, felizmente, ele encontrou muitos apoiadores, realmente importantes em diferentes escritórios federais, em diferentes instituições de pesquisa, em diferentes universidades, para apoiar seus esforços. Então ele foi capaz de finalmente obter este observatório de dióxido de carbono em Mauna Loa, construído no Havaí. MAURA: Claro, seria construído em terras indígenas. JUSTIN: Sim, e devemos reconhecer aqui que foi construído em terras indígenas, e continua a operar em terras indígenas. Tenho certeza de que os interesses dos povos indígenas do Havaí não foram de todo pensados quando este observatório foi construído. Keeling estava pensando no que o local ofereceria. Assim, o observatório está localizado em Mauna Loa. Está em um vulcão. Milhares de metros acima do nível do mar, e longe de qualquer tipo de local industrial ou qualquer grande cidade. E assim Mauna Loa se beneficiou de ter um ar relativamente calmo e distante de qualquer tipo de variável que pudessem levar a um registo excessivo das concentrações de dióxido de carbono. O projeto era caro, mas Keeling foi capaz de financiá-lo e obteve financiamento contínuo para seu trabalho, apesar do grau de precariedade no início. E através de seus estudos de níveis históricos de dióxido de carbono e seu monitoramento constante do dióxido de carbono, Charles David Keeling criou um dos exemplos visuais mais poderosos e significativos de quanto os seres humanos estavam moldando o clima global. A curva de Keeling. Nomeada por ele...... MAURA: Ele provavelmente não nomeou ele mesmo, no entanto. JUSTIN: Não, ele não fez. Não, acho que o nome foi dado posteriormente. Maura, o que é a Curva de Keeling? MAURA: A Curva de Keeling regista o nível de dióxido de carbono ao longo de quantos anos? A sua carreira? JUSTIN: Sim, do final dos anos 1950 até hoje. MAURA: Exato, e a curva de Keeling mostra uma espécie de aumento exponencial do teor de dióxido de carbono. Assim, quando mapeada com as temperaturas globais, é possível ver a correlação à medida que progride. JUSTIN: Certo, e já tínhamos uma linha de base para a concentração de dióxido de carbono no século 19. Isso foi descoberto por Guy Callendar. Mas o que Keeling fez foi continuar a rastrear a concentração de dióxido de carbono na atmosfera, e o que suas descobertas revelaram foi, sim, uma curva acentuadamente ascendente. Mas é um pouco mais complicado do que isso. Sabemos que as concentrações de dióxido de carbono estão aumentando, mas não aumentam uniformemente ao longo de um ano. Portanto, se você ampliar um ou dois anos na Curva de Keeling, verá uma parábola. Uma voltada para cima, a outra voltada para baixo e assim por diante. É claro que a faixa intermediária da parábola aumenta ano após ano. Mas a razão pela qual, se você aumentar o zoom é parabólico, é simplesmente por causa da natureza. Assim, a maior parte do solo do nosso planeta está concentrada no hemisfério norte e, consequentemente, a maior parte da vegetação do mundo está concentrada no hemisfério norte. Assim, na primavera, quando as árvores florescem, quando as folhas nascem e tudo o que as árvores fazem, absorvem mais dióxido de carbono. Que necessitam no processo de fotossíntese para produzir o seu alimento. E depois, no outono, quando as folhas caem e se decompõem, o dióxido de carbono é libertado. Portanto, há um ciclo anual na quantidade de dióxido de carbono que as plantas absorvem. No entanto, o que também vemos é um aumento da concentração média dos níveis de dióxido de carbono na atmosfera, ano após ano. Assim, as pequenas variações não afetam a tendência geral para o aumento dos níveis de dióxido de carbono na atmosfera. MAURA: E não só está aumentando, mas está acelerando. Portanto, é mais do que apenas uma linha subindo. É essa inclinação em zigue-zague, mas crescente, que dispararia para a lua se pudesse. JUSTIN: Exatamente. Só para esclarecer isto, em 1958, Keeling calculou a concentração de dióxido de carbono na atmosfera superior em 313 partes por milhão. No ano passado, a concentração média de dióxido de carbono na atmosfera superior era de 412 partes por milhão. MAURA: Nossa. JUSTIN: Portanto, trata-se de um aumento de quase 100 partes por milhão em pouco menos de meio século. E, mais uma vez, o que Callendar descobriu antes de Keeling é que a concentração de fundo de dióxido de carbono na atmosfera era de 290 partes por milhão. MAURA: Muito bem, então, num período de 60 anos, de 1900 a 1958, há um aumento de 25 partes por milhão. Mas de 1958 a 2021, há um aumento de quase 100 partes por milhão. JUSTIN: É isso mesmo. E a Curva de Keeling, o que faz é fornecer uma descrição muito simples e fácil de ler e de compreender do que é realmente a força motriz das alterações climáticas. Ou seja, os combustíveis fósseis e as suas emissões de carbono. Por isso, o que quero sublinhar neste momento é que existe um fio condutor muito claro que vai desde os primeiros trabalhos de Svante Arrhenius, que indicou que as emissões de dióxido de carbono poderiam aumentar as temperaturas globais e fez as contas para mostrar como poderiam fazê-lo, até Guy Callendar, que fez as primeiras tentativas para medir e obter uma leitura exata das concentrações de dióxido de carbono na atmosfera no século XIX, e depois durante a sua vida, e depois Charles David Keeling, cuja imagem muito poderosa, a curva de Keeling, mostra como as concentrações de dióxido de carbono estavam aumentando em um ritmo acelerado. Ao longo da sua vida e com o trabalho de cientistas que vieram depois dele, e ao longo das nossas vidas. MAURA: Então, desde o primeiro episódio até agora, aprendemos como nossa compreensão sobre o dióxido de carbono evoluiu. Primeiro, entender que ele de fato absorve o calor, e que, por causa disso, a Terra está se aquecendo. Até agora, não só sabemos qual é o efeito estufa, mas que a concentração de dióxido de carbono na atmosfera está aumentando e, por causa disso, o mesmo acontecerá com a temperatura global. JUSTIN: Isso mesmo. E assim, com Keeling, finalmente, nos anos 1960, 1970, podemos dizer que o aquecimento global foi descoberto. MAURA: Huzzah. JUSTIN: Sim. E vamos aprender um pouco mais sobre como os cientistas responderam a essa descoberta no próximo episódio. MAURA: Muito obrigado por se juntar a nós hoje. Não deixe de baixar nosso próximo episódio, onde avançamos rapidamente para a década de 1970, o início da EPA. (Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (Environmental Protection Agency). MAURA: Vamos conhecer um punhado de cientistas do clima que tinham a estranha capacidade de ver o futuro. MAURA: Hoje, gostaria também de agradecer à nossa guia e diretora associada das colecções e serviços da Biblioteca e Arquivos Niels Bohr, Allison Rein. JUSTIN: Este episódio foi criado, investigado e escrito por Maura Shapiro e Justin Shapiro. MAURA: Initial Conditions é generosamente patrocinado pela Alfred P. Sloan Foundation. JUSTIN: O meu nome é Justin Shapiro. MAURA: Eu sou Maura Shapiro. Nenhuma relação. JUSTIN: E você está ouvindo o Podcast: Condições iniciais “Initial Conditions”.

Leitura adicional

Arrhenius, Svante. “On the Influence of Carbonic Acid in the Air upon the Temperature of the Ground.” Philosophical Magazine and Journal of Science 5, no. 41 (April, 1896): 237-276. https://www.rsc.org/images/Arrhenius1896_tcm18-173546.pdf (accessed July 11th, 2022). This is a photocopy of Arrhenius’s groundbreaking publication regarding atmospheric carbon dioxide and the greenhouse effect. Translated from Swedish into English, the article shows that questions about carbon dioxide and climate change were beginning to circulate in scientific circles at the turn of the nineteenth century. McCarthy, James J. “Reflections On: Our Planet and its Life, Origins, and Futures.” Science 326, no. 5960 (December, 2009): 1646-1655. https://www.science.org/doi/10.1126/science.1184937 (accessed July 12th, 2022). In addition to providing a succinct history of twentieth century climate science, this article fills in some of the pieces of the story that we didn’t have time to talk about in this week’s episode. McCarthy also describes some of the tools and methods that scientists have used to study the global climate. Hickman, Leo. “How the Burning of Fossil Fuels was Linked to a Warmer World in 1938.” The Guardian. April 22nd, 2013. https://www.theguardian.com/environment/blog/2013/apr/22/guy-callendar-climate-fossil-fuels (accessed July 19th, 2022). This article gives a brief history of Callendar’s research on climate change. It commemorated the 75th anniversary of the publication of his first paper and presentation to the Royal Meteorological Society. Interview of Roger Revelle by Earl Droessler on 1989 February 3, Niels Bohr Library & Archives, American Institute of Physics, College Park, MD USA, www.aip.org/history-programs/niels-bohr-library/oral-histories/5051 (accessed July 12th, 2022). Revelle was a major figure in climate research. Trained as an oceanographer, he was recognized as an expert in the burgeoning field of climate science from the 1950s until his death in 1991. In this oral history he discusses his research and, in moments germane to this episode, his work with C.D. Keeling. University of California, San Diego. The Keeling Curve. https://keelingcurve.ucsd.edu/ (accessed July 12th, 2022). A daily record of global atmospheric concentration as measured at the Mauna Loa Observatory. Weart, Spencer. The Discovery of Global Warming: A Hypertext History of How Scientists Came to (Partly) Understand the Problem of Climate Change. Center for History of Physics at the American Institute of Physics, https://history.aip.org/climate/index.htm (accessed June, 2022). Weart’s excellent–and frequently updated–website offers a wealth of primary and secondary sources for anyone interested in the history of climate science. You can use it to learn more about early efforts to study anthropogenic climate change. Notas Special thanks to our guest, Sir Roland Jackson of the Royal Institute. Kerry Thomspon of Thompson House Productions produced this show. Allison Rein is executive producer. Initial Conditions: A Physics History Podcast is generously sponsored by the Alfred P. Sloan Foundation.

Episódio 2 - Entrando no Antropoceno: Ciência Climática no Início do Século XX

Fontes e coleções usadas