Körülbelül 60 évvel ezelőtt David Keeling a Mauna Loa oldalán kezdte felcsavarodni. A tengerszint feletti 11 135 méterrel megállt egy kis, szürke beton épületnél - az emberi élet egyetlen jele a lávaköves mérföldek és mérföldek között, az épülettől kb. 50 méterre elhelyezkedő melléképülettől eltekintve. Keeling, a kaliforniai 30 éves tudós kezdetben megnevezte magát a tudományos közösségben azáltal, hogy kidolgozta a szén-dioxid mintavételének egyedülálló módszerét, amely néhány érdekes mintát tárt fel - nevezetesen azt, hogy a szén-dioxid légköri koncentrációja viszonylag egységes az egész északi féltekén, átlagosan körülbelül 310 ppm. Most eljutott a világ legnagyobb vulkánjának tetejére, hogy bejelentkezzen egy új projektbe, amelyben azt reméli, hogy megváltoztatja azt a módot, amellyel a tudományos közösség méri a légköri szén-dioxidot.
Keeling Hawaii-ban Harry Wexler, az Egyesült Államok Időjárás Iroda Meteorológiai Kutatási Osztályának igazgatója felkérésére került végére. Néhány évvel korábban Keeling repült Washington DC-be, hogy találkozzon Wexlerrel, és néhány óra alatt meggyőzte az igazgatót, hogy teljes mértékben javítsa át az Weather Weather Bureau szén-dioxid-mérési programját. Keeling állítása szerint a világnak néhány, a világ minden táján felállított távoli helyre volt szüksége, amelyek folyamatosan mérik a légkörbe belépő vagy onnan kilépő szén-dioxid mennyiségének ingadozásait.
Keeling megkapta a kívánságát, még akkor is, ha Wexler nem feltétlenül kapta meg. Ahelyett, hogy belépett az Időjárási Irodába, Keeling posztot vett a Scripps Oceanográfiai Intézetében, egy ablakon kívüli irodán áthaladva a Haditengerészeti Megfigyelő Intézetnél, hogy San Diego óceáni szellője legyen. Keeling és Wexler azonban professzionális kapcsolatot tartottak fenn, lehetővé téve mind a Scrippsnek, mind a szövetségi kormánynak, hogy részt vegyen a Mauna Loa-ban felállítandó mérési programban - ez egy állami és magán partnerség, amely évtizedekig folytatódik. 1958 márciusában megkezdték az első folyamatos szén-dioxid-méréseket a obszervatóriumban; Hónapokkal később, novemberben, Keeling először látogatta meg a webhelyet.
A program néhány hónapja alatt a Mauna Loa megfigyelése már forradalmi eredményeket hozott. Novemberben, amikor Keeling először tekercselte a vulkánt, a mérések lassan, de folyamatosan növelték a szén-dioxid koncentrációját. Aztán a nyári hónapokban az ellenkezője történt, amikor a szén-dioxid koncentráció csökken. A minta szinte pontosan megismétlődött a mérések második évében. Keeling lenyűgözte.
„Első alkalommal voltunk szemtanúi” - írta az önéletrajzában -, a természet nyáron a növények növekedése céljából kiszívja a levegőből a szén-dioxidot, és minden azt követő télen visszatér. ”Lényegében képeket készítettek az északi féltekéről. levegő húzása és elengedése - a szén-dioxid kilégzése, amikor az erdők télen csupaszra lettek, és belélegzés, amikor a levelek minden nyáron visszatértek.
A szén-dioxid szezonális felvétele és kibocsátása csak egy a lenyűgöző jelenségnek, amelyet a Mauna Loa-i mérések mutatnak. A következő 60 évben a megfigyelőközpont adatai sokkal baljtabb mozgást tárnak fel a légkörben: a szén-dioxid gyors növekedése a légkörben, amelyet a fosszilis tüzelőanyagok égése okoz.
"Ha az emberi faj a 21. században túléli a hatalmas népességnövekedést, ez most elkerülhetetlennek tűnik" - mondta Keeling az 1969-ben az Amerikai Filozófiai Társaság számára kutatását bemutató beszédében, "az akkor élő emberek, más bajaikkal együtt., szintén szembesülhet a klímaváltozás veszélyével, amelyet a fosszilis tüzelőanyagokból származó légköri CO2 ellenőrizetlen növekedése okozhat. "
A Maeling Loa Obszervatórium eredeti szerkezete, a Keeling épület. (Ted Coran) Körülbelül 400 000 évvel ezelőtt egy víz alatti vulkán feltörte a Csendes-óceán felszínét. Az elkövetkező több százezer évben a vulkán továbbra is kitörött ciklikus kilövésben, gyorsan nőtt, amíg mintegy 13 680 lábnyira a tenger fölé emelkedett. A láva lehajolt a hegy oldalán, végül megkeményedve, hogy a Hawaii Big Island legnagyobb részét képezzék. Az őslakos hawaiiak számára, akik először lakották a szigetet, a vulkánt Mauna Loa-ként vagy Long Mountain-nak hívták - ez jelzi annak fokozatos lejtőit, amelyek körülbelül 19 000 köb mérföldre tehetők, és ez a világ legnagyobb vulkánja. 1951-ben a csúcstalálkozón megnyílt egy kis időjárási observatórium - a Mauna Loa Summit Observatory-nak nevezték el, amely az USA Időjárási Irodája, a Park Service, az Egyesült Államok haditengerészete és a börtönök munkáltatói közötti szövetség eredménye. út, amely a vulkán tetejéhez vezetne. Négy évvel később a Mauna Loa Obszervatóriumot néhány ezer lábnyira építették le a vulkán alól az eredeti csúcstalálkozó szerkezetéből; ma továbbra is a világ egyik legfontosabb megfigyelő állomása.
A Mauna Loa Obszervatórium alig változott Keeling első látogatása óta, 1968-ban. Egy második épület 1997-ben csatlakozott az eredeti szerkezethez, és a létesítmény beltéri vízvezetékkel rendelkezik, így a melléképület többnyire elavult, legalább a látogatók számára. Más projektek versenyeznek a kutatási időért az obszervatóriumban; több mint 70 projekt, amelyet az egész világon működő intézmények vezettek, mintegy 250 légköri összetevőt mérnek, az aeroszoloktól a napsugárzásig. De még mindig a csillagvizsgáló folyamatos szénmérése - a leghosszabb futás a világon - vonzza a legnagyobb figyelmet. Ma az ezekre a mérésekre alapozott grafikon nagyrészt más néven ismert: a Keeling-görbe, amelyet Thomas J. Barton, az American Chemical Society volt elnöke „a modern tudomány ikonjának” nevezte.
Az obszervatórium széntartalmának mérését a 130 méteres torony tetején vett levegőmintákból kell elvégezni, ez a szerkezet szembetűnő helyen van egy olyan környezetben, amely bárhol magasabb, mint az egyszintes épület. Százharminc méterrel felfelé a levegő nagymértékben mentes a helyi szennyeződésektől, amelyet néha egy inverziós réteg képes felviselni a hegyre, amely akkor képződik, amikor a nap felmelegíti a hegyet, napközben az alsó magasságból felfelé és éjszaka lefelé húzva a levegőt. . A toronyból két vonal vezet levegőmintákat egy kis helyiségbe az obszervatórium második épületében. Ma mind a NOAA, mind a Scripps párhuzamos mérési programokat futtat Mauna Loa-ban, ugyanazon levegőminták felhasználásával, de kissé eltérő technikákkal (a NOAA megfigyelési programját a 70-es években kezdte meg, és állomásai vannak világszerte, Mauna Loa-tól Barrow-ig, Alaszka a déli pólusra).
Az eredeti eszköz, amelyet Charles Keeling használt a szén-dioxid légköri koncentrációjának mérésére. (Ted Coran) Keeling 2005-ben halt meg, de öröksége az obszervatórium egészében érzékelhető, az eredeti épület külső oldalán elhelyezett deszkától az eredeti szénmérő eszközhöz, amelyet a második épület előcsarnokában a Plexiglass-ban ragaszkodtak. Befolyása azonban talán a legfigyelemreméltóbb, ha a program elkötelezi magát a gondos mérés és kalibrálás mellett. Az órás mintákat mindkét oldalán 15 percig kalibrálják, és minden 25. órában egy órás kalibrálást végeznek. Az így kapott méréseket egy számítógépes programon keresztül hajtják végre, amely minden külső információt megjelöl - bármi túl nagy ingadozással vagy a vártnál nagyobb értékkel - manuális jóváhagyáshoz. Az összes összegyűjtött adatot összehasonlítják a világ 15 másik laboratóriumával is, és a NOAA és a Scripps programok rendszeresen megvizsgálják eredményeiket egymással szemben. Általában a különbség olyan elhanyagolható, hogy gyakorlatilag nem létezik.
"Ha megnézzük a Mauna Loa szén-dioxid-területét, akkor a [Scripps] program és a programunk közötti különbség kisebb, mint a telek vonalának vastagsága" - mondta Pieter Tans, a Szénciklus Üvegházhatású Gázok Csoportjának vezetője az NOAA Földrendszer Kutatólaboratóriumának globális megfigyelési osztálya. "Ez valódi minőségbiztosítás."
A Mauna Loa Obszervatórium komplexuma. (Ted Coran) De Keeling aprólékos mérések öröksége nem az egyetlen oka annak, hogy mind a NOAA, mind a Scripps kutatói ilyen nagy hosszúságúak legyenek annak biztosítása érdekében, hogy eredményeik megvalósíthatatlanok legyenek. Mivel Keeling 1968-ban először mutatta be megállapításait az Amerikai Filozófiai Társaságnak, az a következtetés, hogy a légköri szén-dioxid egyre inkább elsősorban az emberiség fellépésének köszönhető, az egyik leg polarizálóbb téma az amerikai politikában. Az amerikaiak csaknem egynegyede szerint nincs szilárd bizonyíték arra, hogy a Föld melegedett az elmúlt évtizedekben, míg az amerikaiak csaknem 30% -a nem látja a globális felmelegedést komoly problémának.
Ugyanebben az időszakban a szén-dioxid riasztóan magas sebességgel jutott a légkörbe - gyorsabban, mint a történelem bármely más ideje alatt. Ugyanakkor a bolygó lenyűgözően magas hőmérsékleti szakaszokat hajtott végre, és a legmelegebb évek tíz éve történt 1998 után. A közelmúltban a légköri szén-dioxid mérése Mauna Loa-nál 400 milliomodrészt tett át, egy 42 százalékos növekedés az iparosodás előtti szinthez képest. Annak biztosítása, hogy számuk tagadhatatlan, nemcsak jó tudomány, hanem védelmet is jelent a zavaró politikai éghajlat fenyegető szelei ellen.
Mindazonáltal az antropogén éghajlatváltozást körülvevő politikai küzdelemben a Mauna Loa-nál az adatgyűjtésért felelős kutatók szinte hidegen apolitikusak. Mind Tans, mind Ralph Keeling - David Keeling fia, aki apja halála után vette át a program Scripps részét - nem csupán a politika befolyásolásában, hanem a fontos adatok gyűjtésében látják szerepüket.
„Nemcsak a politika megváltoztatására, hanem a Földről való dolgok felfedezésére jutottam ebbe a területre, és ezt továbbra is fő motivációmnak tekintem” - mondja Ralph Keeling. „Úgy gondolom, hogy annak kitalálása, hogy mit kell tennie a társadalomnak, és hogyan kell változtatni, továbbra is olyan embereket igényel, akik egyszerűen ténygyűjtést folytatnak.” A többiek - ő és Tans szerint - a világ politikai döntéshozóinak felel meg.
Noha a fiatalabb Keeling azt hiszi, hogy a politikát távol tartja a tudománytól, ez nem akadályozza meg a tudományt a politikában. A partnerség finanszírozásának legalább a fele - a NOAA része - a szövetségi kormánytól származik, amely az elmúlt években többször előzte meg a nem időjárással kapcsolatos NOAA-kutatások finanszírozásának csökkentését. Ezek a politikai szembeszökések - többek között - teszik a Scripps-szel folytatott partnerséget olyan értékesnek, amely a program folytonossága szempontjából fontos - magyarázza Tans.
"Lehetséges, hogy egy jövőbeli elnök vagy a Kongresszus úgy dönt, hogy az éghajlatváltozás csalás, és meg fogjuk korlátozni a NOAA programját" - mondja. „Tehát ez is biztosíték az ilyen kegyetlenségek ellen. Nem szeretnénk, ha a Mauna Loa rekordot megszüntetnénk, ezért fontos, hogy ezt egy laboratórium, hanem a különböző országok különböző laboratóriumai végezzék. ”
Kilátás Mauna Kea-ra a Mauna Loa Obszervatórium tetejéről. (Ted Coran) A program Scripps részének állandó finanszírozásának biztosítása szintén hiányosságaival nem jár. A hosszú távú megfigyelési tanulmányok - magyarázza Keeling - gyakran a szövetségi ügynökségek eredete, amelyek gyakran kiszámíthatóbb finanszírozási forrással rendelkeznek a meghosszabbított ütemtervű projektek finanszírozására. A magánügynökségek esetében a hangsúly gyakran az új felfedezésekre koncentrál, nem pedig egy ismert jelenség folyamatos figyelemmel kísérésére.
"A kihívás az, hogy a tudomány vállalkozásának fogalmaként elvárás van, hogy menjen egy helyre, és fedezze fel, majd menjen egy másik helyre, és újabb felfedezést készítsen" - mondja Keeling. . „Ez olyan probléma volt, amivel apám szembesült, és a közösségnek, amely ezzel foglalkozik, bizonyos módon továbbra is meg kell válaszolnia. A válasz az, hogy nem csak ugyanazt a dolgot tanulmányozzuk újra és újra - a Földre nézünk rendkívüli változások idején, és nagyon felelőtlen és furcsa lenne az információáramlás kikapcsolása. ”
Ha bármi is lenne, a légköri szén-dioxid folyamatos nyomon követése Mauna Loa-ban fontos új szakaszba léphet - az üvegházhatású gázok szennyezésének megfékezésére irányuló globális erőfeszítések nyomon követése. Decemberben közel 200 nemzet találkozott Párizsban, és megállapodtak abban, hogy erőfeszítéseket tesznek annak érdekében, hogy a világot jóval 2 Celsius fok alatt tartsák - ez az az egyetértési határ, amikor az éghajlatváltozás következményei valóban nagyon rosszul válhatnak. A környezetvédők és az éghajlattudósok általában üdvözölték a megállapodást, de az egyik fő aggodalomra ad okot: hogyan tudná a világ a világot, ha az országok betartják ígéreteiket? Hogyan lehetünk biztosak abban, hogy a megállapodás valóban működött?
A NOAA Tans úgy gondolja, hogy a szén-dioxid-mérési program hasznos lehet, és ahol látja, hogy a program legalább részben a jövőben megy végbe.
„Szükség van valamilyen módon arra, hogy objektíven ellenőrizzük, hogy ezek a politikák valóban mennyire sikeresek. Régóta gondolkodtunk azon, hogy hogyan lehet ezt megtenni, hogyan tudunk méréseket elvégezni úgy, hogy ha egy politikai cél 10 év alatt 20% -kal kevesebb kibocsátást eredményez, megmérhetjük azt valóban a légkörből? ” mondja.
A NOAA kutatói az Egyesült Államokban az ismert metánforrások mérésével gyakorolják az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentését és számszerűsítését. Most a városokban a szén-dioxid felé fordítják a figyelmüket, és megkísérelnek kidolgozni egy módszert, amely képes megfigyelni a szén-dioxid-kibocsátás változásait városi szinten, sőt meg is határozza, hogy a szén természetes forrásból származik-e vagy fosszilis tüzelőanyagok égetéséből származnak-e. .
Egy olyan projekt számára, amely a múlt század több mint felét az emberiség éghajlati szempontból veszélyes hatásának ábrázolásán töltötte, ez reményteljes kilátás. "Ha a Párizsi Megállapodás eredményt hoz, és a kibocsátások csökkenéséhez vezet, akkor megkezdjük azt látni a Mauna Loa rekordban, és ez új felfedezés lesz - látni fogjuk, hogy az emberek meghajolják a görbét" - mondta Ralph Keeling mondja. "Alig várom, hogy megmutatja, hogy van egy vezérlőgomb, amelyet gyakorolhatunk."
