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novembre 1, 2021

Les scientifiques ont compris la physique du changement climatique dans les années 1800 – grâce à une femme nommée Eunice Foote


Bien avant la division politique actuelle sur le changement climatique, et même avant la guerre civile américaine (1861-1865), une scientifique américaine nommée Eunice Foote a documenté la cause sous-jacente de la crise actuelle du changement climatique.

Carlyn Iverson/NOAA Climate.gov – The Conversation

L'année était 1856. Le bref article scientifique de Foote était le premier à décrire la puissance extraordinaire du dioxyde de carbone pour absorber la chaleur – la force motrice du réchauffement climatique.

Le dioxyde de carbone est un gaz transparent, inodore et insipide qui se forme lorsque les gens brûlent des combustibles, notamment du charbon, du pétrole, de l'essence et du bois.

Comme la surface de la Terre se réchauffe, on pourrait penser que la chaleur ne ferait que rayonner dans l'espace. Mais, ce n'est pas si simple. L'atmosphère reste plus chaude que prévu principalement en raison des gaz à effet de serre tels que le dioxyde de carbone, le méthane et la vapeur d'eau atmosphérique qui absorbent tous la chaleur sortante. On les appelle «gaz à effet de serre» parce que, un peu comme le verre d'une serre, ils piègent la chaleur dans l'atmosphère terrestre et la renvoient à la surface de la planète. L'idée que l'atmosphère emprisonne la chaleur était connue, mais pas la cause.

Foote a mené une expérience simple. Elle a mis un thermomètre dans chacun des deux cylindres de verre, a pompé du dioxyde de carbone dans l'un et de l'air dans l'autre et a placé les cylindres au soleil. Le cylindre contenant du dioxyde de carbone est devenu beaucoup plus chaud que celui contenant de l'air, et Foote s'est rendu compte que le dioxyde de carbone absorberait fortement la chaleur dans l'atmosphère.

Image du journal montrant l'article
Article d'Eunice Foote dans l'American Journal of Science and Arts.
Royal Society

La découverte par Foote de l'absorption de chaleur élevée du gaz carbonique l'a amenée à conclure que « … si l'air s'y était mélangé une proportion plus élevée de dioxyde de carbone qu'à l'heure actuelle, une augmentation de la température" en résulterait.

Quelques années plus tard, en 1861, le célèbre scientifique irlandais ]John Tyndall a également mesuré l'absorption de chaleur du dioxyde de carbone et a été tellement surpris que quelque chose « si transparent à la lumière » puisse absorber si fortement la chaleur qu'il « a fait plusieurs centaines d'expériences avec cette seule substance. »

Tyndall a également reconnu les effets possibles sur le climat, en disant que « chaque variation » de vapeur d'eau ou de dioxyde de carbone « doit produire un changement de climat ». Il a également noté la contribution que d'autres gaz d'hydrocarbures, tels que le méthane, pourraient apporter au changement climatique, écrivant qu'"un ajout presque inappréciable" de gaz comme le méthane aurait "de grands effets sur le climat".

Les humains augmentaient déjà le dioxyde de carbone dans les années 1800

Dans les années 1800, les activités humaines augmentaient déjà considérablement le dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Brûler de plus en plus de combustibles fossiles – charbon et éventuellement pétrole et gaz – a ajouté une quantité toujours croissante de dioxyde de carbone dans l'air.

La première estimation quantitative du changement climatique induit par le dioxyde de carbone a été faite par Svante Arrhenius, un scientifique suédois. et Lauréat du prix Nobel. En 1896, il a calculé que « la température dans les régions arctiques augmenterait de 8 ou 9 degrés Celsius si le dioxyde de carbone augmentait à 2,5 ou 3 fois » son niveau à l'époque. L'estimation d'Arrhenius était probablement prudente : depuis 1900, le dioxyde de carbone atmosphérique est passé d'environ 300 parties par million à environ 417 ppm en raison des activités humaines, et l'Arctique s'est déjà réchauffé d'environ 3,8 °C (6,8 F).

Nils. Ekholm, un météorologue suédois, était d'accord, écrivant en 1901 que « la combustion actuelle de charbon de bois est si importante que si elle continue… elle doit sans aucun doute provoquer une augmentation très évidente de la température moyenne de la terre ». Ekholm a également noté que le dioxyde de carbone agissait dans une couche élevée dans l'atmosphère, au-dessus des couches de vapeur d'eau, où de petites quantités de dioxyde de carbone importaient.

Tout cela était compris il y a plus d'un siècle.

 Graphique montrant l'augmentation des concentrations de CO2 au cours des dernières décennies.
La courbe de Keeling suit l'évolution de la concentration de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Les observations d'Hawaï à partir de 1958 montrent la montée et la chute des saisons à mesure que les concentrations augmentent. imaginer les énormes augmentations à venir de l'utilisation des combustibles fossiles. En 1937, l'ingénieur anglais Guy Callendar a documenté la corrélation entre la hausse des températures et la hausse des niveaux de dioxyde de carbone. « Par la combustion de carburant, l'homme a ajouté environ 150 000 millions de tonnes de dioxyde de carbone dans l'air au cours du dernier demi-siècle », a-t-il écrit, et « les températures mondiales ont en fait augmenté…. »

Un avertissement au président en 1965, et puis …

En 1965, des scientifiques ont mis en garde le président américain Lyndon Johnson contre le risque climatique croissant, concluant : « L'homme mène involontairement une vaste expérience géophysique. En quelques générations, il brûle les combustibles fossiles qui se sont lentement accumulés dans la terre au cours des 500 derniers millions d'années. Les scientifiques ont émis des avertissements clairs de températures élevées, de fonte des calottes glaciaires, d'élévation du niveau de la mer et d'acidification des eaux océaniques. le niveau de la mer a encore augmenté et l'acidification due à l'absorption toujours croissante de dioxyde de carbone formant de l'acide carbonique est devenu un problème critique pour les organismes océaniques.

La recherche scientifique a considérablement renforcé la conclusion selon laquelle les émissions d'origine humaine résultant de la combustion de combustibles fossiles provoquent un réchauffement dangereux du climat et une multitude d'effets nocifs. Les politiciens, cependant, ont été lents à réagir. Certains suivent une approche utilisée par certaines entreprises de combustibles fossiles consistant à nier et mettre en doute la vérité, tandis que d'autres veulent «  attendre et voir », malgré les preuves accablantes et les coûts continueront d'augmenter.

En fait, la réalité dépasse maintenant rapidement les modèles scientifiques. La mégasécheresse et les vagues de chaleur dans l'ouest des États-Unis, enregistrent des températures élevées et les incendies de zombies en Sibérie, des incendies massifs en Australie et US Ouestimplacables, intenses Côte du Golfe et Les pluies européennes et des ouragans plus puissants sont tous des signes avant-coureurs d'un dérèglement climatique croissant.

Le monde a connu sur le risque de réchauffement posé par des niveaux excessifs de dioxyde de carbone pendant des décennies, avant même l'invention des voitures ou des centrales électriques au charbon. Une femme scientifique rare à son époque, Eunice Foote, a explicitement mis en garde contre la science fondamentale il y a 165 ans. Pourquoi n'avons-nous pas écouté plus attentivement ?

Neil Anderson, ingénieur chimiste à la retraite et professeur de chimie, a contribué à cet article.

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Cet article est republié à partir de The Conversationun site d'actualités à but non lucratif dédié au partage d'idées d'experts universitaires. Il a été écrit par : Sylvia G. DeeRice University.

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Sylvia G. Dee reçoit des fonds de la National Science Foundation (NSF), de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) et de la National Aeronautics and Space Administration (NASA).




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