Что еще можно проверить? Ответ находился непосредственно в лаборатории – каменноугольный газ, также известный как городской газ. Это был углеродсодержащий газ, главным образом метан, который получали путем перегонки угля и который подавала в его лабораторию в качестве горючего вещества для светильников местная осветительная компания. Когда Тиндаль ввел каменноугольный газ в спектрофотометр, он обнаружил, что этот газ, хотя и невидимый глазом, является непроницаемым для инфракрасного излучения – он давал темную линию. Тиндаль получил доказательство. Этот газ задерживал инфракрасное излучение. Затем он провел эксперимент с водяным паром и углекислым газом. Они тоже оказались непроницаемыми. Это означало, что они тоже задерживают тепло.
Тиндаль ликовал. «Экспериментировал весь день, – написал он в дневнике 18 мая 1859 г., радостно добавив: – Предмет полностью в моих руках!» Через три недели он выступил с лекцией на заседании Королевской ассоциации, на котором председательствовал принц-консорт Альберт, супруг королевы Виктории, продемонстрировав и пояснив свое открытие и его значимость. Там, на Албемарл-стрит, неподалеку от Пикадилли, было приведено «первое публичное, основанное на результатах экспериментов описание» парникового эффекта7.
«Как плотина на реке образует заводь, так и наша атмосфера, являющаяся барьером для испускаемых земной поверхностью (инфракрасных) лучей, приводит к повышению температуры у поверхности Земли, – пояснял Тиндаль. – Если бы не атмосфера, все растения, не переносящие отрицательной температуры, несомненно, погибли бы… Атмосфера впускает солнечное тепло, но ограничивает его выход, следствием этого является накопление тепла у поверхности планеты».
Тиндаль в своей лаборатории, по сути, разъяснил механизм парникового эффекта, разъяснил, как формируется климат и почему, как он выразился, «любое изменение» состава атмосферы «должно приводить к изменению климата». Также нашла подтверждение теория Луи Агассиса насчет ледникового периода: изменения концентрации газов в атмосфере «возможно, вызвали все те изменения климата, следы которых обнаруживают геологи».
Этим вклад Тиндаля в развитие науки не ограничился, и впоследствии он обрел всемирную известность. Он до глубокой старости регулярно приезжал в Швейцарию, взбирался на ледники и поднимался на горные вершины. Тиндаль, долгое время занимавшийся альпинизмом и не раз смотревший в лицо смерти, ушел из жизни в 1893 г. в 73 года при прозаических обстоятельствах: жена по ошибке дала ему, страдающему бессонницей, слишком большую дозу снотворного. Уходя из жизни, он прошептал: «Бедная моя любимая, ты убила своего Джона»8.
Аррениус: благотворный эффект потепления климата
Через год после смерти Тиндаля, в 1894 г., его дело продолжил шведский химик Сванте Аррениус. Аррениуса интересовало, как увеличение или уменьшение содержания углекислого газа – или углекислоты, как его называли в то время – влияет на климат. Он тоже хотел внести свою лепту в раскрытие механизмов ледникового периода, наступления и отступления ледников, а также «некоторых моментов геологической климатологии».
Ученая карьера Аррениуса складывалась не гладко. Его диплом кандидата наук долго не хотели признавать в Уппсальском университете. Но обосновавшись в Стокгольме, он обнаружил, что интерес к углекислому газу и ледниковому периоду у него вспыхнул с новой силой благодаря научному семинару, который проводился по субботам. После развода и утраты опеки над сыном у Аррениуса появилась масса свободного времени, и он с головой погрузился в утомительные расчеты, работая иногда по 14 часов в сутки, чтобы определить, как изменения концентрации углекислого газа влияют на климат.
Спустя год результаты были готовы. Аррениус сказал: «О влиянии поглощения тепла атмосферой на климат написано немало». Его расчеты показали, что уменьшение содержания углекислого газа в атмосфере наполовину вызовет снижение средней температуры на планете на 4–5 °С, а увеличение содержания углекислого газа вдвое – рост средней температуры на 4–5 °С. У Аррениуса не было суперкомпьютера, он пришел к таким выводам, выполнив огромное количество расчетов вручную. Тем не менее его результаты находятся в пределах диапазона, полученного при помощи современных моделей9.
Даже если Аррениус и предсказывал в какой-то мере глобальное потепление, то его перспектива совершенно не вызывала у него беспокойства. Он полагал, что содержание углекислого газа в атмосфере удвоится через 3000 лет и в любом случае ничего плохого в этом нет: увеличение концентрации углекислого газа не только сделает невозможным новый ледниковый период, но и позволит человечеству «наслаждаться более ровным и благоприятным климатом», особенно в «холодных районах планеты», что позволит «получать гораздо более обильные урожаи, чем сегодня». Одинокому шведскому химику, который не понаслышке знал, что такое долгая, холодная зима, такое будущее представлялось совсем неплохим10.
«Мой дед первым зазвонил в колокол, и люди тогда очень этим заинтересовались, – сказал его внук Густаф Аррениус, тоже известный химик. – Интерес был просто огромен, но не из-за угрозы, а из-за того, что жить станет гораздо комфортнее. Он считал, что будет просто замечательно, если в “северных краях” установится более мягкий климат. И к тому же углекислый газ будет стимулировать рост сельскохозяйственных культур – они начнут расти быстрее. Поэтому он и его современники только жалели, что, согласно расчетам, это произойдет еще очень нескоро»11.
Но со временем тема углекислого газа и климата отошла на второй план. Сам Аррениус обратился к другим вопросам. В 1903 г. ему присудили Нобелевскую премию по химии – неплохо для человека, чей диплом кандидата наук поначалу не хотели признавать.
В последующие десятилетия мир стал гораздо более индустриальным. Главным топливом был уголь – как при производстве электроэнергии, так и в других отраслях промышленности, – что означало увеличение выбросов в атмосферу «углекислоты», т. е. углекислого газа. Климату же внимания практически не уделялось.
В начале 1930-х гг., в годы Великой депрессии, американский Средний Запад поразила засуха. Из-за длительного применения неправильных способов возделывания земель пахотный слой почвы разрушился, сильный ветер сметал его, поднимались пыльные бури, иногда настолько сильные, что не было видно солнца, а земля теряла плодородие12. Но эта засуха была «погодой», а не «климатом». О климате не говорил никто. Или почти никто.
Эффект гая каллендара
В 1938 г. в Королевское метеорологическое общество Великобритании поступила работа одного метеоролога-любителя. Гай Стюарт Каллендар не был профессиональным ученым, он был инженером-теплотехником. Выводы Аррениуса подтверждались в его работе новыми фактами. Каллендар начинал с признания того, что у углекислотной теории «неоднозначная история». Но не для него. Он был одержим углекислым газом и его воздействием на климат и все свободное время собирал и анализировал данные о характере погоды и выбросах углекислого газа. Результаты его анализа подтверждали выводы Аррениуса. Они показывали, что концентрация углекислого газа в атмосфере действительно растет и что это ведет к изменению климата, а именно к глобальному потеплению13.
