Sonnenlicht in Glaszylindern und 150 Milliarden Tonnen Kohlenstoff: Die Pionierstudien von Eunice Foote und Guy Callendar

Im Jahr 1856 platzierte die amerikanische Amateurmeteorologin Eunice Foote versiegelte Glaszylinder im Sonnenlicht im Freien – einen gefüllt mit gewöhnlicher Luft, andere mit isolierten Gasen wie Kohlendioxid –, um aufzuzeichnen, wie Sonnenstrahlen verschiedene Bestandteile der Atmosphäre erwärmten. Ihr einfaches Experiment zeigte, dass Kohlendioxid die Wärme der Sonne am effektivsten absorbierte. Laut dem Magazin Distillations veranlasste dieser Befund Foote zu der Vorhersage, dass ein Anstieg von Kohlendioxid in der Atmosphäre die globale Temperatur der Erde erhöhen würde, wodurch sie den grundlegenden Mechanismus des modernen Klimawandels vorwegnahm.

Ein Pionierexperiment im Glas

Footes wissenschaftliches Fundament entstand zwischen 1836 und 1838, als sie im Alter von 17 bis 19 Jahren am Troy Female Seminary in Troy, New York, eine praktische Ausbildung im Chemie-Labor erhielt. Dieser frühe Zugang zur experimentellen Wissenschaft war für Frauen der damaligen Zeit ungewöhnlich. Ein Jahrzehnt später nahm Foote an der historischen Seneca Falls Convention von 1848 teil und unterzeichnete deren Manifesto „Declaration of Sentiments“, womit sie ihr Engagement für zivile und intellektuelle Gleichberechtigung bekräftigte. Unter Anwendung ihrer Laborausbildung entwickelte sie 1856 ihr Solar-Experiment mit Glaszylindern, um systematisch zu vergleichen, wie verschiedene atmosphärische Gase Wärme speicherten, wenn sie direktem Sonnenlicht ausgesetzt waren.

Marginalisierung und Wiederentdeckung

Trotz der Neuartigkeit ihrer Forschung durfte Foote ihre eigenen Ergebnisse auf der Tagung der American Association for the Advancement of Science im Jahr 1856 nicht selbst vortragen. Stattdessen präsentierte Joseph Henry, Direktor der Smithsonian Institution, die Arbeit in ihrem Namen, und die Studie wurde in den veröffentlichten Konferenzberichten der Organisation übergangen. Über ein Jahrhundert lang wurde die Entdeckung der Wärmespeichereigenschaften von Kohlendioxid in der Atmosphäre anderen zugeschrieben. Ihre Priorität wurde erst 2011 wiederhergestellt, als der pensionierte Erdölgeologe Raymond Sorenson ihre Veröffentlichung von 1856 in einem alten wissenschaftlichen Archiv entdeckte und damit Jahrzehnte institutioneller Übergehung beendete.

Manuelle Berechnungen der globalen Erwärmung

Acht Jahrzehnte nach Footes Arbeit näherte sich der englische Dampfingenieur Guy Callendar dem Problem aus einer quantitativen, ingenieurwissenschaftlichen Perspektive. Callendar hatte ab dem Alter von 17 Jahren am Imperial College London unter seinem Vater, dem Physiker Hugh Callendar, erste Laborerfahrungen gesammelt. Im Jahr 1938 trug Callendar ohne moderne digitale Computer globale meteorologische Aufzeichnungen zusammen und berechnete, dass die menschliche Brennstoffverbrennung in den vorangegangenen fünf Jahrzehnten etwa 150 Milliarden Tonnen Kohlendioxid in die Atmosphäre eingebracht hatte. Diesen Anstieg setzte er direkt in Beziehung zu den beobachteten Erhöhungen der globalen Oberflächentemperaturen.

Verteidigung der Beweise des Dampfingenieurs

Callendars Schlussfolgerungen aus dem Jahr 1938 stießen bei etablierten Meteorologen sofort auf Skepsis, da diese bezweifelten, dass die menschliche Industrie globale Systeme verändern könne, und seinen Status als fachfremder Ingenieur abtaten. Statt seine Behauptungen aufzugeben, leitete Callendar umgehend eine Verteidigung ein und veröffentlichte 1938 und 1939 sechs weitere Arbeiten, um seine Wärmeabsorptionsmodelle zu erweitern und atmosphärische Mechaniken zu klären. Seine detaillierten manuellen Berechnungen lieferten frühe empirische Grundlagen für die menschengemachte globale Erwärmung und schufen einen Rahmen, den moderne Supercomputer-Simulationen seither bestätigt haben.

Die grundlegenden Erkenntnisse von Foote und Callendar, die einst aufgrund sozialer und institutioneller Vorurteile gegenüber nicht-traditionellen Forschenden abgetan wurden, gelten heute als anerkannte Säulen der modernen Klimawissenschaft. Ihre Arbeit zeigte, wie einfache physikalische Experimente und präzise empirische Berechnungen zentrale atmosphärische Prozesse identifizieren konnten, lange bevor etablierte Institutionen deren globale Bedeutung anerkannten.

KI-generierte redaktionelle Illustration; kein Dokumentarfoto.

Quelle: Distillations magazine How Two Outsider Scientists Saw Inside Climate Change