Lumière solaire dans des cylindres de verre et 150 milliards de tonnes de carbone : les travaux pionniers d’Eunice Foote et Guy Callendar

En 1856, la météorologue amatrice américaine Eunice Foote a placé des cylindres en verre scellés à l'extérieur sous la lumière du soleil — remplissant l'un d'air atmosphérique ordinaire et d'autres de gaz isolés, dont du dioxyde de carbone — afin de mesurer la façon dont les rayons solaires chauffaient différents composants de l'atmosphère. Son expérience d'une grande simplicité a démontré que le dioxyde de carbone était le gaz le plus efficace pour absorber la chaleur solaire. D'après le magazine Distillations, cette découverte a amené Eunice Foote à prédire qu'une augmentation du dioxyde de carbone atmosphérique élèverait la température globale de la Terre, anticipant ainsi le mécanisme fondamental à l'origine du changement climatique moderne.

Une expérience pionnière dans le verre

La formation scientifique d'Eunice Foote s'est forgée entre 1836 et 1838, période au cours de laquelle elle a bénéficié d'un apprentissage pratique en laboratoire de chimie de 17 à 19 ans au Troy Female Seminary à Troy, dans l'État de New York. Cet accès précoce à la science expérimentale demeurait alors très inhabituel pour les femmes de son époque. Une décennie plus tard, elle a participé à la convention historique de Seneca Falls en 1848 et en a signé le manifeste, la Déclaration de sentiments, scellant son engagement en faveur de l'égalité civique et intellectuelle. Mettant en application sa formation de laboratoire en 1856, elle a conçu son expérience avec des cylindres en verre pour comparer de manière systématique comment différents gaz atmosphériques emprisonnaient la chaleur lorsqu'ils étaient exposés directement aux rayons du soleil.

Marginalisation et redécouverte

Malgré le caractère novateur de ses travaux, Eunice Foote n'a pas été autorisée à présenter elle-même ses conclusions lors de la réunion de 1856 de l'American Association for the Advancement of Science. C'est Joseph Henry, directeur de la Smithsonian Institution, qui a lu sa communication en son nom, et l'étude fut omise des actes publiés par l'organisation. Pendant plus d'un siècle, le mérite d'avoir identifié les propriétés de réchauffement atmosphérique du dioxyde de carbone a été attribué à d'autres scientifiques. Sa primauté n'a été réhabilitée qu'en 2011, lorsque le géologue pétrolier à la retraite Raymond Sorenson a déniché sa publication de 1856 dans de vieilles archives scientifiques, mettant fin à des décennies d'omission institutionnelle.

Des calculs manuels du réchauffement climatique

Huit décennies après les travaux d'Eunice Foote, l'ingénieur en thermodynamique anglais Guy Callendar a abordé le problème sous un angle quantitatif issu de l'ingénierie. Guy Callendar avait acquis une première expérience du travail en laboratoire dès l'âge de 17 ans à l'Imperial College de Londres, où il travaillait auprès de son père, le physicien Hugh Callendar. En 1938, travaillant de manière indépendante et sans l'aide d'ordinateurs numériques modernes, il a compilé des relevés météorologiques mondiaux et calculé que la combustion humaine de carburants avait ajouté environ 150 milliards de tonnes de dioxyde de carbone à l'atmosphère au cours du demi-siècle précédent, établissant une corrélation directe entre cet apport et la hausse observée des températures à la surface du globe.

La défense des preuves d'un ingénieur

Les conclusions de Guy Callendar publiées en 1938 ont immédiatement suscité le scepticisme des météorologues établis, qui doutaient que l'industrie humaine puisse altérer des systèmes planétaires et rejetaient sa légitimité en tant qu'ingénieur extérieur au domaine. Loin d'abandonner ses thèses, Guy Callendar a immédiatement entrepris de les défendre en publiant six articles supplémentaires en 1938 et 1939 afin d'étoffer ses modèles d'absorption thermique et de préciser les mécanismes atmosphériques. Ses calculs manuels détaillés ont apporté les premières bases empiriques au réchauffement climatique d'origine humaine, posant un cadre que les simulations actuelles par supercalculateurs ont confirmé depuis lors.

Les découvertes fondamentales d'Eunice Foote et de Guy Callendar, autrefois écartées en raison de préjugés sociaux et institutionnels envers les chercheurs aux parcours non conventionnels, sont aujourd'hui reconnues comme des piliers de la science climatique moderne. Leurs travaux ont prouvé que des expériences physiques simples et des calculs empiriques rigoureux pouvaient mettre en lumière des processus atmosphériques majeurs bien avant que les institutions officielles n'en reconnaissent la portée globale.

Illustration éditoriale générée par IA ; ce n’est pas une photographie documentaire.

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