Cerca de 60 anos atrás, David Keeling começou a subir pela encosta de Mauna Loa. A 11.135 pés acima do nível do mar, ele parou em um pequeno prédio de concreto cinza - o único sinal de vida humana entre quilômetros e quilômetros de rochas de lava, além de um anexo a cerca de 50 metros do prédio. Keeling, um cientista de 30 anos da Califórnia, inicialmente fez um nome para si mesmo na comunidade científica, inventando um método único de amostragem de dióxido de carbono, que revelou alguns padrões intrigantes - ou seja, que a concentração atmosférica de dióxido de carbono foi relativamente uniforme em todo o hemisfério norte, com uma média de 310 partes por milhão. Agora, ele chegou ao topo do maior vulcão do mundo para verificar um novo projeto que esperava mudar a forma como a comunidade científica mediu o dióxido de carbono atmosférico.
Keeling acabara no Havaí a pedido de Harry Wexler, diretor da Divisão de Pesquisa Meteorológica do Departamento de Meteorologia dos Estados Unidos. Alguns anos antes, Keeling tinha voado para Washington, DC, para se encontrar com Wexler e, em poucas horas, convencera o diretor a revisar completamente o programa de medição de carbono do Weather Bureau. O que o mundo precisava, argumentava Keeling, eram alguns locais remotos instalados ao redor do mundo, medindo continuamente as flutuações na quantidade de dióxido de carbono que entrava ou saía da atmosfera.
Keeling conseguiu o que queria, mesmo que Wexler não obtivesse necessariamente o seu. Em vez de ingressar no Departamento de Meteorologia, Keeling assumiu uma posição no Scripps Institution of Oceanography, passando por um escritório sem janelas no Observatório Naval para a brisa oceânica de San Diego. Mas Keeling e Wexler mantiveram um relacionamento profissional, permitindo que tanto a Scripps quanto o governo federal participassem do programa de medição que estava sendo criado em Mauna Loa - uma parceria pública e privada que continuaria por décadas. Em março de 1958, as primeiras medições contínuas de dióxido de carbono começaram no observatório; meses depois, em novembro, Keeling visitou o site pela primeira vez.
Mesmo a poucos meses do programa, o monitoramento em Mauna Loa já estava produzindo resultados revolucionários. Em novembro, quando Keeling percorreu o vulcão pela primeira vez, as medições mostraram que a concentração de dióxido de carbono aumentava - lenta, mas constante. Então, nos meses de verão, aconteceu o contrário, com as concentrações de dióxido de carbono caindo. O padrão se repetiu quase exatamente durante o segundo ano de medições. Keeling ficou fascinado.
"Estávamos testemunhando pela primeira vez", escreveu em sua autobiografia, "a natureza retirando CO2 do ar para o crescimento das plantas durante o verão e devolvendo-o a cada inverno sucessivo". Eles haviam, em essência, capturado uma imagem do hemisfério norte desenhando e soltando a respiração - exalando dióxido de carbono enquanto as florestas ficavam nuas para o inverno, e inalando quando as folhas retornavam a cada verão.
A absorção sazonal e a liberação de dióxido de carbono seriam apenas um dos fenómenos impressionantes ilustrados pelas medições em Mauna Loa. Nos próximos 60 anos, os dados do observatório revelariam algo muito mais sinistro na atmosfera: um rápido aumento do dióxido de carbono na atmosfera, causado pela queima de combustíveis fósseis.
"Se a raça humana sobrevive até o século XXI com o vasto aumento populacional que agora parece inevitável", disse Keeling durante um discurso apresentando sua pesquisa à American Philosophical Society em 1969, "as pessoas que moravam na época, junto com seus outros problemas", também pode enfrentar a ameaça de mudança climática provocada por um aumento descontrolado do CO2 atmosférico de combustíveis fósseis ”.
A estrutura original do Observatório Mauna Loa, apelidado de Edifício Keeling. (Ted Coran) Cerca de 400.000 anos atrás, um vulcão submarino violou a superfície do Oceano Pacífico. Pelas próximas centenas de milhares de anos, o vulcão continuou a irromper em surtos cíclicos, crescendo rapidamente até se elevar a 13.680 pés acima do nível do mar. A lava fluiu pelos lados da montanha, endurecendo-se para formar a maioria da Grande Ilha do Havaí. Para os havaianos nativos que povoaram a ilha pela primeira vez, o vulcão ficou conhecido como Mauna Loa, ou Long Mountain - indicativo de suas encostas graduais que abrangem cerca de 19.000 milhas cúbicas, tornando-se o maior vulcão do mundo. Em 1951, um pequeno observatório meteorológico - apelidado de Observatório da Cúpula de Mauna Loa - foi inaugurado na cúpula, resultado de uma aliança entre o Departamento de Meteorologia dos EUA, o Serviço de Parques, a Marinha dos EUA e os trabalhadores das prisões, que passaram anos esculpindo a sinuosidade. estrada que levaria ao topo do vulcão. Quatro anos depois, o Observatório Mauna Loa foi construído a alguns milhares de pés abaixo do vulcão a partir da estrutura original da cimeira; hoje, continua sendo uma das mais importantes estações observatórias do mundo.
O Observatório de Mauna Loa mudou pouco desde que Keeling fez sua primeira visita em 1968. Um segundo edifício se juntou à estrutura original em 1997, e a instalação possui encanamento interno, tornando o banheiro obsoleto, pelo menos para os visitantes. Outros projetos agora competem pelo tempo de pesquisa no observatório; Mais de 70 projetos, liderados por instituições em todo o mundo, medem cerca de 250 componentes atmosféricos, desde aerossóis até radiação solar. Mas ainda são as medições contínuas de carbono do observatório - a corrida mais longa do mundo - que atraem mais atenção. Hoje, o gráfico baseado nessas medidas é amplamente conhecido por outro nome: a Curva de Keeling, que Thomas J. Barton, ex-presidente da American Chemical Society, chamou de "um ícone da ciência moderna".
As medições de carbono no observatório são tiradas de amostras de ar tomadas no topo de uma torre de 30 metros, uma estrutura visivelmente fora de lugar em um ambiente estéril de qualquer coisa mais alta que um prédio de um andar. Cento e trinta metros acima, o ar é amplamente livre de poluição local que às vezes pode ser transportada até a montanha por uma camada de inversão que se forma quando o sol aquece a montanha, elevando o ar de altitudes mais baixas durante o dia e abaixo durante a noite. . Da torre, duas linhas desenham amostras de ar em uma pequena sala no segundo prédio do observatório. Hoje, tanto a NOAA quanto a Scripps executam programas simultâneos de medição em Mauna Loa, usando as mesmas amostras de ar, mas com técnicas ligeiramente diferentes (a NOAA iniciou seu programa de monitoramento nos anos 70 e tem estações instaladas em todo o mundo, de Mauna Loa a Barrow, Alasca ao Pólo Sul).
O dispositivo original usado por Charles Keeling para medir as concentrações atmosféricas de dióxido de carbono. (Ted Coran) Keeling morreu em 2005, mas seu legado é palpável em todo o observatório, desde a placa dedicada do lado de fora do prédio original até o dispositivo original de medição de carbono instalado em Plexiglass no corredor do segundo edifício. Sua influência é talvez mais notável, no entanto, na dedicação do programa a medidas e calibrações cuidadosas. Amostras por hora são agrupadas por 15 minutos de calibração em cada lado, e uma calibração de uma hora é realizada a cada 25 horas. As medições resultantes também são executadas por meio de um programa de computador que sinaliza qualquer dado discrepante - qualquer coisa com muita flutuação ou um valor maior do que o esperado - para aprovação manual. Todos os dados coletados também são comparados com outros 15 laboratórios em todo o mundo, e os programas NOAA e Scripps examinam regularmente seus resultados uns contra os outros. Normalmente, a diferença é tão insignificante que é praticamente inexistente.
“Se você olhar para o gráfico de CO2 em Mauna Loa, a diferença entre o programa [Scripps] e nosso programa é menor do que a espessura da linha no gráfico”, diz Pieter Tans, chefe do Grupo de Gases de Efeito Estufa do Ciclo de Carbono. Divisão de Monitoramento Global do Laboratório de Pesquisa do Sistema Terrestre da NOAA. "É garantia de qualidade real."
O complexo do Observatório Mauna Loa. (Ted Coran) Mas o legado de medições meticulosas de Keeling não é o único motivo pelo qual os pesquisadores da NOAA e da Scripps se esforçam tanto para garantir que seus resultados sejam inquestionáveis. Desde que Keeling apresentou pela primeira vez suas descobertas à American Philosophical Society em 1968, a conclusão de que o dióxido de carbono atmosférico é cada vez mais primordialmente devido às ações da humanidade tornou-se um dos assuntos mais polarizadores na política americana. Quase um quarto dos americanos acredita que não há evidências sólidas de que a Terra esteja aquecendo nas últimas décadas, enquanto quase 30% dos americanos não consideram o aquecimento global um problema sério.
No mesmo período de tempo, o dióxido de carbono entrou na atmosfera a uma taxa alarmante - mais rápido do que em qualquer outro momento da história registrada. Ao mesmo tempo, o planeta tem visto uma série impressionante de trechos de temperatura recordes, com 10 dos anos mais quentes registrados depois de 1998. Recentemente, a medição do dióxido de carbono atmosférico em Mauna Loa ultrapassou 400 partes por milhão, um 42 por cento de aumento dos níveis pré-industriais. Certificar-se de que seus números são inegáveis não é apenas boa ciência, mas também proteção contra os ventos ameaçadores de um clima político tempestuoso.
Ainda assim, apesar de toda a disputa política que envolve as mudanças climáticas antropogênicas, os pesquisadores encarregados de coletar os dados em Mauna Loa são quase friamente apolíticos. Tanto Tans quanto Ralph Keeling - o filho de David Keeling, que assumiu a parte do programa do Scripps após a morte de seu pai - vêem o papel deles não tanto como influenciando a política, mas reunindo dados importantes.
"Entrei neste campo para não mudar a política, mas para descobrir coisas sobre a Terra, e continuo a ver isso como minha principal motivação", diz Ralph Keeling. “Eu acho que o processo de descobrir o que a sociedade deve fazer e como fazer mudanças ainda requer pessoas como eu que são simplesmente coleta de fatos.” O resto, ele e Tans dizem, é com os políticos do mundo.
Enquanto o jovem Keeling acredita em manter a política fora da ciência, isso não impede que a ciência seja impactada pela política. Pelo menos metade do financiamento da parceria - a parte da NOAA - vem do governo federal, que fez aberturas várias vezes ao longo dos últimos anos para cortar o financiamento para pesquisas NOAA não relacionadas ao clima. Esses caprichos políticos, entre outras coisas, são o que tornam a parceria com a Scripps tão valiosa para a continuidade do programa, explica Tans.
"É possível que um futuro presidente ou o Congresso decida que a mudança climática é uma fraude, e vamos reduzir o programa da NOAA", diz ele. “Então, é também uma garantia contra esses caprichos. Nós não queremos que o disco de Mauna Loa seja descontinuado, então é importante que nem um laboratório, mas diferentes laboratórios em diferentes países, estejam fazendo isso ”.
Uma visão de Mauna Kea do topo do Observatório Mauna Loa. (Ted Coran) Garantir um financiamento constante para a parte do programa do Scripps não é isento de suas armadilhas. Os estudos de observação de longo prazo, explica Keeling, são muitas vezes a proveniência de agências federais, que muitas vezes têm um fluxo mais previsível de financiamento para projetos em um prazo estendido. Para as agências privadas, o foco muitas vezes é uma nova descoberta - não o monitoramento contínuo de um fenômeno conhecido.
"O desafio é que existe uma expectativa, como um conceito do que a empresa científica deve ser, que você deve ir a um lugar e fazer uma descoberta e então você deve ir para outro lugar e fazer outra descoberta", diz Keeling. . “Esse foi um problema que meu pai enfrentou e, de certa forma, a comunidade envolvida nisso precisa continuar respondendo. A resposta é que não estamos apenas estudando a mesma coisa repetidamente - estamos olhando para a Terra em uma época de mudanças extraordinárias, e seria muito irresponsável e estranho simplesmente desligar o fluxo de informações ”.
Na verdade, o monitoramento constante do dióxido de carbono atmosférico em Mauna Loa pode ter entrado em uma nova fase importante - monitorar os esforços globais para conter a poluição por gases de efeito estufa. Em dezembro, quase 200 nações se reuniram em Paris e concordaram em adotar esforços com o objetivo de manter o mundo bem abaixo de 2 graus Celsius de aquecimento - o limite de consenso para quando as conseqüências da mudança climática seriam muito, muito ruins. Ambientalistas e cientistas do clima geralmente aplaudiram o acordo, mas havia um ponto principal de preocupação: como o mundo saberia se os países estavam aderindo às suas promessas? Como poderíamos ter certeza de que o acordo estava realmente funcionando?
É aí que os Tans da NOAA pensam que o programa de medição de carbono pode ser útil - e onde ele vê o programa, pelo menos em parte, no futuro.
“É preciso haver uma maneira objetiva de verificar até que ponto essas políticas são realmente bem-sucedidas. Temos pensado por muito tempo sobre como podemos fazer isso, como podemos fazer medições de tal forma que se uma meta política é 20% menor de emissões em 10 anos, podemos realmente medir isso da atmosfera? ” diz.
Os pesquisadores da NOAA vêm praticando a medição de fontes conhecidas de metano nos EUA para tentar medir e quantificar as reduções nas emissões de gases do efeito estufa. Agora, eles estão voltando sua atenção para o dióxido de carbono nas cidades, tentando criar um método que possa capturar mudanças nas emissões de carbono no nível da cidade e até identificar se esse carbono é proveniente de uma fonte natural ou da combustão de combustíveis fósseis. .
Para um projeto que passou mais da metade do século passado planejando a influência perigosa da humanidade no clima, é uma perspectiva esperançosa. "Se o acordo de Paris frutificar e levar à redução das emissões, vamos começar a ver isso aparecer no disco de Mauna Loa, e isso será uma nova descoberta - vamos ver que os humanos estão dobrando a curva", Ralph Keeling. diz. "Estou ansioso para continuar mostrando que existe um botão de controle que podemos exercitar."
