نعيش اليوم في ظل تغيّر المناخ، بما يحمله من ارتفاع متزايد في درجات الحرارة، وعواصف عنيفة، وارتفاع في مستويات سطح البحر. وللتعامل مع هذه الكوارث التي تلوح في الأفق، نحتاج إلى علم المناخ، وهو مجال بحثي تعود جذوره إلى أوائل القرن التاسع عشر. وقد شارك في هذا الجهد العلمي الطويل علماء بارزون، من بينهم علماء حازوا جائزة نوبل، لكن هناك أيضاً باحثين غير معروفين نسبياً قدما إسهامات مهمة في فهم العمليات التي تؤثر في المناخ.
في عام 1856، أثبتت عالمة الأرصاد الجوية الأمريكية الهاوية إيونيس فوت للمرة الأولى الدور الذي يمكن أن يؤديه ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي في تغيير المناخ. وفي عام 1938، أظهر مهندس البخار الإنجليزي جاي كالندر أن الأنشطة البشرية تؤثر في مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي وفي درجات الحرارة العالمية. لكن كلاً منهما كان من خارج المؤسسة العلمية السائدة، ولذلك واجها تحيزات حدت من تأثير أعمالهما وحرمتهما من التقدير الذي استحقاه.
بدايات إيونيس فوت
جعلت حياة فوت المبكرة منها رائدة غير متوقعة في مجال الاكتشاف العلمي. فقد ولدت إيونيس نيوتن في ولاية كونيتيكت عام 1819، وكانت واحدة من أحد عشر طفلاً في أسرة المزارعين إسحاق وثيرزا نيوتن. إلا أن ما كان مهماً على نحو خاص هو أنها تلقت، بين سن السابعة عشرة والتاسعة عشرة، تعليماً متميزاً في معهد تروي النسائي في مدينة تروي بولاية نيويورك، وهو أول معهد في البلاد يدرّس النساء مواداً توازي في مستواها المواد التحضيرية للجامعة، بدلاً من الاقتصار على ما كان يُعد آنذاك «موضوعات نسائية». وشمل تعليمها تدريباً عملياً في مختبر كيمياء للطلاب، وهي فرصة كانت شبه فريدة في ذلك الوقت، وفقاً لما ذكره الكاتب العلمي جون بيرلين، الذي أجرى أبحاثاً حول حياة فوت.
ولأن العالمات كن نادرات في ذلك العصر، كانت فوت بحاجة أيضاً إلى مدخل إلى عالم يهيمن عليه الرجال، وكان كثير منهم يعتقدون أن النساء يفتقرن إلى القدرات العقلية اللازمة للتفكير الإبداعي في مجال العلوم. وعندما تزوجت إليشا فوت عام 1841، اختارت زوجاً كان يؤمن بالقدرات الفكرية للنساء، وكان قادراً على مساعدتها في توسيع آفاقها العلمية. كان إليشا فوت متخصصاً في الإحصاء وقانون براءات الاختراع، كما كان متطوعاً في شبكة تجمع بيانات الأرصاد الجوية من مختلف أنحاء الولايات المتحدة. وقد ربط ذلك عائلة فوت بجوزيف هنري، مؤسس الشبكة في مؤسسة سميثسونيان، وأحد أبرز العلماء الأمريكيين.
شعرت فوت بأن لديها القدرة على ممارسة العلم بطريقة لم تكن متاحة لكثير من النساء في ذلك الوقت. وكانت ناشطة في مجال حقوق المرأة، وحضرت مؤتمر سينيكا فولز التاريخي عام 1848، وهو المؤتمر الذي أسهم في إلهام حركة المطالبة بحقوق التصويت للنساء. كما شاركت في تحرير محاضر المؤتمر، ووقعت هي وإليشا على بيانه القوي الذي جاء فيه: «نحن نؤمن بأن هذه الحقائق بديهية بذاتها: إن جميع الرجال والنساء قد خُلقوا متساوين».
أما أكثر ما نتج عن إصرار فوت أهمية بالنسبة إلى العلم، فكان تجربة منزلية بسيطة وأنيقة، كانت أول محاولة لتحديد «التأثير الحراري للأشعة الضوئية الصادرة من الشمس»، بحسب ما كتبت عام 1856. ملأت أسطوانتين زجاجيتين بالهواء العادي، ثم قاست درجة حرارة الغاز، إذ وضعت إحدى الأسطوانتين تحت أشعة الشمس، بينما أبقت الأخرى في الظل لتكون بمثابة عينة ضابطة. ثم أجرت التجربة نفسها على عدد من مكونات الهواء، ومنها بخار الماء والهيدروجين والأكسجين وثاني أكسيد الكربون. وكانت النتائج واضحة تماماً: كان ثاني أكسيد الكربون الأكثر فاعلية في امتصاص حرارة الشمس. وانطلاقاً من هذه النتيجة، توقعت فوت أن زيادة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ستجعل الأرض أكثر حرارة، وهي حقيقة تُعد اليوم السبب الرئيسي لتغيّر المناخ.
عُرضت استنتاجات فوت في اجتماع الجمعية الأمريكية لتقدم العلوم عام 1856، لكن ليس بواسطتها. فبينما قرأ إليشا فوت ورقته البحثية بنفسه، قدم جوزيف هنري بحثها، ويرجح أن السبب في ذلك هو أنها كانت تحمل صفة الباحثة الهاوية فقط في جمعية أمريكية لتقدم العلوم كانت تفضل العلماء الرجال المتفرغين للعمل العلمي. كما أن بحثها لم يظهر في وقائع الاجتماع التي نشرتها الجمعية. وباستثناء نشره في عدد قليل من المنابر الأقل تأثيراً، بدا الأمر كما لو أن نتائج فوت لم تكن موجودة أصلاً.
وبعد ثلاث سنوات، نشر الفيزيائي الإيرلندي جون تيندال أول قياسات مخبرية لامتصاص ثاني أكسيد الكربون للأشعة تحت الحمراء. وهذه الظاهرة تمثل جوهر تأثير الاحتباس الحراري، إذ تعمل أشعة الشمس على تدفئة سطح الأرض، فتتصاعد الحرارة على هيئة موجات من الأشعة تحت الحمراء، ثم يحتجزها ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي. لكن تيندال لم يشر إلى عمل فوت، ونُسب إليه خطأً اكتشاف دور ثاني أكسيد الكربون. وظل هذا الخطأ قائماً حتى عام 2011، عندما أعلن عالم جيولوجيا البترول المتقاعد ريموند سورنسون، في مفاجأة تبدو وكأنها من حبكة فيلم هوليوودي، أنه عثر على عمل فوت في مراجعة قديمة للأبحاث العلمية. وأدت إعادة اكتشاف عملها أخيراً إلى إثبات أسبقيتها في الكشف عن أهمية ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي.
جاي كالندر ودليل الاحترار العالمي
في عام 1896، أشارت الأعمال الأولية التي أجراها عالم نال جائزة نوبل، وهو سفانتي أرينيوس، إلى أن حرق الوقود الأحفوري قد يزيد كمية ثاني أكسيد الكربون بدرجة تكفي لرفع درجات الحرارة العالمية. لكن جاي كالندر هو الذي أظهر، بتفاصيل كمية مقنعة، أن هذا الأمر كان يحدث بالفعل.
ولد كالندر عام 1898، وتلقى تعليماً علمياً استثنائياً على يد والده هيو كالندر، وهو فيزيائي تجريبي يحظى بتقدير كبير وكانت له اهتمامات علمية متنوعة. ويروي المؤرخ جيمس فليمنغ في سيرته الذاتية أن جاي كالندر نشأ وسط عدد كبير من الكتب والأجهزة المثيرة للاهتمام، ولا سيما السيارات والدراجات النارية، التي كانت شغفاً مشتركاً بين الأب والابن. وفي سن السابعة عشرة، بدأ كالندر العمل في مختبر والده في كلية إمبريال كوليدج لندن. وحصل هناك على شهادة في العلوم، واستمر في العمل مع والده حتى وفاة الأخير عام 1930. أصبح كالندر مهندساً ناجحاً في مجال البخار، ودرس سلوك المناخ على سبيل الاهتمام الجانبي، قبل أن يتحول هذا الاهتمام لاحقاً إلى عمل علمي أكثر أهمية.
حلل كالندر سجلات قديمة لدرجات الحرارة ومستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي من مختلف أنحاء العالم، كما درس عوامل عالمية أخرى مثل استخدام الفحم والعمليات الطبيعية التي تنقل ثاني أكسيد الكربون وتخزنه. واستفاد هذا الجهد واسع النطاق من خلفيته في مجالات متعددة، منها علم الأرصاد الجوية، والفيزياء الحرارية، والتحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء، الذي استخدمه لدراسة امتصاص الجزيئات الموجودة في الغلاف الجوي للحرارة. ويُعد اتساع اهتمامات كالندر مثالاً مبكراً على الطبيعة متعددة التخصصات لعلم المناخ، الذي يتطلب فهماً للعلوم المتنوعة الكامنة وراء العمليات المناخية المختلفة، مثل إنتاج البشر لثاني أكسيد الكربون في مقابل امتصاص المحيطات له.
نشر كالندر نتائجه عام 1938. وأظهرت حساباته، التي أجراها من دون الاستعانة بأجهزة الكمبيوتر، أن درجات الحرارة العالمية كانت ترتفع على مدى خمسين عاماً، وأن هذا الارتفاع تزامن مع زيادة في مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. وكانت تلك الزيادة، بدورها، نتيجة احتراق البشر للوقود، وهو ما قدر كالندر أنه أدى إلى إطلاق 150 مليار طن من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. وكان ذلك أول دليل قوي على ما يمثل جوهر النظرية الحديثة لتغيّر المناخ، أي أن الاحترار العالمي ينتج عن زيادة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي نتيجة الأنشطة البشرية.
قوبلت أفكار كالندر بالتشكيك، ولم يكن لها تأثير كبير في وقت نشرها. فقد وجد بعض المراقبين أنه من الصعب تصور أن الأنشطة البشرية يمكن أن تؤثر في كوكب بأكمله، وهي نظرة لا تزال موجودة في بعض الأوساط حتى اليوم. كما اعترض متخصصون على ما اعتبروه افتقار كالندر إلى الخبرة عندما دخل في مجالات تخصصهم ليقدم حجته الواسعة. وقد وجه أحد الأعضاء البارزين في الجمعية الملكية للأرصاد الجوية انتقادات إلى كالندر باعتباره غير متخصص في الأرصاد الجوية ولا يفهم العمليات التي تحدث في الغلاف الجوي، وصرح بأن العلاقة بين ثاني أكسيد الكربون ودرجة الحرارة «يجب اعتبارها نوعاً من المصادفة». كما أن وضع كالندر غير المعتاد، باعتباره مهندساً عاملاً يجري أبحاثه العلمية بمفرده في المنزل بدلاً من كونه باحثاً أكاديمياً في جامعة أو معهد مرموق، لم يساعد أيضاً على تعزيز الثقة في عمله.
لكن كالندر لم يتراجع أمام منتقديه، بل رد عليهم بستة أبحاث أخرى نشرها في عامي 1938 و1939. ومع ذلك، واصل معظم العلماء رفض عمله. وعلى الرغم من أن كالندر كان يوصف بأنه شخص متواضع وغير متكلف، فإن مرارة هذا الرفض يبدو أنها ظلت عالقة في نفسه. ففي عام 1960 كتب أن بعض الناس لم يقبلوا العلاقة بين ارتفاع درجات الحرارة العالمية وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن البشر «لأنهم لم يفكروا فيها بأنفسهم». واليوم، أثبتت صحة موقفه. ورغم وجود أخطاء وثغرات في أبحاثه، أظهرت مراجعات نُشرت عامي 2013 و2016 أن نتائجه الرئيسية لا تزال صامدة بشكل جيد. وأصبحت ورقته البحثية المنشورة عام 1938 تُعد اليوم من الأعمال الكلاسيكية.
ما الذي يمكن أن نتعلمه من هذين العالمين؟
يمكننا أن نتعلم الكثير من الطريقة التي جرى بها تهميش هؤلاء الباحثين الأوائل في مجال المناخ. فقد واجهت فوت تمييزاً جنسياً ممنهجاً، كما جرى تجاهلها باعتبارها باحثة هاوية. وكان الثمن قاسياً، إذ مُحي اسمها تقريباً من التاريخ العلمي. أما كالندر، فقد واجه صعوبات ناتجة عن أفكاره الجديدة ومؤهلاته غير المعتادة، لكن عمله، على خلاف عمل فوت، نُشر وظل موضع نقاش بين أقرانه. وقد يكون الرفض الأولي أمراً لا مفر منه عندما يقدم عالم غير معروف نسبياً أفكاراً جديدة أو آراء مختلفة، إلا أن الباحثين القادرين من خارج المؤسسة العلمية ربما يكونون أفضل مصدر لوجهات النظر المختلفة التي يحتاج إليها العلم.
وتوضح تجارب هذين العالمين ما يخسره المجتمع عندما يتم رفض أشخاص موهوبين بسبب معايير جامدة أو بسبب التمييز الصريح. وتمثل حالة فوت فرصة مبكرة ضائعة لتطوير علم قوي للمناخ في الولايات المتحدة بالتوازي مع الجهود الأوروبية. ولو سارت الأمور بشكل مختلف، فربما كانت الولايات المتحدة اليوم أكثر التزاماً بالتعامل مع تغيّر المناخ مما هي عليه بالفعل.
كما تكشف حياة كل منهما أن التدخل والتوجيه المبكرين يمكن أن يساهما في تشكيل عالم مبدع. فقد منح العمل المتنوع الذي قام به كالندر مع والده إياه الاتساع العلمي اللازم لدراسة تعقيدات المناخ. واستفادت فوت من تعليمها العلمي المبكر، كما نقلت اهتمامها بالعلوم إلى ابنتها بالتعاون مع زوجها إليشا. وقد كتبت ابنتهما أوغستا فوت أرنولد كتاب «شاطئ البحر عند انحسار المد» عام 1901، وهو دراسة للنباتات والحيوانات الساحلية. ولا يزال الكتاب متاحاً حتى اليوم، وقد أثر في راشيل كارسون، مؤلفة الكتاب البيئي الكلاسيكي «الربيع الصامت» الصادر عام 1962، إلى جانب عدد من علماء البيئة والطبيعة الآخرين. وهكذا تعود تجربة فوت البسيطة والمهمة، التي كانت خطوة أولى في فهم تغيّر المناخ، إلى نقطة البداية لتذكرنا بأن هذا التغيّر يهدد العالم الطبيعي، ويهددنا نحن أيضاً بوصفنا جزءاً منه.
