לפני כשישים שנה החל דייוויד קילינג לפלס את דרכו במעלה מאונה לואה. בגובה 11, 135 מטרים מעל פני הים, הוא עצר בבניין בטון קטן ואפור - הסימן היחיד לחיי אדם בין קילומטרים וסלעי לבה, מלבד בית מדרגות שנמצא כ -50 מטר מהבניין. קילינג, מדען בן 30 מקליפורניה, עשה לעצמו תחילה שם בקהילה המדעית על ידי פיתוח שיטה ייחודית לדגימה של פחמן דו חמצני, שחשפה כמה דפוסים מסקרנים - כלומר, הריכוז האטמוספרי של פחמן דו חמצני היה אחיד יחסית בכל חצי הכדור הצפוני, בממוצע כ -310 חלקים למיליון. כעת, הוא הגיע לראש הר הגעש הגדול בעולם כדי לבדוק פרויקט חדש שקיווה שישנה את הדרך בה הקהילה המדעית מדדה פחמן דו חמצני אטמוספרי.
קילינג הגיע בסופו של דבר להוואי, לפי התנהגותו של הארי וקסלר, מנהל אגף המחקר המטאורולוגי של לשכת מזג האוויר האמריקנית. כמה שנים לפני כן קילינג טס לוושינגטון הבירה לפגישה עם וקסלר, ובמשך כמה שעות שכנע את הבמאי לשפץ לחלוטין את תוכנית מדידת הפחמן של לשכת מזג האוויר. מה שהעולם זקוק, טען קילינג, היו כמה אתרים מרוחקים שהוקמו ברחבי העולם, ומודדים ללא הרף תנודות בכמות הפחמן הדו-חמצני שנכנס לאוויר או יוצא ממנו.
קילינג קיבל את משאלתו, גם אם וקסלר לא בהכרח קיבל את שלו: במקום להצטרף ללשכת מזג האוויר, קילינג תפס עמדה במכון סקריפס לאוקיאנוגרפיה, ועבר על פני משרד ללא חלונות במצפה הימי עבור רוח האוקיאנוס של סן דייגו. אבל קילינג ווקסלר ניהלו קשרים מקצועיים, מה שמאפשר לסקרפס וגם לממשלה הפדרלית להחזיק יד בתוכנית המדידה שהוקמה במאונה לואה - שותפות ציבורית ופרטית שתמשיך לאורך עשרות שנים. במרץ 1958 החלו המדידות הרצופות הראשונות של דו תחמוצת הפחמן במצפה הכוכבים; חודשים אחר כך, בנובמבר, קילינג ביקר באתר לראשונה.
אפילו חודשים ספורים בלבד לתוכנית, הניטור במאונה לואה כבר הניב תוצאות מהפכניות. בנובמבר, כאשר קילינג ערך לראשונה את הטרק המתפתל במעלה הר הגעש, הראו המדידות כי ריכוז הפחמן הדו-חמצני גדל - לאט, אך בהתמדה. ואז, בחודשי הקיץ, קרה ההפך, כאשר ריכוזי הפחמן הדו-חמצני צנחו. התבנית חזרה על עצמה, כמעט בדיוק, במהלך שנת המדידות השנייה. הקילינג היה מוקסם.
"היינו עדים לראשונה, " הוא כתב באוטוביוגרפיה שלו, "הטבע מוציא את CO2 מהאוויר לצמיחת צמחים במהלך הקיץ והחזיר אותו כל אחד אחר החורף שמצליח." הם תמצו במהותם תמונה של חצי הכדור הצפוני. נושם ומשחרר נשימה - נשיפה של פחמן דו חמצני כאשר יערות הופכים חשופים לחורף, ושואפים כשהעלים חזרו בכל קיץ.
ספיגת העונתיות ושחרורו של פחמן דו חמצני התגלו כאחת התופעות המהממות שממחישות המדידות במאונה לואה. במהלך 60 השנים הבאות, נתוני המצפה היו חושפים משהו מרשים יותר באטמוספרה: עלייה מהירה של פחמן דו חמצני באטמוספרה, הנגרמת משריפת דלקים מאובנים.
"אם המין האנושי שורד אל תוך המאה העשרים ואחת עם הגידול באוכלוסייה העצומה שנראית כעת בלתי נמנעת, " אמר קילינג במהלך נאום שהציג את מחקרו בפני האגודה הפילוסופית האמריקאית בשנת 1969, "האנשים החיים אז, יחד עם צרותיהם האחרות, עשוי להתמודד גם עם האיום של שינוי אקלימי שגורם עלייה בלתי מבוקרת של CO2 באטמוספירה מדלקים מאובנים. "
המבנה המקורי של מצפה הכוכבים מאונה לואה, שזכה לכינוי בניין קילינג. (טד קוראן) לפני כ -400, 000 שנה, הר געש מתחת למים פרץ את פני האוקיאנוס השקט. במשך כמה מאות אלפי השנים הבאות, הר הגעש המשיך להתפרץ בשקעים מחזוריים, וצמח במהירות עד שהוא התנשא לגובה של 13, 680 רגל מעל הים. לבה זרמה לאורך צידי ההר, ובסופו של דבר התקשה ליצירת רוב האי הגדול בהוואי. להוואי ילידי הארץ שאכלסו את האי לראשונה, הר הגעש נודע בשם מאונה לוה, או Long Mountain - דבר המעיד על מורדותיו ההדרגתיים שכוללים כ -19, 000 מיילים מעוקבים, מה שהפך אותו להר הגעש הגדול בעולם. בשנת 1951 נפתח מצפה מזג אוויר קטן - המכונה מצפה הכוכבים בפסגת מאונה לוה - בפסגה, תוצאה של ברית בין לשכת מזג האוויר של ארה"ב, שירות הפארק, חיל הים האמריקני ועובדי בתי הסוהר, שבילו שנים בסיבוב הרוחות דרך שתוביל לראש הר הגעש. ארבע שנים לאחר מכן, מצפה הכוכבים מאונה לוה נבנה כמה אלפי מטרים במורד הר הגעש ממבנה הפסגה המקורי; כיום היא נותרה אחת מתחנות המצפה החשובות ביותר בעולם.
מצפה הכוכבים של מאונה לואה לא השתנה מעט מאז שביקר ביקורו הראשון של קילינג בשנת 1968. מבנה שני הצטרף למבנה המקורי בשנת 1997, ובמתקן יש אינסטלציה מקורה, מה שהופך את בית החוץ למיושן, לפחות למבקרים. פרויקטים אחרים מתחרים כעת על זמן מחקר במצפה הכוכב; למעלה מ -70 פרויקטים, בראשם מוסדות ברחבי העולם, מודדים כ -250 מרכיבים אטמוספריים, החל מתרסיסים לקרינת השמש. אך עדיין מדידות הפחמן הרצופות של המצפה - הריצה הארוכה בעולם - מעוררות את תשומת הלב הרבה ביותר. כיום הגרף המבוסס על מדידות אלו ידוע ברובו בשם אחר: עקומת הקילינג, שתומס ג'יי ברטון, לשעבר נשיא החברה הכימית האמריקאית, כינה "אייקון של המדע המודרני."
מדידות הפחמן במצפה נשאבות מדגימות אוויר שנלקחו בראש מגדל בגובה 130 מטר, מבנה שלא בולט לעין במקום בסביבה עקרה מכל מה שגבוה יותר מבניין חד קומתי. מאה ושלושים מטרים למעלה, האוויר נקי ברובו מזיהום מקומי שלעיתים ניתן לשאת אותו במעלה ההר על ידי שכבת היפוך שנוצרת כאשר השמש מחממת את ההר, ומושכת אוויר מגבהים נמוכים יותר במהלך היום ומטה במהלך הלילה . מהמגדל שני קווים שואבים דגימות אוויר לחדר קטן בבניין השני של המצפה. כיום, NOAA וגם סקריפ מפעילים תוכניות מדידה במקביל במאונה לואה, תוך שימוש באותן דגימות אוויר, אך בטכניקות שונות במקצת (NOAA החלה את תוכנית הניטור שלה בשנות ה -70, ויש לה תחנות שהוקמו ברחבי העולם, ממאונה לואה ועד בארו, אלסקה לקוטב הדרומי).
המכשיר המקורי בו השתמש צ'רלס קילינג למדידת ריכוזים אטמוספריים של פחמן דו חמצני. (טד קוראן) קילינג נפטר בשנת 2005, אולם מורשתו ניתנת למישוש בכל המצפה החל מהלוח הייעודי שבחלקו החיצוני של הבניין המקורי ועד למכשיר המדידה המקורי של הפחמן שהוצב בפלאקסיגלס במסדרון הבניין השני. עם זאת, אולי השפעתו בולטת ביותר במסירות התוכנית למדידה וכיול זהירים. דגימות לפי שעה מסודרות לפי 15 דקות של כיול מכל צד, וכיול באורך שעה נערך בכל שעה 25. המדידות המתקבלות מנוהלות גם באמצעות תוכנית מחשב המסמנת כל נתון מתאר יותר - כל דבר שיש בו יותר מדי תנודות, או ערך גבוה מהצפוי - לאישור ידני. כל הנתונים שנאספו מושווים גם לעומת 15 מעבדות אחרות ברחבי העולם, ותוכניות NOAA ו- Scripps בוחנות באופן קבוע את התוצאות שלהן זו מול זו. בדרך כלל, ההבדל זניח עד כדי כך שהוא אינו קיים כמעט.
"אם אתה מסתכל על עלילת CO2 במאונה לואה, ההבדל בין תוכנית [סקריפס] לתוכנית שלנו הוא פחות מעובי הקו על החלקה, " אומר פיטר טנס, ראש קבוצת מחזורי גזי חממה בפחמן ב- חטיבת המעקב הגלובלית במעבדה לחקר מערכות כדור הארץ של NOAA. "זה אבטחת איכות אמיתית."
מתחם מצפה הכוכבים מאונה לואה. (טד קוראן) אולם מורשת המדידות המדוקדקות של קילינג אינה הסיבה היחידה לכך שחוקרים הן ב- NOAA והן בסקריפ עושים מאמצים כה גדולים בכדי להבטיח כי תוצאותיהם אינן ניתנות לשינוי. מאז הציג קילינג לראשונה את ממצאיו בפני האגודה הפילוסופית האמריקאית בשנת 1968, המסקנה כי פחמן דו חמצני אטמוספרי נובעת יותר ויותר מפעולות האנושות הפכה לאחד הנושאים המקטבים ביותר בפוליטיקה האמריקאית. כמעט רבע אמריקנים מאמינים כי אין הוכחות מוצקות לכך שכדור הארץ מתחמם בעשורים האחרונים, בעוד שכמעט 30 אחוז מהאמריקנים אינם רואים בהתחממות כדור הארץ בעיה רצינית.
באותה תקופה, פחמן דו חמצני נכנס לאטמוספרה בקצב גבוה באופן מדאיג - מהיר יותר מכל תקופה אחרת בהיסטוריה המתועדת. במקביל, כוכב הלכת ראה ריצה מדהימה של מתיחות טמפרטורה שוברות שיאים, כאשר 10 השנים החמות ביותר שהיו ברשומה התרחשו לאחר 1998. לאחרונה, מדידת הפחמן הדו-חמצני באטמוספרה במאונה לואה עברה 400 חלקים למיליון, 42 עלייה באחוזים מהרמות הטרום תעשיות. לוודא שמספרם אינו ניתן להכחשה אינו רק מדע טוב, אלא גם הגנה מפני הרוחות המאיימות של אקלים פוליטי סוער.
ובכל זאת, עבור כל המריבה הפוליטית הסובבת שינויי אקלים אנתרופוגניים, החוקרים האחראים על איסוף הנתונים במאונה לואה הם כמעט פוליטיים לא-פוליטיים. שיזופים וגם ראלף קילינג - בנו של דייוויד קילינג, שהשתלט על חלק סקריפס מהתכנית לאחר מות אביו - רואים בתפקידם לא כל כך השפעה על המדיניות, אלא איסוף נתונים חשובים.
"נכנסתי לתחום הזה לא לשנות מדיניות אלא לגלות דברים על כדור הארץ, ואני ממשיך לראות בזה את המוטיבציה העיקרית שלי", אומר ראלף קילינג. "אני חושב שתהליך הבדיקה של מה החברה צריכה לעשות ואיך לבצע שינויים מחייב עדיין אנשים כמוני שהם פשוט התאספות עובדתית." כל השאר, הוא וטאנאס, אומרים על קובעי המדיניות של העולם.
אמנם הקילינג הצעיר עשוי להאמין בהרחבת הפוליטיקה מהמדע, אך זה לא מונע מההשפעה של המדע מהפוליטיקה. לפחות מחצית המימון של השותפות - חלק NOAA - מגיע מהממשל הפדרלי, שבוצע כמה פעמים במהלך השנים האחרונות פתיחות לקראת קיצוץ מימון למחקר NOAA שאינו קשור למזג האוויר. טנגנים פוליטיים אלה, בין היתר, הם שהופכים את השותפות עם סקריפס לבלתי יסולא בפז להמשך רצף התוכנית, מסביר טנס.
"יתכן שנשיא עתידי או קונגרס יחליטו ששינוי אקלים הוא מתיחה, ואנחנו הולכים לצמצם את התוכנית של NOAA, " הוא אומר. "אז זה גם הבטחה מפני שטויות כאלה. לא היינו רוצים שתופסק הרשומה של מאונה לואה, ולכן חשוב שלא מעבדה אחת, אלא מעבדות שונות במדינות שונות, יעשו זאת. "
נוף של מאונה קאה ממרום מצפה הכוכבים מאונה לואה. (טד קוראן) הבטחת מימון קבוע לחלק הסקריפס של התוכנית אינה גם ללא הממצאים. מחקרי תצפית ארוכי טווח, מסביר קילינג, הם לעתים קרובות מקורן של סוכנויות פדרליות, שלעתים קרובות יש זרם מימון צפוי יותר לפרויקטים על ציר זמן מורחב. עבור סוכנויות פרטיות, המיקוד הוא לרוב על גילוי חדש - לא ניטור מתמיד של תופעה ידועה.
"האתגר הוא שיש ציפייה, כמושג של מה שמפעל המדע אמור להיות סביב, שתלך למקום אחד ולגלות תגלית ואז תעבור למקום אחר ותגלה תגלית אחרת, " אומרת קילינג . "זו הייתה בעיה שאבי התמודד איתה, ובמובן מסוים הקהילה שעוסקת בזה צריכה להמשיך לענות. התשובה היא שאנחנו לא רק לומדים את אותו הדבר שוב ושוב - אנחנו מסתכלים על כדור הארץ בתקופה של שינוי יוצא דופן, וזה יהיה מאוד לא אחראי ומוזר פשוט לכבות את שטף המידע. "
אם בכלל, הניטור המתמיד של פחמן דו חמצני באטמוספרה במאונה לואה עשוי היה נכנס לשלב חשוב חדש - ניטור המאמצים העולמיים לריסון זיהום גזי חממה. בדצמבר, כמעט 200 מדינות נפגשו בפריס והסכימו לאמץ מאמצים שמטרתם לשמור על העולם הרבה מתחת ל -2 מעלות צלזיוס של התחממות - גבול הקונצנזוס למתי ההשלכות של שינויי האקלים יחלו ממש ממש. אנשי איכות הסביבה ומדעני האקלים מחאו כפיים בדרך כלל על ההסכם, אך הייתה חשש עיקרי אחד: כיצד העולם היה יודע אם מדינות עומדות בהבטחותיהן? איך נוכל להיות בטוחים שההסכם אכן עובד?
שם חושב שיזופי NOAA שתוכנית מדידת הפחמן יכולה להיות שימושית - ואיפה הוא רואה את התוכנית הולכת, לפחות בחלקה, בעתיד.
"צריכה להיות דרך כלשהי לאמת באופן אובייקטיבי באיזו מידה מדיניות זו מצליחה בפועל. אנו חושבים זמן רב כיצד אנו יכולים לעשות זאת, כיצד אנו יכולים לבצע מדידות באופן כזה שאם יעד מדיניות הוא 20 אחוז פחות פליטות תוך 10 שנים, אנו יכולים באמת למדוד את זה מהאווירה? " אומר.
חוקרי NOAA התאמנו במדידת מקורות ידועים של מתאן ברחבי ארה"ב כדי לנסות למדוד ולכמת את הפחתות בפליטות גזי החממה. כעת, הם מפנים את תשומת ליבם לפחמן דו חמצני בערים, מנסים לתכנן שיטה שיכולה לתפוס שינויים בפליטת הפחמן ברמת עיר, ואפילו להצביע האם פחמן זה נובע ממקור טבעי, או משריפה של דלקים מאובנים .
לפרויקט שבילה למעלה ממחצית המאה שעברה על זממת ההשפעה המסוכנת של האנושות על האקלים, זה סיכוי מלא תקווה. "אם הסכם פריז ישא פרי ויוביל להפחתה בפליטות, נתחיל לראות את זה שיופיע ברשומה של מאונה לואה, וזו תהיה תגלית חדשה - נראה שבני אדם מכופפים את העקומה, " ראלף קילינג אומר. "אני להוט להמשיך ולראות שישנו כפתור שליטה שאנחנו יכולים לממש."
