Moderner Klimawandel: Fehlende Frau, fehlende Disziplin

Die Wissenschaft kennt keine Grenzen und keine Geschlechterunterschiede. In der Welt der Frauen geht es nicht nur um Schönheit und Zweckmäßigkeit, sondern auch um Wahrheit.

Die Wissenschaft hatte kein Land und kein Geschlecht. Die Sphäre der Frau umfasst nicht nur das Schöne und Nützliche, sondern auch das Wahre.

Geschrieben von | Veronika

Raymond P. Sorenson, ein pensionierter amerikanischer Erdölgeologe, ist besessen von technischen Büchern aus der Zeit vor dem amerikanischen Bürgerkrieg. Eines Tages im Jahr 2010 erregte ein Artikel seine Aufmerksamkeit, als er das „Annual of Scientific Discovery“ von 1857 las. Der Autor hatte bereits 1856 vorausschauend die wärmeabsorbierende Fähigkeit von Kohlendioxid mit dem Klimawandel in Verbindung gebracht. Drei Jahre später entdeckte der irische Physiker John Tyndall (1820–1893), dass unterschiedliche Gase unter langwelliger Infrarotstrahlung unterschiedliche Wärmemengen absorbieren. Dies galt als Bestätigung des Zusammenhangs zwischen dem Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre und dem, was man später als Treibhauseffekt bezeichnete.

Während Tyndall als Pionier der modernen Klimawissenschaft gilt, ist die unbekannte Autorin des Papiers, Eunice Newton Foote (1819-1888), im Staub der Geschichte verloren gegangen.

Sorensen erkannte bald, dass seine unbeabsichtigte Entdeckung die Geschichte einer Disziplin neu schreiben würde. Im Januar 2011 veröffentlichte Sorensen einen Artikel[1], in dem er seine Erkenntnisse beschrieb und Footes akademische Priorität in Bezug auf das Thema Kohlendioxid und Klimawandel bestätigte.

An diesem Punkt tauchten Eunice Foote und ihre bahnbrechenden Forschungsergebnisse, über die mehr als ein Jahrhundert lang Stillschweigen bewahrt worden war, endlich wieder auf.

Abbildung 1. Die Annals of Scientific Discovery sind eine Buchreihe des amerikanischen Ökonomen David Ames Wells (1828–1898). Es enthält viele wichtige wissenschaftliche Forschungsdokumente und deckt ein breites Spektrum an Bereichen ab. Eunices Papiere wurden in den Band von 1857 aufgenommen. | Quelle: Biodiversity Heritage Library

Pioniere zogen wie Sternschnuppen am frühen Morgen des 23. August 1856 vorbei. Hunderte bedeutende Forscher der amerikanischen Wissenschaftsgemeinde versammelten sich in Albany, New York, um an der 8. Jahrestagung der American Association for the Advancement of Science (AAAS) teilzunehmen und ihre Forschungsergebnisse und Forschungsinteressen auszutauschen.

Bei dem Treffen präsentierte Joseph Henry (1797–1878), eine damals hoch angesehene Persönlichkeit, eine wissenschaftliche Arbeit, die von einer Frau verfasst worden war. Dieser Physiker, der seinen Namen nach der Induktivitätseinheit „Henry (H)“ hinterließ, gilt als einer der größten amerikanischen Wissenschaftler nach Benjamin Franklin (1706–1790).

Bevor Henry seinen Vortrag vorlas, fügte er eine einleitende Bemerkung hinzu: „Die Wissenschaft hatte kein Vaterland und kein Geschlecht. Die Sphäre der Frau umfasst nicht nur das Schöne und Nützliche, sondern auch das Wahre.“[2] Diese Aussage ist nur in den handschriftlichen Notizen des Konferenzstenographen erhalten und wurde später wiederhergestellt.

Abbildung 2. Im Kurzfilm „Eunice“ aus dem Jahr 2018 sitzt Eunice (rechts) im Publikum und sieht zu, wie Henry ihre Forschung auf der Bühne präsentiert. | Bildquelle: Youtube

Dies war das erste Mal, dass Eunices Papiere öffentlich gezeigt wurden. Das Papier mit dem Titel „Umstände, die die Wärme der Sonnenstrahlen beeinflussen“[3] war nur zwei Seiten lang und prägnant. Ohne professionelle Versuchsausrüstung verwendete Eunice zum Aufbau ihrer wissenschaftlichen Welt lediglich eine „ziemlich effektive“ Luftpumpe, vier Quecksilberthermometer und zwei Glaszylinder mit einem Durchmesser von etwa 10 cm und einer Länge von etwa 76 cm.

Eunice verwendete eine Luftpumpe, um das Gas aus einem Glaszylinder zu extrahieren und in einen anderen Glaszylinder zu pumpen, wodurch das Gas in einem Zylinder dünner und das Gas im anderen Zylinder relativ dichter wurde. In den beiden Zylindern sind jeweils Thermometer angebracht. Nachdem die beiden Glaszylinder an einem kühlen Ort die gleiche Temperatur erreicht haben, stellen Sie sie in die Sonne und beobachten Sie alle 2 bis 3 Minuten die Temperatur. Eunice wiederholte den Temperaturmessprozess mit trockener, mit Calciumchlorid (CaCl2) entwässerter Luft, gesättigter feuchter Luft, normaler Luft, Wasserstoff (H2), Sauerstoff (O2) und Kohlendioxid (CO2).

Aus den beobachteten Daten gelangte Eunice zu drei Schlussfolgerungen:

① Mit zunehmender Dichte steigt die Fähigkeit des Gases, die Wärme der Sonne zu absorbieren und umgekehrt.

② Im Vergleich zu trockener Luft hat feuchte Luft eine stärkere Fähigkeit, die Wärme der Sonne zu absorbieren

3. Kohlendioxidhaltige Gase erwärmen sich unter Sonneneinstrahlung am stärksten und brauchen nach dem Transport an einen kühlen Ort am längsten zum Abkühlen.

Abbildung 4. Die in Eunices Artikel von 1856 aufgezeichneten Daten werden in einem modernen Diagrammformat dargestellt. Der Plotter führte eine logarithmische Anpassung des von Eunice aufgezeichneten Gaserhitzungsprozesses durch und verwendete zur Berechnung dieses Diagramms die Differenz (in Grad Celsius) zwischen den Temperaturwerten zum 4., 5. und 6. Zeitpunkt jeder Gaserhitzungs-Anpassungsfunktion und den Temperaturwerten zu den entsprechenden Zeitpunkten der gewöhnlichen Lufterhitzungs-Anpassungsfunktion als vertikale Achse. | Quelle: Notizen und Aufzeichnungen der Royal Society[4]

Eunices Experiment war raffiniert konzipiert und ihre Schlussfolgerungen waren fundiert. Noch wichtiger war jedoch, dass Eunice Mitte des 19. Jahrhunderts, als die Öffentlichkeit noch nicht begonnen hatte, dem Thema Klimawandel Aufmerksamkeit zu schenken, die Weitsicht besaß, die von ihr beobachteten wärmeabsorbierenden Eigenschaften von Kohlendioxid mit dem globalen Klimawandel in Verbindung zu bringen. Am Ende ihrer Arbeit schlussfolgerte sie, dass, wenn der Kohlendioxidanteil in der Erdatmosphäre über einen bestimmten Zeitraum hinweg zunimmt, auch die globalen Temperaturen steigen würden. (Eine Atmosphäre aus diesem Gas würde auf unserer Erde eine hohe Temperatur erzeugen; und wenn, wie manche annehmen, in einer Periode ihrer Geschichte die Luft in einem größeren Anteil mit diesem Gas vermischt war als heute, dann muss zwangsläufig eine erhöhte Temperatur sowohl durch die eigene Einwirkung als auch durch das erhöhte Gewicht entstanden sein.)

Das Papier wurde jedoch nicht in die Jahresberichte der AAAS aufgenommen, in denen alle auf der Jahrestagung präsentierten Papiere enthalten sein sollten. Die vollständige Version wurde 1856 im American Journal of Science and Arts veröffentlicht und von „Eunice Foote“ unterzeichnet (Abbildung 3). Anschließend veröffentlichten mehrere Zeitschriften, darunter Scientific American[5] (1856) und New York Daily Tribune[6] (1856), Auszüge aus Eunices Forschung. In den beiden einzigen europäischen Abstracts fehlten ihre direkten Schlussfolgerungen über die Auswirkungen von Kohlendioxid auf das Klima, und im Abstract des Edinburgh New Philosophical Journal wurde als Autorin sogar nur Mrs. Elisha Foote aufgeführt (Elishah war Eunices Ehemann).

Sogar Henry, der ihr am ehesten hätte helfen können, war sich der Bedeutung dieses Artikels aufgrund der Beschränkungen seines Forschungsgebiets (hauptsächlich Elektromagnetismus) nicht völlig bewusst. Henry erkannte zwar den Wert von Eunices Forschung an, glaubte damals jedoch, dass es „sehr schwierig sein würde, die Bedeutung dieser experimentellen Ergebnisse gründlich zu analysieren.“ (Obwohl die Experimente interessant und wertvoll waren, gab es viele Schwierigkeiten bei jedem Versuch, ihre Bedeutung zu interpretieren. Von Joseph Henry)[7]

Abbildung 3. Eunices Artikel „Umweltbedingungen, die die thermische Energie von Sonnenstrahlen beeinflussen“. |Bildquelle:
https://archive.org/details/mobot31753002152491/page/381/mode/2up?view=theater

Die Forschung von Eunice Foote ist wie eine Sternschnuppe, die einen Moment lang hell leuchtet und dann aus dem Blickfeld der Menschen verschwindet. Glücklicherweise veröffentlichte sie eine vollständige Abhandlung, sodass es künftigen Generationen möglich ist, die Beweise aufzuspüren und zu entdecken. Dank „reinem Glück“ brachte Sorensen diese legendäre Frau schließlich wieder ins Blickfeld der Öffentlichkeit und in die Wissenschaftsgeschichte[8].

Der Vater der modernen Klimawissenschaft in den Augen späterer Generationen

Wenn wir auf die wissenschaftliche Geschichte des Treibhauseffekts zurückblicken, kommt man an der Schlüsselfigur des irischen Physikers John Tyndall nicht vorbei.

Im Gegensatz zu Eunice, die lediglich eine „amateurhafte Naturwissenschaftlerin“ war, pflegte Tyndall, der seinen Doktortitel an der Universität Marburg in Deutschland erworben hatte, enge Kontakte zu den bedeutendsten Experimentalphysikern seiner Zeit und verwendete äußerst hochentwickelte experimentelle Instrumente. Sein berühmtester Beitrag war die Entdeckung im Jahr 1869, dass Licht beim Durchgang durch ein Kolloid an dispergierten Partikeln gestreut wird. Er nannte dies den „Tyndall-Effekt“.

In den 1850er Jahren war Tyndall für seine Forschungen auf dem Gebiet des Diamagnetismus[9] und der Struktur und Bewegung von Gletschern[10] berühmt geworden. Nach der Lektüre von Macedonio Mellonis Arbeit über Wärmestrahlung[11] beschloss Tyndall, Gase anstelle von Flüssigkeiten und Feststoffen zu verwenden, um deren Strahlungsabsorption zu testen. Er war fest davon überzeugt, dass Materie aus Molekülen und Atomen besteht und dass die chemische Zusammensetzung (Molekülstruktur) der Materie auch den Strahlungsabsorptionsprozess beeinflusst.

Tyndall maß zunächst die Erwärmung „einfacher Gase“ (heute als Elementargase bekannt) wie Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff unter langwelliger Infrarotstrahlung, die Ergebnisse waren jedoch nicht optimal. Erst bei der Messung komplexerer Gasmoleküle wie Wasserdampf, Kohlendioxid und Methan konnte er eine deutliche Erwärmung feststellen. Tyndall war sich der Bedeutung dieses experimentellen Ergebnisses bewusst und berichtete der Royal Society of London im Jahr 1859 umgehend über seine Forschungsergebnisse in Form einer Übersicht. Im Jahr 1861 veröffentlichte er die Arbeit offiziell in den Proceedings of the Royal Society[12]. Diese Entdeckung wurde zur theoretischen Grundlage des Treibhauseffekts und Tyndall selbst wurde später als „Vater der modernen Klimawissenschaft“ gefeiert.

Abbildung 5. Schematische Darstellung des experimentellen Aufbaus von Tyndall zur Wärmestrahlung. | Quelle: Royal Institution of the Great Britain

Es gibt zwei Hauptunterschiede zwischen den experimentellen Designs von Tyndall und Eunice.[13] Erstens nutzte Eunice die Vollspektrum-Sonnenstrahlung zum Erhitzen des Gases, während Tyndalls Heizquelle ein mit kochendem Wasser gefüllter Leslie-Würfel war, der langwellige Infrarotstrahlung erzeugt. Zweitens verwendete Tyndall ein von ihm selbst entwickeltes Differenzialspektrometer, mit dem er Unterschiede in der Wärmeabsorption empfindlich und genau messen konnte, während Eunices Versuchsaufbau relativ einfach und primitiv war. Es ist jedoch erwähnenswert, dass Tyndale im Gegensatz zu Eunice kein Interesse am Klimawandel hatte und in seiner Arbeit von 1859 die möglichen Auswirkungen der Entdeckung auf den globalen Klimawandel mit keinem Wort erwähnte.

Abbildung 6. Der Physiker John Leslie erfand 1804 den Leslie-Würfel (links). Der Würfel hat vier senkrecht zum Boden stehende Flächen, von denen drei mit einer Schicht aus Gold, Silber und Kupfer überzogen sind und die andere mit einem Hausenblase-Lack überzogen ist. Wenn der Würfel mit kochendem Wasser gefüllt wird, erkennt die Temperatursonde (rechts) eine deutlich stärkere Wärmeabgabe von der Muskovit-Seite als von den anderen drei Seiten. | Bildquelle: Wikipedia

Wusste Tyndall von Eunices Forschung, bevor er das Experiment durchführte? Dies ist zu einem historischen ungelösten Fall geworden. Es gibt viele Kontroversen in diesem Zusammenhang und die Wahrheit ist unbekannt. Einige Wissenschaftler haben bezweifelt, dass Tyndall ihren Artikel über Farbenblindheit sehr wahrscheinlich gelesen hat, da er in derselben Zeitschrift wie Eunices Forschung veröffentlicht wurde.[8] Tyndalls Biograf Roland Jackson meinte, Tyndall selbst sei möglicherweise sexistisch gewesen, da er der Meinung war, Wissenschaftlerinnen hätten nicht dieselbe Vorstellungskraft und Forschungsbegabung wie Männer. Gleichzeitig glaubte Jackson jedoch auch, dass es Tyndall angesichts seines Charakters und seiner Qualitäten unmöglich sei, dass er sich akademisches Fehlverhalten zuschulden kommen lasse. Hinzu kommt, dass es Mitte des 19. Jahrhunderts kaum internationalen Austausch gab und interkontinentaler Austausch sogar noch seltener war. Wollten akademische Leistungen über den Ozean hinaus verbreitet werden, konnten sie sich nur auf persönliche soziale Beziehungen stützen.[13] Doch für eine begeisterte Amateurwissenschaftlerin wie Eunice, die nur über begrenzte Kontakte verfügt, scheint dies unmöglich zu sein.

Eunice war einzigartig, kostbar und eine Blume, die noch prächtiger hätte blühen können. In der Septemberausgabe des Scientific American hieß es, Eunices Forschung habe „vollständig bewiesen, dass Frauen über die nötige Kreativität und Genauigkeit verfügen, um jedes beliebige Thema zu studieren.“[14]

Die Kolumnen des Scientific American wurden oft mit Artikeln zu wissenschaftlichen Themen von Damen geschmückt, die Männern mit dem höchsten wissenschaftlichen Ruf Ehre machen würden; und die Experimente von Mrs. Foot liefern zahlreiche Beweise für die Fähigkeit der Frau, jedes Thema mit Originalität und Präzision zu untersuchen.

Es ist besonders bedauerlich, dass Eunice im Fach Geschichte ihre Forschungen nicht fortsetzen und ihre Ansichten zum Klimawandel nicht weiter vertiefen konnte. Die Denkanstöße, die Frauen zur Entstehung der modernen Klimawissenschaft beitrugen, wurden aufgrund der Verachtung und Gleichgültigkeit der Umwelt gegenüber Frauen und der ungünstigen Bedingungen, mit denen Frauen in der wissenschaftlichen Forschung konfrontiert waren, ausgelöscht. Wenn wir heute über die unfaire Behandlung nachdenken, der Forscherinnen ausgesetzt sind, ist es vielleicht wichtiger, darüber nachzudenken, wie wir den wissenschaftlichen Forscherinnen in unserem Umfeld Unterstützung und Hilfe bieten können. Schließlich lässt sich die Vergangenheit nicht ändern, doch die Zukunft bietet immer noch unendliche Möglichkeiten.

Welche Art von Boden lässt die „Treibhauseffektblume“ entstehen? Zu Beginn des 19. Jahrhunderts erhielten westliche Frauen erstmals die Möglichkeit, eine höhere Bildung zu erlangen, die bis dahin ausschließlich Männern vorbehalten war. Doch erst gegen Ende des 19. Jahrhunderts entwickelte sich die Hochschulbildung für Frauen in großem Umfang (weitere Einzelheiten finden Sie unter „Koedukation, ein Jahrhundert des Kampfes | Wo sind die Wissenschaftlerinnen geblieben“). Im gesamten 19. Jahrhundert wurden lediglich 3.400 Artikel von Forscherinnen veröffentlicht, das sind weniger als 1 % aller veröffentlichten Artikel. Von diesen 3.400 Arbeiten wurden 1.400 von amerikanischen Wissenschaftlerinnen verfasst, die meisten davon in den Bereichen Botanik, Zoologie und anderen Biowissenschaften, nur 16 Arbeiten stammten aus dem Bereich der Physik. Von diesen 16 Aufsätzen wurden nur zwei vor 1889 veröffentlicht, beide von Eunice Foote verfasst.[15]

In welcher Umgebung ist eine so strahlende Frau aufgewachsen?

Die Geschichte beginnt auf einer Farm in Connecticut, USA. Eunice, geboren 1819, hieß ursprünglich Eunice Newton. Ihr Vater war ein entfernter Verwandter des berühmten Isaac Newton (1643–1727). Doch ohne diesen Heiligenschein sind sie nur eine gewöhnliche Bauernfamilie.

Im Alter von 17 Jahren trat Eunice dem Troy Female Seminary in New York bei. Das College, bekannt als „Mekka der Frauen“ (Mekka ist der heiligste Ort im Islam), wurde 1824 von der Feministin Emma Willard gegründet und war die erste Vorbereitungsschule für Frauen in den Vereinigten Staaten. Das Troy Seminary teilte sich die Lehreinrichtungen mit dem nahegelegenen Rensselaer Polytechnic Institute und verfügte zu dieser Zeit über die beiden einzigen Chemielabore der Welt, die speziell für den Unterricht konzipiert waren. Hier eignete sich Eunice experimentelle Fähigkeiten an und lernte, wie man experimentelle Projekte konzipiert und durchführt.

Erwähnenswert ist Amos Eaton (1776–1842), der Gründer des Rensselaer Polytechnic Institute. Eaton war Anwalt, liebte jedoch schon als Kind die Natur und betrieb neben seiner Tätigkeit als Anwalt botanische Forschung. Wegen Beteiligung an Grundstücksspekulationen und Betrugsverdacht wurde er zu einer lebenslangen Haftstrafe verurteilt, glücklicherweise jedoch im fünften Jahr seiner Haftstrafe begnadigt. Nach seiner Entlassung aus dem Gefängnis studierte er weiterhin Botanik, Geologie und Chemie, stellte ein botanisches Wörterbuch zusammen, hielt Vorlesungen und war Mitbegründer einer Schule ... und wurde zu einer legendären Figur, die moderne Lehrreformen vorantrieb.[16] Er war der Ansicht, dass Männer und Frauen die gleichen Rechte auf wissenschaftliche Forschung und Bildung haben sollten, und zu diesem Zweck betreute er eine Lehrerin am Troy Women's Seminary gewissenhaft. Der Lehrer konzipierte einen umfassenden wissenschaftlichen Forschungskurs für Schülerinnen, und Eunice war eine der Nutznießerinnen.

Abbildung 7. Wesleyanische Kapelle in Seneca Falls. Vom 19. bis 20. Juli 1848 fand hier die erste Frauenrechtskonvention der USA statt. | Bildquelle: Getty Images

Darüber hinaus hatte auch eine von Eunices Nachbarinnen einen großen Einfluss auf sie: die berühmte Elizabeth Cady Stanton (1815–1902), eine der Pionierinnen der amerikanischen Frauenbewegung. Im Jahr 1848 fand in Seneca Falls im Bundesstaat New York unter der Leitung von Stanton die erste Frauenrechtskonvention statt, und Eunice war eine der Teilnehmerinnen. Auf der Konferenz wurde die Erklärung der Gefühle angenommen, in der gefordert wird, dass Frauen in der Hochschulbildung, am Arbeitsplatz und im Eheleben die gleichen Rechte wie Männer genießen. Eunice war so bewegt, dass sie an der Veröffentlichung der Konferenzberichte mitwirkte.[17]

Abbildung 8. Die Unterschriftenseite der Erklärung der Gefühle. Eunice Footes Name steht in Spalte 1, Zeile 5, und der Name ihres Ehemanns Elisha Foote steht im Männerbereich, Spalte 1, Zeile 4. |Quelle: Library of Congress, Sammlung der National American Woman Suffrage Association

Als die Leute die Erklärung der Gefühle noch einmal durchsahen, stellten sie fest, dass sie neben Eunices eigener Unterschrift auch die ihres Mannes Elisha Foote enthielt. Elisha war Richter, Erfinder, Mathematiker und Frauenrechtler und einer der wenigen männlichen Teilnehmer, die schließlich die Declaration of Sentiments unterzeichneten. Als Ehemann wurde Elisha einer der wichtigsten Unterstützer von Eunice bei ihrer späteren wissenschaftlichen Forschungsarbeit. Er behandelte sie als Gleichgestellte und ermutigte Eunice, die wissenschaftliche Forschung fortzusetzen, die sie liebte. Er stellte sie Joseph Henry vor und sorgte als Mitglied der AAAS dafür, dass die Forschungsergebnisse seiner Frau auf Konferenzen vorgestellt werden konnten.[8] Man kann sich vorstellen, wie viel Kraft Elisas entschlossene Unterstützung Eunice gab.

Abbildung 9. Foto von Eunices Ehemann, Elisha Foote. Eunice selbst hat kein öffentliches Videomaterial hinterlassen. Aus schriftlichen Aufzeichnungen wissen wir, dass sie zierlich war, ein ovales Gesicht, dunkelbraunes Haar und graublaue Augen hatte. | Bildquelle: Wikipedia

Liz Foote, Doktorandin der Umwelt- und Verhaltenswissenschaften, ist eine entfernte Verwandte von Elisha Foote. Beim AAAS-Treffen 2018 erfuhr Liz zufällig von Eunice und nahm an einem Forschungsprojekt über Eunice teil. Liz sagt:

Als Frau im 19. Jahrhundert waren ihre beruflichen Möglichkeiten jedoch begrenzt. Dass sie trotz der Realitäten ihrer Zeit das erreicht hat, was sie erreicht hat, ist sehr beeindruckend und sollte jeden inspirieren.[18]

Wäre die Welt heute anders, wenn…?

Im Jahr 1856 stießen Eunices Forschungen zur Absorption von Sonnenlicht durch verschiedene Gase auf verhaltene Resonanz und ihre Vorhersagen zum Klimawandel wurden ignoriert. Im folgenden Jahr veröffentlichte Eunice eine Arbeit über die Beziehung zwischen Schwankungen des Luftdrucks und Änderungen der elektrischen Ladung.[19] Laut dem Catalogue of Scientific Papers (1800–1900) der Royal Society war dies Eunices letzte Arbeit auf dem Gebiet der Physik.

Wenn die wissenschaftliche Gemeinschaft diese Forschung damals ernst genommen hätte und wenn Eunice genügend Ressourcen und Ermutigung von anderen erhalten hätte, wäre sie vielleicht auf die Idee gekommen, langwellige Infrarotstrahlung anstelle des einfachen und primitiven Sonnenlichts zum Heizen zu verwenden. Mithilfe moderner Instrumente und standardisierter Labore dürfte Eunices nächstes Experiment wissenschaftlicher und ausgefeilter gestaltet sein, die quantitativen Ergebnisse sollten präziser ausfallen und ihre Hypothese zum Klimawandel könnte weiter bestätigt werden.

Durch das Versäumen von Eunice haben die Vereinigten Staaten auch eine Chance versäumt, bei der Entwicklung der modernen Klimawissenschaft eine Führungsrolle zu übernehmen. In den späten 1860er Jahren begann die zweite Industrielle Revolution und die Menschheit trat in das „elektrische Zeitalter“ ein. Zu dieser Zeit erlebten verschiedene wissenschaftliche und technologische Erfindungen in den Vereinigten Staaten einen Boom und das Land holte rasch gegenüber den alten kapitalistischen Ländern, vertreten durch Großbritannien, auf. Im Vergleich zur angewandten Forschung wird die Grundlagenforschung jedoch relativ vernachlässigt. In der Mitte des 19. Jahrhunderts, als Eunice lebte, war die Entwicklung der amerikanischen Physikergemeinschaft weit hinter der europäischen zurückgeblieben. Selbst in den 1870er Jahren gab es in den Vereinigten Staaten weniger als 75 Menschen, die sich „Physiker“ nannten, und davor waren nur Benjamin Franklin und Joseph Henry im Ausland berühmt.[20] Während die Amerikaner ihr Land erkundeten und kolonisierten, erlebte das Studium der Naturgeschichte eine Blütezeit, das Studium der Naturwissenschaften hatte jedoch Schwierigkeiten.

Wäre Eunices Forschung in den USA und Europa ernst genommen worden, hätte sie möglicherweise eine Chance für die Entwicklung der Klimawissenschaft in den USA darstellen können. Genau wie Liu Xiangs Einfluss auf die chinesische Leichtathletik werden die Besten immer die Aufmerksamkeit der Menschen auf diesen Bereich lenken, und diese Aufmerksamkeit wird politische Unterstützung und die Zuweisung von Ressourcen mit sich bringen. Die 1850er Jahre werden von modernen Klimaforschern allgemein als Beginn der Industrialisierung angesehen. Mit anderen Worten: Die menschlichen Aktivitäten hatten zu diesem Zeitpunkt noch keinen Einfluss auf den Klimawandel. Die Wachstumsmuster der Baumringe zeigen, dass die Temperaturen in der nördlichen Hemisphäre in den 1860er Jahren deutlich anstiegen[17] (aufgrund der massiven Verbrennung fossiler Brennstoffe und der Abholzung der Wälder). Hätten die Vereinigten Staaten damals die Gelegenheit genutzt, die sich durch die Entwicklungen in der Klimawissenschaft ergab, wäre die Menschheit möglicherweise in der Lage gewesen, in diesem Zeitraum rascher auf den Klimawandel zu reagieren.

Das menschliche Verständnis des Treibhauseffekts begann im Jahr 1827, als der Mathematiker Joseph Fourier (1768-1830) die Idee aufstellte, dass die Erdatmosphäre eine wärmende Wirkung hat. Fourier glaubte, dass die Temperatur der Erdoberfläche viel niedriger wäre, als sie aufgrund des Volumens der Erde und der Entfernung zwischen der Erde und der Sonne tatsächlich ist, wenn die Atmosphäre keine Wärme speichern könnte.[21] Die Forschung von Eunice und Tyndall beantwortete insbesondere die Frage, „welche atmosphärischen Komponenten diesen Wärmedämmeffekt verursachen“. Es ist wichtig festzustellen, dass sie die Absorption von Wärmestrahlung durch eine kleine, im Wesentlichen isotherme Gasmasse feststellten. Dies ist nicht dasselbe wie das, was man heute als Strahlungserwärmung der gesamten Atmosphäre bezeichnet. Um die Ergebnisse dieses idealen Experiments auf die gesamte Atmosphäre auszuweiten, sind zahlreiche theoretische Erkenntnisse erforderlich, die später entwickelt werden.

Insbesondere mit der Entwicklung des Elektromagnetismus entwickelten Wissenschaftler allmählich ein grundlegendes Verständnis der Strahlung und etablierten die Theorie der atmosphärischen Strahlungsübertragung, die es Physikern ermöglichte, die einfache Strahlungserwärmung in einem kleinen Bereich auf die reale Atmosphäre mit sehr komplexer Temperaturschichtung auszudehnen. Mittlerweile ist bestätigt, dass „ein Anstieg der Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre zu einem Anstieg der Temperaturen in Bodennähe führen kann.“ Anfang der 1960er Jahre zeigten Messungen des amerikanischen Meteorologen Charles David Keeling (1928-2005), dass die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre rapide anstieg[22]. Wenn man die Schlussfolgerung, dass „der Anstieg der Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre zu einem Anstieg der Oberflächentemperatur führen kann“, mit der Tatsache verknüpft, dass „die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre rasch ansteigt“ und dass es zu einer „globalen Erwärmung“ kommt, wird der Treibhauseffekt zu einem wirklich bedeutsamen wissenschaftlichen Thema. Eunices Forschung ist der Ausgangspunkt der Argumentationskette zum Treibhauseffekt. Wenn die Menschen in der Lage gewesen wären, die Auswirkungen menschlicher Aktivitäten auf das Klima einige Jahre früher vorherzusehen, hätte die ökologische Umwelt der Erde heute vielleicht mehr Gelegenheit zum Atmen.

Noch bedauerlicher ist, dass Eunices Schweigen nur Teil einer umfassenderen Erzählung ist, in der Frauen die gleichen Rechte in wissenschaftlichen Einrichtungen vorenthalten werden. Im Jahr 2018 veranstaltete die University of California in Santa Barbara ein Symposium mit dem Titel „Science Knows No Gender“, um die herausragenden Beiträge von Eunice Foote zu würdigen[23]. „Ich frage mich, wie viele weitere ‚Eunice Footes‘ da draußen noch darauf warten, entdeckt zu werden“, sagte Leila Carvalho, Professorin für Meteorologie an der Universität. „Wie viele wissenschaftliche Arbeiten sind aufgrund von sozialem Druck aufgrund von Geschlecht, Ethnie oder Rasse im Laufe der Geschichte verloren gegangen?“

Abbildung 10. In dem 2018 erschienenen Kurzfilm Eunice trägt Eunice, gespielt von der britischen Schauspielerin Helen Jessica Liggat, ein aufwendiges viktorianisches Kleid und führt Experimente unter einfachen Bedingungen durch. | Bildquelle: Youtube

Wenn wir Frauen ausschließen, verliert die Wissenschaft die Hälfte ihrer Macht. Eunice hat bewiesen, dass Frauen im Bereich der wissenschaftlichen Forschung über das gleiche Potenzial wie Männer verfügen, und dient seitdem unzähligen Wissenschaftlerinnen als Inspiration. Heute sind sie nicht mehr auf die Identität von „Amateur-Wissenschaftlern“ beschränkt. Sie können komplizierte Röcke ablegen und den Palast der Wissenschaft in einfacher Kleidung betreten. Zu Eunices Lebzeiten betrug die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre nur 290 ppm (parts per million). Sie hat wahrscheinlich nicht vorausgesehen, dass dieser Wert in etwas mehr als einem Jahrhundert 410 ppm überschreiten würde[24]. In der Erklärung zur Klimagerechtigkeit von Women’s Connected Leadership aus dem Jahr 2019 heißt es angesichts der wachsenden globalen Erwärmung und der Klimakrise: „Um alles zu ändern, brauchen wir alle.“[25]

Abbildung 11. Die Women’s United Leadership Declaration for Climate Justice setzt sich dafür ein, Frauen auf der ganzen Welt dabei zu unterstützen, ihre Meinung zu äußern, aktiv zu werden und im Bereich Klimaschutz eine Führungsrolle anzustreben. | Bildquelle: womenleadclimate.org

Danksagung

Ich möchte Shi Wen, einem Doktoranden der Abteilung für Erdsystemwissenschaften an der Tsinghua-Universität, meinen aufrichtigen Dank für seine Referenzmeinungen zu den in diesem Artikel enthaltenen Fachkenntnissen aussprechen.

Verweise

[1] Sorenson, RP (2011). Eunice Footes bahnbrechende Forschung zu CO2 und Klimaerwärmung. Suche und Entdeckung.

[2] https://publicdomainreview.org/collection/first-paper-to-link-co2-and-global-warming-by-eunice-foote-1856.

[3] Foote, Eunice (1856). Umstände, die die Wärme der Sonnenstrahlen beeinflussen. American Journal of Science and Arts, S. 382–383.

[4] Ortiz, JD, & Jackson, R. (2020). Die Experimente von Eunice Foote aus dem Jahr 1856 verstehen: Wärmeabsorption durch atmosphärische Gase. Notizen und Aufzeichnungen der Royal Society. doi: 10.1098/rsnr.2020.0031.

[5] „Wissenschaftlerinnen: Experimente mit kondensierten Gasen“, Sci. Amer.12, 5 (13. September 1856).

[6] „Sektion für Physik und Mathematik“, New York Daily Trib., 26. August 1856, S. 11. 7.

[7] Abschnitt für Physik und Mathematik, New York Daily Tribune, 26. August 1856, S. 7.

[8] Mandel, Kyla (2018). Diese Frau hat die Klimawissenschaft grundlegend verändert – und Sie haben wahrscheinlich noch nie von ihr gehört. Denken Sie an den Fortschritt. Aktionsfonds des Zentrums für amerikanischen Fortschritt.

[9] Jackson, Roland (2015). John Tyndall und die frühe Geschichte des Diamagnetismus. Ann. Sci.72, 435–489.

[10] Jackson, Roland (2018). Der Aufstieg von John Tyndall. Oxford University Press, S. 113–151 und 324–326.

[11] Melloni, Macedonio (1850). Die Thermochrose oder die kalorische Coloration. Neapel.

[12] Tyndall, John (1861). Hinweis zur Übertragung von Strahlungswärme durch gasförmige Körper. Proceedings der Royal Society of London, 10, 37-39.

[13] Jackson, Roland (2019). Eunice Foote, John Tyndall und eine Frage der Priorität. Notizen und Aufzeichnungen der Royal Society. doi: 10.1098/rsnr.2018.0066.

[14] Scientific Ladies.—Experimente mit kondensierten Gasen. (1856). Scientific American, 12(1), 5–5. http://www.jstor.org/stable/24947406

[15] MRS Creese und TM Creese (1998). Damen im Labor? Amerikanische und britische Frauen in der Wissenschaft, 1800–1900: eine Studie über ihren Beitrag zur Forschung. Vogelscheuchenpresse.

[16] Perlin, John (2019) Eine Foote-Note zur verborgenen Geschichte der Klimawissenschaft: Warum Sie noch nie von Eunice Foote gehört haben. Widerstandsfähigkeit.

[17] Perkowitz, Sydney (2019). Wenn das Amerika des 19. Jahrhunderts doch nur auf eine Wissenschaftlerin gehört hätte. Nautilus (78).

[18] Shapiro, Maura (2021). Die fast vergessene Entdeckung von Eunice Newton Foote. Physik heute. AIP Publishing LLC. doi:10.1063/PT.6.4.20210823a.

[19] Frau Elisha Foote (1858). Über eine neue Quelle elektrischer Erregung, Philosophy Magazine (15, 239–240).

[20] DJ Kevles (2001). Physiker: Die Geschichte einer wissenschaftlichen Gemeinschaft im modernen Amerika. Harvard University Press, S. 11. 7.

[21] Fleming, JR (1999). Joseph Fourier, der „Treibhauseffekt“ und die Suche nach einer universellen Theorie der irdischen Temperaturen. Bemühen. 23(2):72–75. doi:10.1016/s0160-9327(99)01210-7.

[22] Harris, DC (2010). Charles David Keeling und die Geschichte der atmosphärischen CO2-Messungen. Analytische Chemie. 82(19):7865-70. doi:10.1021/ac1001492.

[23] Mitchell, Jeff (2018). Die Wissenschaft kennt kein Geschlecht: Auf der Suche nach Eunice Foote, die vor 162 Jahren die Hauptursache der globalen Erwärmung entdeckte. Die jetzige. Universität von Kalifornien, Santa Barbara.

[24] https://www.noaa.gov

[25] https://womenleadclimate.org

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