135 лет назад ушла из жизни первооткрыватель парникового эффекта Юнис Ньютон Фут

Юнис Ньютон Фут экспериментально доказала поглощение лучистой энергии углекислым газом и предположила, что даже незначительное увеличение его концентрации в земной атмосфере может привести к значительному потеплению на Земле. Иными словами, она была первым ученым, открывшим парниковый эффект и сформулировавшим главный тезис современной теории глобального потепления.

Но вспомнили о приоритете Юнис Ньютон Фут поздновато, всего 12 лет назад, а окончательно, документально, он был подтвержден два года назад. И еще большой вопрос — станет ли теперь Юнис Ньютон Фут основоположником современной теории глобального потепления. Пока ученые—теоретики глобального отепления лишь снисходительно говорят, что она «заслуживает похвалы за то, что отметила роль CO2 в поглощении тепла и его потенциального влияния на глобальное потепление климата».

Приоритет Тиндаля

О парниковых газах, парниковом эффекте и его роли в глобальном потеплении сейчас знают все. Вопрос в другом: откуда взялась уверенность в том, что виноваты в потеплении именно парниковые газы и в первую очередь углекислый газ, вклад которого в парниковый эффект больше, чем других парниковых газов. До сих пор считалось, что фундамент этой уверенности заложил профессор лондонского Королевского института Джон Тиндаль.

10 июня 1859 года на еженедельном вечернем заседании Лондонского Королевского общества под председательством принца-консорта (он был вице-патроном Королевского общества, а главным покровителем британских ученых была его жена — королева Виктория) член общества Джон Тиндаль сообщил о результатах своих опытов «по передаче тепла через газообразные тела» и в том же году опубликовал их в трехстраничной заметке в «Философических записках Королевского общества в Лондоне» («Note on the Transmission of Heat Through Gaseous Bodies»).

В 1861 году в тех же «Философических записках…» вышла уже 37-страничная статья Тиндаля «On the Absorption and Radiation of Heat by Gases and Vapours, and on the Physical Connexion of Radiation, Absorption and Conduction» («О поглощении и излучении тепла газами и парами и о физической связи излучения, поглощения и проводимости тепла»). Как раз эти публикации (они свободно доступны в интернете, желающие могут почитать их сами) дают основание ученым считать Джона Тиндаля первым, кто экспериментально доказал механизм парникового эффекта.

Тиндаль установил, что азот и кислород, вместе составляющие 99% сухого воздуха, «прозрачны для излучаемого тепла». Но водяной пар и такие газы, как метан и углекислый газ, «поглощают излучаемое Солнцем тепло и повторно излучают его в атмосферу». На основании чего Тиндаль предположил, что изменения в концентрациях этих газов в атмосфере вызывали в прошлом значительные климатические изменения, включая ледниковые периоды.

Неожиданная находка

В 2011 году американский геохимик-нефтяник и историк науки Реймонд Соренсон, просматривая в архивах старые номера American Journal of Science and Arts, специализировавшегося на геологии, наткнулся в его томе XXII за ноябрь 1856 года, в №LXVI, на странице 382 на статью под номером XXXL под названием «Circumstances Effecting the Heat of the Sun’s Rays» («Обстоятельства, влияющие на тепло солнечных лучей»). Статья была объемом всего полторы странички и с тремя таблицами, то есть тем недостатком, что в ней слишком много букв, как сейчас принято, она не страдала.

Автором статьи была Юнис Фут (Eunice Foote), судя по имени, женщина. Она кратко описала свои эксперименты по излучению, поглощению и проводимости солнечного тепла обычного воздуха, вакуумированного воздуха, сухого воздуха, влажного воздуха и углекислого газа. В отличие от опытов Джона Тиндаля, который построил специальный инфракрасный спектрофотометр для измерения поглощения и испускания инфракрасных (тепловых) лучей разными газами, у Юнис Фут самыми сложными приборами были вакуумный насос, термометр и горелка для запаивания стеклянных трубочек с газами.

Результаты опытов Юнис Фут были такими. Согревающий эффект солнца сильнее для сжатого воздуха, чем для разряженного, и сильнее для влажного воздуха, чем для сухого, а «в-третьих, наибольшее воздействие солнечные лучи оказывают на углекислый газ… Атмосфера из этого газа придала бы нашей Земле высокую температуру; и если, как некоторые предполагают, в какой-то период ее истории его содержание в воздухе было выше, чем в настоящее время, то в результате его воздействия неизбежно [на Земле] должна была возникнуть повышенная температура».

Приоритет Юнис Фут

Написано это было на три года раньше, чем аналогичные опыты начал Джон Тиндаль и впервые высказался о парниковом эффекте, причем пока весьма неопределенно. И на пять лет раньше, чем Тиндаль завершил свои эксперименты и сказал о том же самом уже уверенно. По всему выходило, что приоритет гипотезы парникового эффекта принадлежит Юнис Фут, а профессор Тиндаль в этой истории, по крайней мере со стороны, выглядит скверно.

Вот тут все и началось, как в рассказе Зощенко, когда на кухню в коммунальной квартире явился инвалид Гусев с вопросом: «Что за шум, а драки нет?». Публикации о Юнис Ньютон Фут посыпались как из рога изобилия. Такой медийности, как у Греты Тунберг, она пока не достигла, потому что споры о приоритете теории парникового эффекта пока шли основном в рамках исключительно научного сообщества.

Тут надо отдать должное Реймонду Соренсену, извлекшему Юнис Фут из забвения. Он продолжал дотошно разбираться, мог ли Джон Тиндаль в Лондоне знать о статье Юнис Фут в американском журнале American Journal of Science and Arts, который издавался за океаном — в Нью-Хейвене, штат Коннектикут, и знал ли Тиндаль о докладе Юнис Фут на эту же тему в Олбани на 10-м ежегодном собрании Американской ассоциации содействия развития науки (AAAS) в том же 1856 году, где доклад миссис Фут зачитал непременный секретарь Смитсоновского института физик Джозеф Генри, широко известный в ученом мире Старого и Нового Света, которого профессор Тиндаль не мог не знать.

В итоге этих исследований в 2021 году, то есть десять лет спустя после своей первой статьи, открывшей ученому миру Юнис Фут, Соренсен публикует еще одну статью «Eunice Foote's Pioneering Research on CO2 and Climate Warming» («Новаторское исследование Юнис Фут о выбросах CO2 и потеплении климата»), в которой еще раз, уже окончательно подтверждает приоритет Юнис Фут. Но с оговоркой, мол, Тиндаль, скорее всего, просто не знал ни о ее докладе, ни о публикации тезисов этого доклада и что вообще «в ходе научного открытия трудно оценить требования о приоритете, особенно если результаты исследований не становятся общественным достоянием».

Дочь Исаака Ньютона-младшего

Так оно есть, в свое время открытие Юнис Фут не стало ни научным, ни общественным достоянием, зато сейчас она сама стала в Америке общественным достоянием, да еще каким! За 12 лет о ней написаны сотни статей как в научной и околонаучной прессе, так и в СМИ и соцмедиа. И во всех них она фигурирует под именем Юнис Ньютон Фут, да и сама она в своих научных публикациях и заявках на патенты подписывалась Юнис Н. Фут (Eunice N. Foote), хотя «Ньютон» было не ее вторым именем, а всего лишь девичьей фамилией (Фут — ее фамилия по мужу).

Родилась она в 1819 году в штате Коннектикут в многодетной семье местного фермера Исаака Ньютона-младшего. Магия его имени сыграла злую шутку над исследователями научного наследия его дочери, добавление к ее имени «дальняя родственница Ньютона» стало чуть ли не обязательным атрибутом публикаций о ней (можете сами глянуть, например, прошлогоднюю публикацию в The Washington Post «Did the ‘Father of Climate Science’ Steal His Discovery from Eunice Newton Foote?»). Хотя никаких фактов в пользу ее родства с главным физиком всех времен и народов Исааком Ньютоном нет.

Напротив, есть довольно большое (объемом 872 страницы) исследование корней американских Ньютонов 1915 года издания некоей Эрмины Элизабет Ньютон с длинным названием «Родословная Ньютонов, генеалогическая, биографическая, историческая, представляющая собой летопись потомков Ричарда Ньютона из Садбери и Мальборо, штат Массачусетс, с генеалогиями семей, происходящих от иммигрантов, преподобного Роджера Ньютона из Милфорда, штат Коннектикут, Томаса Ньютона из Фэрфилда, штат Коннектикут, Мэтью Ньютона из Стонингтона, штат Коннектикут, Ньютонов из Вирджинии, Ньютонов близ Бостона».

Про английского физика Исаака Ньютона там нет ни слова. Возможно, сейчас кто-то из историков науки уже вовсю трудится над генеалогией семейства коннектикутского фермера Исаака Ньютона-младшего и его дочери Юнис в надежде доказать их родство с великим физиком. Но пока никаких оснований называть их даже очень дальними его родственниками нет. Разве что считать, что все американские Ньютоны, перебравшиеся в Новый Свет, в известной степени родственники между собой и со своими однофамильцами, оставшимися в Англии, в том числе физиком Исааком Ньютоном из английского графства Линкольншир. И Юнис Ньютон Фут в их числе тоже имеет гораздо большее право считаться «дальней родственницей» Исаака Ньютона, чем любой человек с другой фамилией, например, Ломоносов. Хотя как сказать. С середины XVI века, начала морской торговли с Англией при Иване Грозном, и в последующие полтора века в Холмогорах побывали сотни английских кораблей (порт в Архангельске тогда еще не построили, и главным портом на Северной Двине были Холмогоры) и тысячи англичан, среди которых наверняка были Ньютоны.

Идеальный научный брак

Юнис Ньютон получила хорошее по своим временам образование в женской семинарии в городке Трой близ Олбани и там же в Трое прослушала курс естественной истории в школе Ренселлера (ныне Политехнический университет Ренселлера). В возрасте 22 лет она вышла замуж за адвоката Элишу Фута-младшего из семьи потомственных юристов и политиков. Карьера мужа складывалась удачно, он стал окружным прокурором, затем судьей, потом занялся частной практикой, причем в области патентного права, наиболее близкой к тому, что, похоже, увлекало его гораздо больше, чем юриспруденция.

Еще будучи окружным судьей, он получил патент США №2636 на автоматический регулятор тяги печей, а всего к концу жизни патентов у него накопилось с полдюжины. Одно время он недолго, меньше года, прослужил комиссаром Патентного ведомства США, а это уровень замминистра, но столкнулся там с таким уровнем коррупции, что подал об этом докладную записку министру внутренних дел и почел за благо уйти в отставку. И окончательно занялся наукой и изобретательством, став в 1870 году одним из членов-основателей Национального института прикладных наук

Его жена Юнис тоже подала две патентные заявки и получила патенты США №28265 с приоритетом от 15 мая 1860 года и №45149 с приоритетом от 22 ноября 1864 года. Они свободно доступны в интернете и довольно любопытны, особенно первый — «Наполнитель для подошв ботинок и полуботинок». Этим наполнителем у Юнис Ньютон Фут был натуральный каучук между кусками кожи, из которых тогда шили подошву. А суть изобретения заключалась в том, что латекс устранял скрип подошв при ходьбе. Юнис Фут родила двух дочерей, которых они с мужем вырастили, выучили и удачно выдали замуж. Словом, это была образцовая семья ученых.

В прошлом году Американский геофизический союз (AGU) учредил медаль Юнис Ньютон Фут за науку о Земле и жизни «как знак признания исключительных научных достижений в исследованиях, направленных на сближение наук о Земле и жизни». Препятствий со стороны BLM не предвиделось: Юнис Ньютон Фут жила и занималась наукой в штате Нью-Йорк, где рабство отменили, когда ей было семь лет, а ее старшая дочь Мэри вышла замуж за сенатора Джона Хендерсона, соавтора 13-й поправки к конституции США об отмене рабства.

В этом году медалью Юнис Ньютон Фут был награжден профессор Эверет Шок из Университета Аризоны за его «многолетний вклад в междисциплинарные области биогеохимии и астробиологии и его новаторские работы в этих областях, сочетающие теоретические подходы с полевыми работами и экспериментами». Очень, кстати, полезная для науки медаль специально за достижения в междисциплинарных областях, хорошо бы и нас такую завести.

Ася Петухова