De klimaatwetenschap lijkt misschien iets van de 21ste eeuw, maar wist je dat al ruim 200 jaar geleden de eerste suggesties voor het broeikaseffect opgeschreven werden? In deze blog: is Fourier de ontdekker van het broeikaseffect?
Joseph Fourier, carrière dankzij de Franse revolutie
Fourier werd in 1768 geboren als zoon van een arme kleermaker. Toen hij 9 jaar oud was liet zijn vader hem in de steek en werd hij een wees. Fourier viel op jonge leeftijd al op als snelle leerling. Hierdoor mocht hij bij de kerk verder studeren. Met name in wiskunde was Fourier erg bedreven, maar omdat zijn vader slechts een simpele kleermaker was, mocht hij niet bij de wetenschappelijke afdeling van het leger. Hier mochten alleen mensen van adel bij. Deze ongelijkheid zou hij onthouden.
Toen de Franse revolutie uitbrak koos hij er dus voor om de adel die overal voorgetrokken werd omver te werpen. De Franse revolutie bracht hem mogelijkheden om verder te leren, hij kwam in contact met een andere wetenschapper: Lagrange. Met Napoleon ging hij mee op de veldtocht naar Egypte. Vanwege zijn verdiensten in Egypte benoemde Napoleon Fourier daarna als bestuurder van een Franse regio, hierdoor kon Fourier alleen in zijn vrije tijd aan zijn wetenschappelijke ontdekkingen werken.
Groot in de wiskunde
Toen de onrustige periode van revolutie en Napoleon voorbij was, kwam Fourier bij de Franse wetenschappelijke academie. Daar deed hij belangrijke ontdekkingen die nu bekend staan als de fourieranalyse, de fouriertransformatie, het getal van Fourier en de wet van Fourier.
Fourier stuit op probleem: aarde zou eigenlijk 33 graden kouder moeten zijn
Rond 1820 deed Fourier een aantal berekeningen over de temperatuur van de aarde. Tot zijn grote verbazing bleek dat de aarde door de afstand naar de zon eigenlijk maar gemiddeld -18 graden zou moeten zijn. Dat is maar liefst 33 graden kouder dan de daadwerkelijke gemiddelde temperatuur van 15 graden. Hoe kon dat? Het wekte Fouriers interesse en hij stelde een aantal mogelijke oorzaken voor:
1. Iets in de atmosfeer van de aarde zorgt ervoor dat de aarde warmer blijft (in 1824)
2. Iets buiten ons zonnestelsel zorgt voor extra straling waardoor de aarde warmer is (in 1827)
Ter ondersteuning van zijn eerste suggestie verwees Fourier naar een experiment van Saussure (een andere revolutionair). Saussure plaatste meerdere lagen van glas achter elkaar en ontdekte dat de temperatuur hoger bleek achter meerdere lagen glas (letterlijk een broeikas). Fourrier stelde dat soortgelijke lagen gas ook zorgden voor een verhoogde temperatuur. Deze stelling heeft mogelijk bijgedragen aan de keuze voor het “broeikaseffect” als metafoor door latere wetenschappers.
Een schets van het experiment van Saussure. De drie glasplaten functioneren als een broeikas.
"de temperatuur [van de aarde] kan worden verhoogd door de tussenkomst van de atmosfeer, omdat warmte in de staat van licht minder weerstand ondervindt bij het binnendringen van de lucht, dan bij het opnieuw passeren in de lucht wanneer deze wordt omgezet in niet-lichtgevende warmte” – Joseph Fourier (1824)
Zijn eerste suggestie bleek het later bij het juiste eind te hebben, zo hielp Fourier latere wetenschappers bij hun ontdekking bij het broeikaseffect. Zodoende is het al ruim 200 jaar geleden dat er voor het eerst gesuggereerd werd dat er zoiets als een broeikaseffect bestaat.
Uitstoot van broeikassen. Foto door John Dalhuijsen.
Lees ook:
