Precursor de la ciencia del clima

Por Patricia de la Peña Sobarzo

El color del cielo, la naturaleza radiante del calor, la contaminación del aire y el agua en las ciudades, así como la generación espontánea son varios de los temas clave para el desarrollo de la historia temprana de la ciencia de los aerosoles. La figura central en el inicio y popularización de estos estudios fue John Tyndall.

Este científico irlandés es considerado como uno de los más grandes investigadores del siglo XIX. A lo largo de su carrera realizó importantes contribuciones a la física, a las ciencias de la atmósfera y a la geología. También destacó como profesor, siendo un promotor ávido de la comprensión pública de la ciencia y un destacado alpinista. Es recordado públicamente como la primera persona en explicar el azul del cielo.

Tyndall, divulgador de la ciencia
John Tyndall debe clasificarse como uno de los más destacados científicos y educadores de Irlanda. Nacido en Leighlinbridge, condado de Carlow, su educación temprana transcurrió en una escuela rural; sin embargo, gracias al experto tutelaje de su maestro John Cornwill, adquirió bases muy sólidas en matemáticas, inglés, dibujo y topografía.
En 1839 fue empleado por la Agencia Gubernamental de Cartografía de Irlanda y en 1842 fue transferido a Inglaterra, donde continuó con su educación en clases nocturnas en el Instituto de Mecánica. En 1847 se hizo profesor de matemáticas en el Colegio Queenwood, en Hampshire. En 1848 viajó a Marburgo, Alemania, con el propósito de estudiar un doctorado con el químico Robert Bunsen, el inventor del mechero que lleva su nombre.
Posteriormente, regresó a Inglaterra en busca de algún puesto académico, hasta que en 1853 afianzó la cátedra de filosofía natural en la prestigiada Royal Institution de Londres, donde eventualmente sucedería, en 1867, a Michael Faraday como superintendente.
La principal responsabilidad de Tyndall en la Royal Institution era ofrecer conferencias al público lego. Poseía la cualidad de ser un gran educador, demostrador práctico de los fenómenos científicos y divulgador de la ciencia. También tenía una gran capacidad de hacer comprensibles temas difíciles de ciencia. Se volvió sumamente popular y muy buscado por la gente. En 1870 viajó por Estados Unidos ofreciendo conferencias con las que lograba llenar auditorios completos.

Precursor de los estudios del clima
Desde finales del siglo XIX, los científicos argumentaban que acciones humanas, como la actividad industrial, podrían incidir en el efecto invernadero, lo que a su vez tendría repercusiones en el clima global.
El comienzo de la historia de la ciencia del clima lo emprende John Tyndall, quien fue el primero en establecer el concepto de efecto invernadero. En 1859 determinó que el gas de carbón, una mezcla de metano y otros compuestos, absorbe fuertemente la radiación infrarroja. El metano fue detectado posteriormente en la atmósfera en 1948 y en los años ochenta los científicos se dieron cuenta que las emisiones humanas tenían un impacto sustancial.
Al estudiar la capacidad de varios gases para absorber o transmitir el calor, Tyndall demostró que el nitrógeno y el oxígeno absorben poca radiación solar y terrestre, mientras que el vapor de agua, el bióxido de carbono y el ozono son tan buenos absorbentes que, incluso en pequeñas cantidades, captan la radiación con más eficacia que el resto de los componentes de la atmósfera.
Después de varios experimentos concluyó que el vapor de agua es un gran absorbente de calor en la atmósfera y el principal gas que controla la temperatura del aire en la superficie terrestre, inhibiendo el regreso del calor del planeta hacia el espacio. Afirmó que “sin vapor de agua, la superficie de la Tierra se mantendría como un congelador”; es decir, propicia el efecto invernadero. Más tarde especuló sobre cómo las fluctuaciones en el vapor de agua y el bióxido de carbono podrían estar relacionadas con cambios en el clima. Incluso fue de los primeros investigadores en realizar estudios sobre contaminación atmosférica en Londres, considerando que esta ciudad era una “isla de calor”, debido a que tenía una temperatura más elevada que sus alrededores.

El efecto Tyndall
En 1869 descubrió la dispersión de la luz por el polvo, hoy conocido como efecto Tyndall, el cual consiste en que las mezclas homogéneas (soluciones de gases o de líquidos perfectamente mezclados) no dispersan la luz o lo hacen muy poco, mientras que las mezclas heterogéneas (aerosoles, soluciones coloidales, niebla o nubes) dispersan la luz en mayor proporción.
Encontró que partículas de diferente tamaño dispersaban la luz de manera distinta. La luz visible contiene siete colores, yendo del rojo al violeta. Por ello,  sugirió que el cielo es azul debido a que moléculas en la atmósfera dispersan de manera preferencial los rayos azules del Sol. Este color es conocido como azul de Tyndall.
Posteriormente, demostró que “el aire ópticamente puro (extremadamente filtrado) no contiene microorganismos”. Comparó lo que pasaba cuando dejaba pescado o carne al aire libre o en aire puro filtrado. Las preparaciones al aire libre gradualmente se pudrían; sin embargo, las que se dejaban en aire puro no se deterioraban. Estos estudios complementaban las demostraciones hechas por Pasteur, con quien mantuvo correspondencia para resolver el gran debate de la biología de la época: demostrar que la generación espontánea no ocurre y que la vida solo puede proceder de la vida misma, ya que las bacterias o los gérmenes existían. Posteriormente, inventó un método para la destrucción de las bacterias en los alimentos, llamado tyndalización.

Alpinista y estudioso de los glaciares
Una de las montañas más altas de los Alpes suizos, el Mont Blanc, fue escalada en 1859 por este intrépido científico, acompañado por Edward Frankland. El propósito de su expedición fue precisar si el índice de combustión de una vela varía según la densidad de la atmósfera en donde está prendida.
Tyndall relacionó sus estudios de radiación a temperaturas mínimas durante la noche y la formación de rocío, señalando correctamente que este y la escarcha son causadas por la pérdida de calor a través de procesos radiativos.
Con base en su experiencia como entusiasta alpinista y estudioso de los glaciares, escribió el libro Les glaciers et Les transformations de l’eau, en el que hace referencia a que todo hecho de la naturaleza está precedido de ciertos fenómenos que son las causas, seguidos de otros que son los efectos, enfatizando que el espíritu humano no se conforma nunca con observar y estudiar un fenómeno aislado, sino que se dedica a reunir todos los hechos naturales que le han precedido y los que le deben seguir después.
El compendio escrito por Tyndall, publicado en 1876, consiste de cuatro libros, compuestos por varios capítulos, en los que aborda temas como las ondas luminosas y calóricas, el vapor de agua en la atmósfera y la fusión de los glaciares.
La publicación contiene interesantes grabados en blanco y negro, así como atractivas imágenes, junto con una página dedicada a cristales de hielo.
Este invaluable libro, publicado en 1876, se encuentra en las colecciones especiales del Fondo Antiguo de la Biblioteca Central de la UNAM, donde se resguarda este tipo de ejemplares valiosos, que por su antigüedad solo pueden consultarse en el sitio y con un manejo especial.
El mejor aprecio y valoración a las contribuciones científicas de Tyndall, expresadas por escrito en su obituario, fueron hechas por el químico Edward Frankland y John Strutt, Premio Nobel de Física de 1904. Ambos coinciden en que Tyndall fue un brillante conferencista, así como un hábil alpinista y filósofo.
A lo largo de su vida publicó numerosos artículos y ensayos sobre sus descubrimientos científicos, así como en el campo de la literatura, la religión, el alpinismo y sus viajes. Sus logros lo llevaron a recibir cinco doctorados honoríficos y ser considerado integrante de 35 sociedades científicas.
Se casó a la edad de 55 años con Louisa Hamilton y no tuvo hijos. En sus últimos años de vida acostumbraba tomar hidrato de cloral (un derivado clorado del etanol, utilizado en medicina como anestésico) para tratar un problema de insomnio. Falleció el 4 de diciembre de 1893, tras ingerir una sobredosis de esta sustancia, administrada accidentalmente por su propia esposa. John Tyndall está enterrado en Haslemere, al sudoeste de Londres.