Eigenlijk was het helemaal niet de bedoeling dat Charles D. Keeling (‘Dave’) zou gaan werken aan het meten van CO2 in de lucht. Het was 1953, hij was net gepromoveerd in de scheikunde en hij vond een baan bij de nieuwe afdeling geochemie het California Institute of Technology. Hoe haal je uranium uit graniet, dat was de vraag waarin hij z’n tanden moest zetten. Kernenergie was immers de toekomst. Zijn hoogleraar, Harrison Brown, vond dat hij maar eens moest beginnen met wat praktische ervaring. Om precies te zijn: twee weken lang stenen fijnstampen met een lawaaiige machine in de kelder van het instituut. Daar had Keeling geen zin in. Hij was liever in de buitenlucht, en het lukte hem om Brown ervan te overtuigen dat hij daar iets nuttigs kon doen. Keeling bouwde een apparaat waarmee hij de concentratie carbonaat – opgelost CO2 - in oppervlaktewater wilde gaan meten. Om dat te kunnen, moest hij ook weten hoeveel CO2 er precies in gewone lucht zat. Dat was een probleem, want in de wetenschappelijke literatuur liepen de getallen flink uiteen. ‘Ongeveer 0,03 procent’, was het meest gebruikte cijfer. Veel te grof om bruikbaar te zijn voor de jonge chemicus. Keeling besloot zelf uit te zoeken hoe het zat. Omdat gasvormig CO2 uit lucht oplost in water tot er een evenwicht is bereikt, kon hij met zijn apparaat ook CO2 in lucht meten. Op het dak van het instituut bleek, waarom er in de literatuur zoveel verschillende getallen circuleerden. Geen meting was hetzelfde. Waarschijnlijk was dat te wijten aan de auto’s en schoorstenen in de omgeving, die geconcentreerde CO2 uitbraakten. Helemaal niet erg, vond Keeling, want het gaf hem een mooi excuus om in ongerepte natuurgebieden te gaan meten. Dat bleek zo interessant, dat dit zijpaadje van zijn onderzoek langzaamaan het hoofdpad werd. Hij ontdekte bijvoorbeeld dat de CO2-concentratie in een bos ’s nachts steeg en overdag weer afnam. Eigenlijk logisch, want bomen hebben zonlicht nodig om koolstof uit de lucht te halen. Gemiddeld zat er in schone buitenlucht 0,0310 procent CO2, oftewel 310 ppm, stelde Keeling vast. En dat varieerde per plaats lang niet zo wild als iedereen dacht. Er bestonden ook al apparaten waarmee het mogelijk was het CO2-gehalte van lucht niet eenmalig, maar continu te meten. Ze werkten met een gloeidraad, die infrarode straling produceert. CO2 absorbeert die straling – dat maakt het tot een broeikasgas – en dus vangt de detector in zo’n apparaat minder straling op naarmate er meer CO2 in de lucht zit. Voor het meten van buitenlucht werden ze nooit gebruikt, want daarvoor leken ze te onnauwkeurig. Maar dat waren ze wel als ze steeds geijkt werden met Keeling’s apparaat. Keeling wilde graag doorlopend meten, onder meer omdat hij zich afvroeg of het toenemende gebruik van fossiele brandstoffen tot een wereldwijde stijging van de CO2-concentratie leidde. En dat zou de temperatuur kunnen beïnvloeden. Hij bofte. De jaren 1957 en 1958 werden uitgeroepen tot het ‘International Geophysical Year’, en daarom werd geld uitgetrokken voor zulke metingen. Keeling ging werken voor het Scripps instituut voor oceanografie, en mocht op kosten van het nationale weerbureau gaan meten op twee ongerepte plekken: een onderzoeksstation op Antarctica en een nieuw station op de vulkaan Mauna Loa, op het grootste eiland van Hawaii. Omdat zijn baas nog steeds geloofde dat de CO2-concentratie per plaats sterk kon verschillen, vond die het zonde om zo veel geld te besteden voor continue metingen op enkele plekken. Hij wilde liever op veel plaatsen meten en die oefening na een jaar of tien, twintig herhalen, om te kijken of er een stijging te zien was. Maar Keeling kreeg toch zijn zin. De metingen op Mauna Loa liepen het beste, na aanvankelijke problemen met de stroomvoorziening. In het eerste jaar, 1958, vreesde Keeling dat er iets mis was, want de uitslagen daalden vanaf maart steeds verder, van 315 naar 310 ppm. Maar in november begon het gehalte weer te stijgen. Het volgende jaar zagen de onderzoekers precies hetzelfde patroon. De oorzaak, vermoedde Keeling, was dat landplanten op het noordelijk halfrond in de zomer veel CO2 uit de lucht haalden. De curve lag ook een fractie hoger, en dat zou er volgens hem op kunnen wijzen dat een flink deel van de CO2 uit fossiele brandstoffen in de atmosfeer bleef hangen. In de paar jaar erna bleek dat ook voor andere locaties te gelden. Allemaal reuze interessant, maar toch werden de metingen in 1964 afgesloten. Het congres wilde niet dat het weerbureau zich met andere dingen dan het weer bezighield. Keeling wist geld los te peuteren uit een andere bron en hervatte de metingen. Tegen het eind van de jaren zestig begonnen sommige wetenschappers, waaronder Keeling, zich serieus zorgen te maken over een mogelijke klimaatverandering door het gestaag stijgende CO2-gehalte in de atmosfeer. Zijn onderzoek dreigde in 1973 tussen wal en schip te vallen bij de verdeling van onderzoeksgelden – het was niet echt vernieuwend, vond de geldschieter, dus iemand anders moest het maar doen. Uiteindelijk zorgde Keeling dat hij de metingen op Mauna Loa in opdracht van de Verenigde Naties kon voortzetten. De metingen zijn sindsdien onafgebroken doorgegaan. Tegenwoordig wordt de lucht op veel meer plaatsen doorgelicht, maar de CO2-grafiek van Mauna Loa, algemeen bekend als de ‘Keeling curve’, is veruit de bekendste. Inmiddels is de concentratie opgelopen tot 380 ppm, ruim 20 procent meer dan vijftig jaar geleden. De grafiek is de laatste jaren steeds steiler gaan lopen. Dave Keeling maakt dat niet meer mee. Hij overleed in 2005. Maar één van zijn zoons, Ralph Keeling, is in de voetsporen van zijn vader getreden en werkt als klimaatonderzoeker aan het Scripps instituut voor oceanografie. In Science van deze week kijkt hij terug op de geschiedenis van de metingen op Mauna Loa en de moeite die het gekost heeft om de financiering ervan rond te krijgen. Dit soort langjarige metingen passen slecht bij de manier waarop wetenschap aan zijn geld moet komen, merkt hij op. De nadruk ligt op kortdurende projecten, waarbij nieuwe ideeën getest worden. “De enige manier om erachter te komen wat er met onze planeet gebeurt, is dat te meten”, schrijft hij. Dat wordt inmiddels wel breed ingezien. Elmar Veerman Ralph E. Keeling: ‘Recording Earth’s vital signs’, Science, 28 maart 2008