За часів промислової революції в Західній Європі забруднення повітря зросло до безпрецедентного рівня, приводячи до масових захворювань і підвищеної смертності серед городян. Однак визначити точні показники забруднення в ті часи не представляється можливим через відсутність систематичних широкомасштабних прямих вимірювань. Вчені з США і Франції підійшли до питання вкрай витончено: вони простежили за стилістичними змінами в картинах художників XIX століття, співвіднісши їх з рівнем забруднення атмосфери.
Деякі твори мистецтва, навіть ті, які і близько не здаються «реалістичними», часом досить точно відображають конкретні явища природи. Так, по картині можна визначити точну датування її написання або метеорологічні умови, в яких створювалося полотно. Дивно, але вмілий підбір відтінку заходу дозволяє досить точно передати ті атмосферні зміни, що відбуваються у зв’язку з виверженнями вулканів і викидом ними різних аерозольних частинок.
Зважені аерозольні частинки впливають на контрастність, інтенсивність і видимість об’єкта як при фотографії, так і при зоровому сприйнятті. Будь-який об’єкт, що відбиває світло, видно через його контраст із фоновим світлом. При цьому, якщо в повітрі між спостерігачем і об’єктом розподілено велику кількість зважених твердих частинок, що розсіюють і поглинають фонове світло і світло від об’єкта, то спостережуваний об’єкт буде здаватися більш світлим і менш контрастним, з менш чіткими краями.
Грунтуючись на цьому знанні, дует вчених з США і Франції розробив статистичну модель, яка дозволяє визначити, чи відображають картини художників XIX століття підвищений рівень забруднення повітря, що затуманило небо над Лондоном і Парижем за часів промислової революції. Своє дослідження вони описали в статті, опублікованій в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.
Схема, що ілюструє ключові процеси, за допомогою яких аерозолі впливають на контраст, інтенсивність та видимість об’єкта / © Albright A. L. and Huybers P., Proceedings of the National Academy of Sciences, 2023
Для початку автори створили спеціальну міру контрасту, що дозволяє судити про рівень забруднення повітря — будь то фотографія або картина. Дослідники перевірили такий метод оцінки на парі знімків, зроблених в ясних і забруднених умовах, чим продемонстрували його дієвість.
Тенденції в показнику контрастності для різних предметів на 60 картинах Тернера (червоні) і 38 картинах Моне (сині) в порівнянні з роком (А) або викидами SO2 (В) в Лондоні або Парижі / © Albright A. L. and Huybers P., Proceedings of the National Academy of Sciences, 2023
Потім вони проаналізували контрастність 60 картин Вільяма Тернера та 38 картин Клода Моне, які захопили міські пейзажі Лондона та Парижа XIX століття, і співвіднесли ці дані з показником історичного забруднення повітря на основі оцінок викидів діоксиду сірки (SO2), що співвідносяться із загальним забрудненням повітря тих років.
За результатами аналізу контрастності картин вчені зробили висновок, що з підвищенням рівня забруднення повітря в роботах Тернера замість чітких контурів стали переважати туманні, насичені кольори змінювалися на пастельні, а стиль з фігуративного переходив в імпресіоністський.
Подібні зміни спостерігалися і в картинах Моне. Крім того, грунтуючись на рівні забруднення повітря в Парижі, модель змогла передбачити контрастність картин інших художників — Джеймса Вістлера, Гюстава Кайботта, Каміля Піссарро і Берти Морізо.