Ученые проследили тенденции загрязнения воздуха по картинам художников времен индустриализации

Во времена промышленной революции в Западной Европе загрязнение воздуха возросло до беспрецедентного уровня, приводя к массовым заболеваниям и повышенной смертности среди горожан. Однако определить точные показатели загрязнения в те времена не представляется возможным из-за отсутствия систематических широкомасштабных прямых измерений. Ученые из США и Франции подошли к вопросу крайне изящно: они проследили за стилистическими изменениями в картинах художников XIX века, соотнеся их с уровнем загрязнения атмосферы.

Некоторые произведения искусства, даже те, которые и близко не кажутся «реалистичными», порой довольно точно отражают конкретные явления природы. Так, по картине можно определить точную датировку ее написания или метеорологические условия, в которых создавалось полотно. Удивительно, но умелый подбор оттенка заката позволяет довольно точно передать те атмосферные изменения, что происходят в связи с извержениями вулканов и выбросом ими различных аэрозольных частиц.

Взвешенные аэрозольные частицы влияют на контрастность, интенсивность и видимость объекта как при фотографии, так и при зрительном восприятии. Любой объект, отражающий свет, виден из-за его контраста с фоновым светом. При этом, если в воздухе между наблюдателем и объектом распределено большое количество взвешенных твердых частиц, рассеивающих и поглощающих фоновый свет и свет от объекта, то наблюдаемый объект будет казаться более светлым и менее контрастным, с менее четкими краями.

Основываясь на этом знании, дуэт ученых из США и Франции разработал статистическую модель, которая позволяет определить, отражают ли картины художников XIX века повышенный уровень загрязнения воздуха, затуманившего небо над Лондоном и Парижем во времена промышленной революции. Свое исследование они описали в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Схема, иллюстрирующая ключевые процессы, с помощью которых аэрозоли влияют на контрастность, интенсивность и видимость объекта / © Albright A.L. and Huybers P., Proceedings of the National Academy of Sciences, 2023

Для начала авторы создали специальную меру контраста, позволяющую судить об уровне загрязнения воздуха — будь то фотография или картина. Исследователи проверили такой метод оценки на паре снимков, сделанных в ясных и загрязненных условиях, чем продемонстрировали его действенность. 

Тенденции в показателе контрастности для различных предметов на 60 картинах Тернера (красные) и 38 картинах Моне (синие) по сравнению с годом (А) или выбросами SO2 (В) в Лондоне или Париже / © Albright A.L. and Huybers P., Proceedings of the National Academy of Sciences, 2023

Затем они проанализировали контрастность 60 картин Уильяма Тернера и 38 картин Клода Моне, запечатлевших городские пейзажи Лондона и Парижа XIX века, и соотнесли эти данные с индикатором исторического загрязнения воздуха на основе оценок выбросов диоксида серы (SO2), коррелирующих с общим загрязнением воздуха тех годов.

По результатам анализа контрастности картин ученые заключили, что с повышением уровня загрязнения воздуха в работах Тернера вместо четких контуров стали преобладать туманные, насыщенные цвета менялись на пастельные, а стиль из фигуративного переходил в импрессионистский. 

Подобные изменения наблюдались и в картинах Моне. Кроме того, основываясь на уровне загрязнения воздуха в Париже, модель смогла предсказать контрастность картин других художников — Джеймса Уистлера, Гюстава Кайботта, Камиля Писсарро и Берты Моризо.