Сванте Арениус

Сванте Аугуст Арениус (19 февруари 1859 г. - 2 октомври 1927 г.) е шведски учен, носител на Нобелова награда, който прави открития в областта на физиката, химията и науките за земята.

Първоначално той е физик, но през 1903 г. получава Нобелова награда за химия и е основоположник на физикохимията.

По-късно в живота си той се насочва към други научни проблеми. Той е първият човек, който прогнозира, че емисиите на въглероден диоксид, дължащи се на процеси като изгарянето на изкопаеми горива, ще предизвикат глобално затопляне.

Ранна работа

Ранната му работа е свързана с електропроводимостта на електролитите. През 1884 г., въз основа на тази работа, той представя в университета в Упсала 150-странично съчинение за електролитната проводимост, за да защити докторската си дисертация. То не впечатлява професорите и той получава нискокласна степен. По-късно разширенията на тази работа му носят Нобелова награда за химия.

Най-важната идея в дисертацията е обяснението му, че нито чистите соли, нито чистата вода са проводник, но разтворите на соли във вода са.

Обяснението на Арениус е, че при образуването на разтвор солта се разделя на заредени частици (които Майкъл Фарадей нарича йони много години по-рано). Фарадей е смятал, че йоните се образуват в процеса на електролиза; идеята на Арениус е, че дори при липса на електрически ток разтворите на соли съдържат йони. Той предлага химичните реакции в разтвора да са реакции между йони.

В продължение на своята йонна научна теория Арениус предлага определения за киселини и основи през 1884 г. Той смята, че киселините са вещества, които произвеждат водородни йони в разтвор, а основите са вещества, които произвеждат хидроксидни йони в разтвор.

Нобеловата награда

Около 1900 г. Арениус участва в създаването на Нобеловите институти и Нобеловите награди. До края на живота си той е член на Нобеловия комитет по физика и член на Нобеловия комитет по химия.

Използва позициите си, за да организира награди за приятелите си (Якобус ван'т Хоф, Вилхелм Оствалд, Теодор Ричардс) и да се опитва да ги откаже на враговете си (Паул Ерлих, Валтер Нернст). През 1903 г. той става първият шведски персн, удостоен с Нобелова награда за химия.

По-късни работи

След като си създава име, той се насочва към други научни въпроси.

Физиология

През 1904 г. той изнася няколко лекции в Калифорнийския университет, за да се опита да покаже приложението на методите на физикохимията за изучаване на теорията на токсините и антитоксините, които са публикувани през 1907 г. под заглавие "Имунохимия".

Науки за Земята и планетите

Освен това той обръща внимание на геологията (произхода на ледниковите периоди), астрономията, физическата космология и астрофизиката, като обяснява раждането на Слънчевата система чрез междузвезден сблъсък. Той разглежда радиационното налягане като причина за кометите, слънчевата корона, полярното сияние и зодиакалната светлина.

Той смята, че животът може да се е пренасял от планета на планета чрез пренасяне на спори. Тази идея днес е известна като панспермия.

Парников ефект

Арениус измисля теория, с която да обясни ледниковите периоди, и през 1896 г. е първият учен, който смята, че промените в нивата на въглеродния диоксид в атмосферата могат да доведат до големи промени в температурата на повърхността чрез парниковия ефект. Той е повлиян от работата на други учени, включително Жозеф Фурие. Арениус използва инфрачервени наблюдения на Луната, за да изчисли поглъщането на инфрачервеното лъчение от атмосферния CO₂ и водните пари. В първоначалния си вид законът на Арениус за парниковия ефект гласи следното:

"Ако количеството на въглената киселина се увеличава в геометрична прогресия, нарастването на температурата ще се увеличи почти в аритметична прогресия".

Този опростен израз се използва и днес:

ΔF = α ln(C/ C 0 {\displaystyle C_{0}} $C_{0}$ )

Книгата му Worlds in the making (1908) е предназначена за широката публика. Той изказва предположението, че човешките емисии на CO₂ ще бъдат достатъчно силни, за да спрат навлизането на света в нова ледникова епоха, и че ще е необходима по-топла Земя, за да се изхрани бързо нарастващото население:

"До известна степен температурата на земната повърхност... е свързана със заобикалящата я атмосфера и по-специално с нейната пропускливост за топлинните лъчи". (p46)

"[Теорията] е наречена теория на парното, защото те смятат, че атмосферата действа по подобие на стъклата на парното." (p51)

"Ако количеството на въглената киселина във въздуха намалее до половината от сегашното си съдържание, температурата ще спадне с около 4°; ако се намали до една четвърт, температурата ще се понижи с 8°. От друга страна, всяко удвояване на процентното съдържание на въглероден двуокис във въздуха би повишило температурата на земната повърхност с 4°; а ако въглеродният двуокис се увеличи четири пъти, температурата би се повишила с 8°". (p53)

"Въпреки че морето, поглъщайки въглеродната киселина, действа като регулатор с огромен капацитет, който поема около пет шести от произведената въглеродна киселина, ние все пак признаваме, че незначителният процент на въглеродна киселина в атмосферата може да бъде променен до забележима степен в рамките на няколко века чрез напредъка на промишлеността". (p54)

"Под влиянието на увеличаващата се въглеродна киселина в атмосферата можем да се надяваме да се радваме на епохи с по-уравновесен и по-добър климат, особено в по-студените райони на Земята, епохи, в които Земята ще ражда много по-богати култури от сегашните, за да се възползва бързо размножаващото се човечество". (p63)

Той е първият човек, който прогнозира, че емисиите на въглероден диоксид от изгарянето на изкопаеми горива и други горивни процеси ще причинят глобално затопляне. Арениус явно е вярвал, че по-топлият свят ще бъде положителна промяна. Въпреки това до около 1960 г. повечето учени отхвърлят парниковия ефект, тъй като смятат, че е много малко вероятно той да се случи. Милутин Миланкович беше представил механизъм за ледниковите периоди: той използваше цикличните промени в орбитата на Земята (циклите на Миланкович). В днешно време общоприетото обяснение е, че орбиталното въздействие определя времето за ледниковите периоди, а CO₂ действа като усилваща обратна връзка.

Човешки дела

Той се замисля за идеята за универсален език (един език, който да се говори от всички), като предлага модификация на английския език.

Арениус е един от няколкото водещи шведски учени, които помагат за създаването на Държавния институт по расова биология през 1922 г. Това е идея, повлияна от евгениката. Първоначално той е предложен като Нобелов институт. Архениус е член на управителния съвет на института, както и на Шведското дружество за расова хигиена (евгеника), основано през 1909 г.