Svante Arrhenius

Primeros trabajos

Sus primeros trabajos se centraron en la conductividad de los electrolitos. En 1884, basándose en este trabajo, presentó un ensayo de 150 páginas sobre la conductividad electrolítica a la Universidad de Uppsala para su doctorado. No impresionó a los profesores y recibió un título de baja categoría. Más tarde, la ampliación de este trabajo le valdría el Premio Nobel de Química.

La idea más importante de la tesis fue su explicación de que ni las sales puras ni el agua pura son conductores, pero sí lo son las soluciones de sales en agua.

La explicación de Arrhenius era que, al formar una solución, la sal se divide en partículas cargadas (a las que Michael Faraday había dado el nombre de iones muchos años antes). Faraday creía que los iones se producían en el proceso de electrólisis; la idea de Arrhenius era que, incluso en ausencia de corriente eléctrica, las soluciones de sales contenían iones. Propuso que las reacciones químicas en solución eran reacciones entre iones.

En una ampliación de su teoría científica iónica, Arrhenius propuso en 1884 definiciones para los ácidos y las bases. Creía que los ácidos eran sustancias que producían iones de hidrógeno en una solución y que las bases eran sustancias que producían iones de hidróxido en una solución.

El Premio Nobel

Hacia 1900, Arrhenius participó en la creación de los Institutos Nobel y de los Premios Nobel. Durante el resto de su vida, sería miembro del Comité Nobel de Física y miembro del Comité Nobel de Química.

Aprovechó su posición para conseguir premios para sus amigos (Jacobus van't Hoff, Wilhelm Ostwald, Theodore Richards) y para intentar negárselos a sus enemigos (Paul Ehrlich, Walther Nernst). En 1903 se convirtió en el primer persn sueco en recibir el Premio Nobel de Química.

Trabajos posteriores

Después de hacerse un nombre, se dedicó a otras cuestiones científicas.

Fisiología

En 1904 pronunció (en la Universidad de California) varias conferencias, para tratar de mostrar la aplicación de los métodos de la química física al estudio de la teoría de las toxinas y antitoxinas, y que fueron publicadas en 1907 con el título de Inmunoquímica.

Ciencias de la Tierra y planetarias

También se dedicó a la geología (el origen de las glaciaciones), la astronomía, la cosmología física y la astrofísica, dando cuenta del nacimiento del sistema solar por colisión interestelar. Consideró que la presión de la radiación explicaba los cometas, la corona solar, la aurora boreal y la luz zodiacal.

Pensó que la vida podría haber sido llevada de planeta en planeta mediante el transporte de esporas. Esta idea se conoce ahora como panspermia.

Efecto invernadero

Arrhenius ideó una teoría para explicar las edades de hielo y, en 1896, fue el primer científico que pensó que los cambios en los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera podían provocar un gran cambio en la temperatura de la superficie a través del efecto invernadero. Se vio influenciado por el trabajo de otros, como Joseph Fourier. Arrhenius utilizó las observaciones infrarrojas de la luna para calcular la absorción de la radiación infrarroja por el CO atmosférico ₂y el vapor de agua. En su forma original, la ley del efecto invernadero de Arrhenius dice lo siguiente

"Si la cantidad de ácido carbónico aumenta en progresión geométrica, el aumento de la temperatura aumentará casi en progresión aritmética".

Esta expresión simplificada se sigue utilizando hoy en día:

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

Su libro Worlds in the making (1908) estaba dirigido a un público general. Sugirió que la emisión humana de CO₂ sería lo suficientemente fuerte como para impedir que el mundo entrara en una nueva edad de hielo, y que se necesitaría una Tierra más cálida para alimentar a la población en rápido aumento:

"Hasta cierto punto, la temperatura de la superficie terrestre... está [relacionada con] la atmósfera que la rodea, y en particular por la permeabilidad de ésta a los rayos de calor". (p46)

"[La] teoría ha sido llamada la teoría de la casa caliente, porque pensaban que la atmósfera actuaba a la manera de los cristales de las casas calientes". (p51)

"Si la cantidad de ácido carbónico en el aire se redujera a la mitad de su porcentaje actual, la temperatura bajaría unos 4°; una disminución a un cuarto reduciría la temperatura en 8°. Por otra parte, cualquier duplicación del porcentaje de dióxido de carbono en el aire elevaría la temperatura de la superficie terrestre en 4°; y si el dióxido de carbono se cuadruplicara, la temperatura aumentaría en 8°". (p53)

"Aunque el mar, al absorber el ácido carbónico, actúa como un regulador de enorme capacidad, que toma alrededor de las cinco sextas partes del ácido carbónico producido, reconocemos, sin embargo, que el ligero porcentaje de ácido carbónico en la atmósfera puede, por los avances de la industria, modificarse en un grado notable en el curso de algunos siglos". (p54)

"Por la influencia del aumento del ácido carbónico en la atmósfera, podemos esperar disfrutar de épocas con climas más ecuánimes y mejores, especialmente en lo que se refiere a las regiones más frías de la tierra, épocas en las que la tierra dará cosechas mucho más abundantes que en la actualidad, en beneficio de la humanidad que se propaga rápidamente". (p63)

Fue la primera persona que predijo que las emisiones de dióxido de carbono procedentes de la quema de combustibles fósiles y otros procesos de combustión provocarían el calentamiento global. Arrhenius creía claramente que un mundo más cálido sería un cambio positivo. Sin embargo, hasta aproximadamente 1960, la mayoría de los científicos descartaron el efecto invernadero porque pensaban que era muy poco probable que se produjera. Milutin Milankovitch había presentado un mecanismo para las edades de hielo: utilizaba cambios cíclicos en la órbita de la Tierra (ciclos de Milankovitch). Hoy en día, la explicación aceptada es que el forzamiento orbital establece el calendario de las edades de hielo, con el CO ₂actuando como retroalimentación amplificadora.

Asuntos humanos

Pensó en la idea de una lengua universal (una lengua que fuera hablada por todo el mundo), proponiendo una modificación de la lengua inglesa.

Arrhenius fue uno de los principales científicos suecos que ayudaron a crear el Instituto Estatal de Biología Racial en 1922. Se trataba de una idea influenciada por la eugenesia. En un principio se había propuesto como Instituto Nobel. Arrhenius era miembro de la junta del instituto, como lo había sido de la Sociedad Sueca de Higiene Racial (Eugenesia), fundada en 1909.