Svante Arrhenius
Svante August Arrhenius (19. veebruar 1859 - 2. oktoober 1927) oli Nobeli preemia saanud rootsi teadlane, kes tegi avastusi füüsikas, keemias ja maateadustes.
Algselt oli ta füüsik, kuid 1903. aastal sai ta Nobeli keemiaauhinna ja oli füüsikalise keemia rajaja.
Hiljem pöördus ta teiste teaduslike probleemide poole. Ta oli esimene inimene, kes ennustas, et süsinikdioksiidi heitkogused, mis tulenevad näiteks fossiilkütuste põletamisest, põhjustavad globaalset soojenemist.
Varajane töö
Tema varajane töö oli elektrolüütide juhtivuse uurimine. Selle töö põhjal esitas ta 1884. aastal Uppsala ülikoolile doktoritööks 150-leheküljelise töö elektrolüütilise juhtivuse kohta. See ei avaldanud professoritele muljet ja ta sai madalatasemelise kraadi. Hiljem teenisid selle töö laiendused talle Nobeli keemiapreemia.
Doktoritöö tähtsaim idee oli tema selgitus, et ei puhtad soolad ega puhas vesi ei ole elektrijuht, vaid soolade lahused vees on seda.
Arrheniuse selgitus oli, et lahuse moodustamisel jaguneb sool laetud osakesteks (millele Michael Faraday oli aastaid varem andnud nime ioonid). Faraday uskus, et ioonid tekivad elektrolüüsi käigus; Arrheniuse idee oli, et soolade lahused sisaldavad ioone ka elektrivoolu puudumisel. Ta pakkus välja, et keemilised reaktsioonid lahuses on ioonide vahelised reaktsioonid.
Arrhenius pakkus 1884. aastal oma iooniteaduse teooria laiendusena välja hapete ja aluste definitsioonid. Ta uskus, et happed on ained, mis toodavad lahuses vesinikioone, ja et alused on ained, mis toodavad lahuses hüdroksiidioone.
Nobeli preemia
1900. aasta paiku hakkas Arrhenius osalema Nobeli instituutide ja Nobeli preemiate loomisel. Oma ülejäänud elu jooksul oli ta Nobeli füüsikakomitee ja Nobeli keemiakomitee liige.
Ta kasutas oma positsiooni selleks, et korraldada auhindu oma sõpradele (Jacobus van't Hoff, Wilhelm Ostwald, Theodore Richards) ja püüda neid keelata oma vaenlastele (Paul Ehrlich, Walther Nernst). 1903. aastal sai ta esimese Rootsi persnina Nobeli keemiapreemia.
Hilisemad tööd
Pärast seda, kui ta oli endale nime teinud, pöördus ta teiste teaduslike küsimuste poole.
Füsioloogia
1904. aastal pidas ta (California Ülikoolis) mitu loengut, milles püüdis näidata füüsikalise keemia meetodite rakendamist toksiinide ja antitoksiinide teooria uurimisel ning mis avaldati 1907. aastal pealkirja "Immunokeemia" all.
Maa- ja planeediateadused
Ta pööras oma tähelepanu ka geoloogiale (jääaegade tekkimine), astronoomiale, füüsikalisele kosmoloogiale ja astrofüüsikale, selgitades Päikesesüsteemi tekkimist tähtedevahelise kokkupõrke kaudu. Ta käsitles kiirgussurvet, mis seletab komeete, päikesekoroonat, põhjakaare ja sodiaagivalgust.
Ta arvas, et elu võis kanduda planeedilt planeedile spooride transportimise teel. See idee on nüüd tuntud kui panspermia.
Kasvuhooneefekt
Arrhenius mõtles välja teooria jääaegade seletamiseks ja 1896. aastal oli ta esimene teadlane, kes arvas, et süsinikdioksiidi taseme muutumine atmosfääris võib kasvuhooneefekti kaudu pinnatemperatuuri oluliselt muuta. Teda mõjutasid teiste, sealhulgas Joseph Fourier' tööd. Arrhenius kasutas Kuu infrapunavaatlusi, et välja töötada infrapunakiirguse neeldumine atmosfääri CO2 ja veeauru poolt. Arrheniuse kasvuhooneseadus on algsel kujul järgmine:
"Kui süsihappe kogus suureneb geomeetrilises progressioonis, suureneb temperatuur peaaegu aritmeetilises progressioonis".
Seda lihtsustatud väljendit kasutatakse tänapäevalgi:
ΔF = α ln(C/ C 0 {\displaystyle C_{0}}
)
Tema raamat "Maailmad loomisel" (1908) oli suunatud laiale publikule. Ta pakkus välja, et inimkonna CO2 emissioon on piisavalt tugev, et peatada maailma sisenemine uude jääaega, ja et kiiresti kasvava rahvastiku toitmiseks on vaja soojemat Maad:
"Teatud määral on maapinna temperatuur... [seotud] seda ümbritseva atmosfääriga ja eriti selle soojuskiirte läbilaskvusega". (p46)
"[Seda] teooriat nimetati kuumade majade teooriaks, sest nad arvasid, et atmosfäär toimib kuumade majade klaasplaatide eeskujul." (p51)
"Kui süsihappe kogus õhus peaks vähenema poole võrra praegusest protsendist, langeks temperatuur umbes 4° võrra; vähenemine veerandini vähendaks temperatuuri 8° võrra. Teisalt, süsinikdioksiidi protsendi kahekordistumine õhus tõstaks maapinna temperatuuri 4° võrra; ja kui süsinikdioksiidi hulk suureneks neljakordselt, tõuseks temperatuur 8° võrra". (p53)
"Kuigi meri, absorbeerides süsihapet, toimib tohutu võimsusega regulaatorina, mis võtab üles umbes viis kuuendikku toodetud süsihappest, tunnistame siiski, et väike süsihappe protsent atmosfääris võib tööstuse edusammude tõttu mõne sajandi jooksul märgatavalt muutuda". (p54)
"Atmosfääris suureneva süsihappe mõjul võime loota, et saame nautida ajastuid, kus kliima on tasakaalustatum ja parem, eriti mis puudutab Maa külmemaid piirkondi, ajastuid, mil Maa annab palju rikkalikumaid saake kui praegu, mis tulevad kasuks kiiresti paljunevale inimkonnale." (p63)
Ta oli esimene, kes ennustas, et fossiilkütuste põletamisel ja muudes põlemisprotsessides tekkiva süsinikdioksiidi heitkogused põhjustavad globaalset soojenemist. Arrhenius uskus selgelt, et soojem maailm oleks positiivne muutus. Sellest hoolimata jättis enamik teadlasi kuni umbes 1960. aastani kasvuhooneefekti kõrvale, sest nad pidasid selle toimumist väga ebatõenäoliseks. Milutin Milankovitch oli esitanud mehhanismi jääaegade tekkimiseks: ta kasutas Maa orbiidi tsüklilisi muutusi (Milankovitchi tsüklid). Tänapäeval on aktsepteeritud selgitus, et orbitaalne mõjutus määrab jääaja ajastuse, kusjuures CO2 toimib võimendava tagasisidena.
Inimeseasjad
Ta mõtles universaalkeele ideele (üks keel, mida räägiksid kõik), pakkudes välja inglise keele modifikatsiooni.
Arrhenius oli üks mitmetest juhtivatest Rootsi teadlastest, kes aitas 1922. aastal luua Riikliku Rassibioloogia Instituudi. See oli eugeeniliselt mõjutatud idee. Algselt oli see kavandatud Nobeli instituudina. Arrhenius oli instituudi juhatuse liige, nagu ta oli olnud ka 1909. aastal asutatud Rootsi Rassehügieeni (eugeenika) seltsis.
