スヴァンテ・アレニウス

スヴァンテ・アウグスト・アレニウス(1859年2月19日 - 1927年10月2日)は、ノーベル賞を受賞したスウェーデンの科学者で、物理学、化学、地球科学の分野で発見をした人物である。

もともとは物理学者だったが、1903年にノーベル化学賞を受賞し、物理化学の創始者となった。

その後、彼は他の科学的問題にも目を向けるようになった。化石燃料の燃焼などによる二酸化炭素の排出が地球温暖化を引き起こすと最初に予言したのは彼だった。

初期の作品

初期の研究は、電解質の伝導性についてであった。1884年、この研究をもとに、ウプサラ大学に電解伝導度に関する150ページの小論文を提出し、博士号を取得した。しかし、この論文は教授陣の心を打つことはなく、彼は低級な学位しかもらえなかった。その後、この研究の延長線上に、ノーベル化学賞を受賞することになる。

この論文で最も重要な考え方は、「純粋な塩も純粋な水も導電体にはならないが、塩を水に溶かした溶液は導電体になる」と説明したことであった。

アレニウスは、溶液を作る際に塩が荷電粒子(マイケル・ファラデーが何年も前にイオンと名付けたもの)に分裂することを説明した。ファラデーは、電気分解の過程でイオンが発生すると考えていたが、アレニウスは、電流が流れていない状態でも、塩の溶液にはイオンが含まれていると考えたのである。そして、溶液中の化学反応は、イオン同士の反応であると提唱したのである。

1884年、イオン科学理論を発展させ、アレニウスは酸と塩基の定義を提唱した。彼は、酸とは溶液中で水素イオンを生成する物質であり、塩基とは溶液中で水酸化物イオンを生成する物質であると考えた。

ノーベル賞

1900年頃、アレニウスはノーベル研究所とノーベル賞の設立に携わるようになる。その後、彼は生涯にわたって、ノーベル物理学委員会の委員とノーベル化学委員会の委員を務めることになる。

彼はその地位を利用して、友人(ヤコブス・ファントホフ、ウィルヘルム・オストワルド、セオドア・リチャーズ)に賞を用意し、敵(パウル・エーリック、ワルター・ネルスト)には賞を与えないようにしようとしたのです。1903年、彼はスウェーデン人としては初めてノーベル化学賞を受賞した。

後日談

名声を得た後、彼は他の科学的な問題に目を向けるようになった。

生理学

1904年には、物理化学の方法を毒素や抗毒素の理論の研究に応用することを試みるために、カリフォルニア大学でいくつかの講義を行い、その内容は1907年に『免疫化学』というタイトルで出版されている。

地球惑星科学

また、地質学氷河期の起源)、天文学、物理宇宙論、宇宙物理学にも目を向け、星間衝突による太陽系の誕生を説明した。彗星、太陽コロナ、オーロラ、黄道光の起源として放射圧を考察した。

彼は、生命は胞子の輸送によって惑星から惑星へと運ばれてきたのではないかと考えたのだ。この考えは、現在ではパンスペルミア説として知られている。

温室効果

アレニウスは氷河期を説明する理論を考え、1896年、大気中の二酸化炭素濃度の変化が温室効果によって地表温度を大きく変化させると考えた最初の科学者であった。彼は、ジョセフ・フーリエをはじめとする他の研究者の研究に影響を受けていた。アレニウスは月の赤外線観測を利用して、大気中の二酸化炭素(2 )と水蒸気による赤外線の吸収を計算した。アレニウスの温室効果則の原型は次のようなものである。

「炭酸の量が幾何級数的に増加すれば、温度の増大はほぼ等比級数的に増加する」。

この簡略化された表現は、現在でも使われている。

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

彼の著書『Worlds in the making』(1908年)は、一般読者を対象としたものだった。彼は、人間が排出するCO2 、世界が新たな氷河期に突入するのを阻止するのに十分な強度を持ち、急速に増加する人口を養うためには、より温暖な地球が必要であると示唆したのである。

「地表の温度は...ある程度、それを取り巻く大気と関係があり、特に熱線に対する大気の透過性によって決まる」。(p46)

この説は「ホットハウス説」と呼ばれ、彼らは大気がホットハウスのガラス窓のように作用すると考えたからです。(p51)

「空気中の炭酸の量が現在の2分の1に減ると、気温は約4度下がり、4分の1に減ると気温は8度下がります。一方、空気中の二酸化炭素の割合が2倍になると、地表の温度は4度上昇し、二酸化炭素が4倍になると、温度は8度上昇します」。(p53)

「海は炭酸を吸収することによって、生成された炭酸の約6分の5を取り込む巨大な容量の調整器として作用するが、大気中のわずかな炭酸の割合は、産業の進歩によって数世紀の間に顕著な程度に変化する可能性があることを我々はまだ認識している」。(p54)

「大気中の炭酸の増加の影響によって、我々は、特に地球の寒い地域に関して、より平穏でより良い気候の時代を享受することが期待できるだろう。(p63)

化石燃料の燃焼などによる二酸化炭素の排出が地球温暖化を引き起こすことを初めて予言した人物である。アレニウスは明らかに、世界が温暖化することは好ましい変化であると信じていた。しかし、1960年頃までは、ほとんどの科学者が、温室効果はとても起こり得ないと考え、これを否定していた。ミランコビッチは、氷河期のメカニズムとして、地球の軌道の周期的な変化(ミランコビッチ・サイクル)を利用することを発表していました。現在では、軌道強制力が氷河期の時期を決定し、CO2 、増幅的なフィードバックとして作用するという説明が受け入れられている。

人間関係

彼は、世界共通語(誰もが使える一つの言葉)の構想を考え、英語を改良したものを提案した。

アレニウスは、1922年に人種生物学研究所の設立に貢献したスウェーデンの有力科学者の一人である。これは優生学の影響を受けた考えであった。当初はノーベル研究所として提案されていた。アレニウスは、1909年に設立されたスウェーデン人種衛生(優生学)協会と同様、同研究所の理事を務めていた。


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