Svante August Arrhenius - Définition

Introduction

Svante August Arrhenius
Naissance	19 février 1859 Vik (Suède)
Décès	2 octobre 1927 Stockholm (Suède)
Nationalité	Suédois
Distinctions	Prix Nobel de chimie
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Svante August Arrhenius (19 février 1859 à Vik, Suède - 2 octobre 1927 à Stockholm) était un chimiste suédois qui a été pionnier dans de nombreux domaines. Il a reçu le prix Nobel de chimie de 1903.

Son fils Olof Vilhelm Arrhenius a été un chimiste réputé en Suède. Son petit-fils Gustaf Olof Svante Arrhenius a également fait une carrière scientifique (océanographe, biogéochimiste, exobiologiste). Tous deux ont étudié et fait progresser des sujets étudiés ou défrichés par leur père et grand-père.

Sa vie

Arrhenius est né en Suède à Vik (aussi orthographié Wik ou Wijk) près d'Uppsala, de Gustav Svante Arrhenius et Carolina Thunberg. Son père après avoir été géomètre à l'université d'Uppsala y a obtenu une place de superviseur.

À l'âge de trois ans, le petit Arrhenius apprend à lire tout seul, et en regardant son père additionner des nombres dans son livre de compte, il devient rapidement un prodige en arithmétique, compétence qu'il a très vite pu accroître, disposant de masses de données pour étudier les lois et relations mathématiques.

À l'âge de 8 ans, il entre dans l'école locale « de la cathédrale » et s'y distingue dans le domaine de la physique et des mathématiques. Il est en 1876 l'étudiant le mieux noté et le plus jeune de son niveau.

Il a été marié deux fois, durant 2 ans (de 1894 à 1896) à Sofia Rudbeck (une de ses anciennes élèves), qui lui donna un fils, puis en 1905 à Maria Johansson (qui lui donna deux filles et un garçon).

Précurseur en matière de modélisation de la diversité biologique

Arrhenius fut un scientifique très éclectique. Très jeune, il s’est notamment intéressé aux facteurs qui contraignent ou favorisent la diversité des espèces.

À partir d'une étude botanique des espèces qui poussaient dans son environnement (fjord), Arrhenius a proposé une relation approximative entre la taille d'une aire biogéographique et le nombre d'espèces qu'elle abrite. Quand l'aire biogéographique donnée grandit en devant , le nombre d'espèces qu'on y trouve s'élève en devenant , selon la formule suivante :

étant une constante à ajuster, qui augmente quand le nombre d'espèces croit lentement, et diminue quand ce nombre d'espèces augmente rapidement.

Arrhenius a proposé une autre formulation  :

(pour species) représentant le nombre d'espèces, (pour Area) représentant la surface, et z étant des constantes à ajuster.

Ces formules ont d'abord été très critiquées par Beumée et Reitz parce qu'apparement trop simplificatrices, notamment parce qu'elles ne tiennent pas compte de la longueur ou de la nature de l'écotone, ou du facteur d'altitude ou d'autres facteurs liés aux milieux extrêmes supposés très impactants pour la diversité biologique ; mais testées sur des espèces végétales, elle se sont montrées prédictives - dans certaines limites - par exemple en Suède, Suisse et Finlande, y compris pour des associations en mosaïque. Plus récemment elle se sont montrées prédictives du taux d'endémisme des îles malaisiennes (Java, Sulawesi, Sumatra, Bornéo, et Nouvelle-Guinée) ; plus ces îles ont une grande superficie, plus le taux d'endémisme y est élevé et plus les taxons (espèces et familles) y sont nombreux, à surface et conditions biogéographiques équivalentes. Dans ce cas, l'addition de données sur la pluviométrie dans les modèles n'a pas modifié cette relation. Sachant qu'à surface cartographiée équivalente, une île - ou une aire donnée - à fort relief équivaut à une surface bioproductive réelle bien plus grande qu'une île ou zone qui serait plate, des calculs plus complexes peuvent être faits sur les écotones (fractales) et la surface développée de milieux par exemple sous-marins (un récif corallien, le plateau continental rocheux ou sableux), mais on admet aujourd'hui qu'il existe une relation entre surface réelle d'un milieu et diversité des espèces qui l'habitent.

Cette relation entre aire et diversité biologique prend une importance nouvelle depuis le XIX^e siècle, époque où la fragmentation écologique est devenue importante, croissant de manière exponentielle au XX^e siècle en raison du développement des réseaux fortement maillés de villes et de transports, et avec l'utilisation massive de biocides (pesticides) en agriculture.
On ne parlait pas au XIX^e siècle de biodiversité, mais les écologues parlent encore aujourd'hui de modèle d’Arrhenius, ou d’équation d’Arrhenius (qui a par exemple servi à faire un calcul estimant que pour être efficace, une réserve naturelle devrait en Nouvelle-Zélande couvrir une surface minimale de 10 km x 10 km

Autres centres d’intérêt

Alors que ses théories commencent à être acceptées, Arrhénius, très éclectique, s'intéresse à d'autres champs de savoir. En physiologie, il constate que nombre de réactions observées au sein d'organismes vivants (in vivo) suivent les mêmes lois que dans les éprouvettes (in vitro).

En géophysique, il soutient en 1900 l'hypothèse de Ritter qui en 1878 estime que la Terre est constituée d’un noyau gazeux entouré d’une croûte dure (hypothèse reprise par Gunther en 1884 avant d'être contredite par les progrès de la sismologie).

L'immunochimie l'intéresse aussi, en 1904 il se rend aux États-Unis et prononce à l'Université de Californie un cycle de conférences décrivant l'application des méthodes de chimie physique à l'étude des toxines et antitoxines, ensuite publiées en 1907 sous le titre Immunochemistry.

Il se passionne pour la géologie et le paléoclimat, et en particulier l'origine des périodes glaciaires.

Il se forge une cosmogonie, en étudiant notamment l'astronomie et l'astrophysique, le décompte temporel de l'évolution du système solaire et s'intéresse aux collisions interstellaires. Il cherche à estimer la pression du rayonnement sur les comètes, la couronne solaire, les aurores boréales, et la lumière zodiacale.

Il soutient que la vie pourrait avoir été transportée de planète à planète via le transport dans l'espace interplanétaire de spores poussées par les radiations, théorie aujourd'hui connue sous le nom de panspermie, qui a connu d'autres développements avec l'exobiologie.

Il songe enfin à un langage universel et pour le créer propose une modification de la langue anglaise.

À la fin de sa vie, il écrit des manuels scolaires et des livres de vulgarisation, en tentant de mettre l'accent sur la nécessité de poursuivre les travaux sur les sujets auxquels il a travaillé.

En septembre 1927, il tombe malade (une attaque de catarrhe intestinale aiguë) et meurt le 2 octobre. Il est enterré à Uppsala.