Svante August Arrhenius: El hombre que calculó el calentamiento global

Pasó un año de su vida realizando aritmética a mano —decenas de miles de cálculos, sin ninguna máquina que le ayudara— para responder a una pregunta que nadie había planteado correctamente: ¿qué ocurre con la temperatura de la Tierra si se modifica la cantidad de dióxido de carbono en el aire? La respuesta a la que llegó en 1896, que duplicarla calentaría el planeta unos cuatro grados Celsius, es lo suficientemente cercana a la estimación moderna como para resultar inquietante. Él también pensó que esto sería algo bastante bueno.

Un prodigio aritmético en Vik

Nació el 19 de febrero de 1859 en Vik, cerca de Upsala, hijo de Svante Gustav Arrhenius, agrimensor empleado de la Universidad de Upsala, y Carolina Thunberg. A los tres años aprendió a leer solo. Observando a su padre llevar la contabilidad, se convirtió en un prodigio de la aritmética, una habilidad que más tarde resultaría más importante de lo que nadie hubiera podido imaginar. Ingresó en la escuela catedralicia local a los ocho años, directamente al quinto curso, y se graduó en 1876 como su alumno más joven y capaz.

La Universidad de Upsala le decepcionó. Le desagradaba la enseñanza de la física y no tenía paciencia para el químico Per Teodor Cleve, así que en 1881 se marchó a Estocolmo para trabajar en el Instituto de Física de la Real Academia de las Ciencias de Suecia a las órdenes de Erik Edlund.

La tesis que casi suspende

En 1884 presentó una tesis de ciento cincuenta páginas sobre la conductividad de los electrolitos, que contenía cincuenta y seis tesis separadas. Su afirmación central era herética: que cuando una sal se disuelve en agua, se divide por sí misma en partículas cargadas —iones— presentes en la solución independientemente de si circula corriente o no. Faraday sostenía que la electrólisis creaba iones en primer lugar. Arrhenius decía que ya estaban allí.

Sus examinadores, entre ellos Cleve, no quedaron impresionados. La tesis obtuvo una calificación de cuarta categoría, que fue ascendida a tercera tras su defensa, una nota que en la práctica le cerraba las puertas a una carrera académica. La mayoría de las cincuenta y seis tesis siguen considerándose correctas, con pequeñas modificaciones.

Envió copias al extranjero. Rudolf Clausius, Wilhelm Ostwald y Jacobus Henricus van 't Hoff las leyeron y quedaron electrificados. Ostwald viajó a Upsala en persona para ofrecerle un trabajo en Riga. Arrhenius lo rechazó —su padre estaba gravemente enfermo y murió en 1885—, pero una beca de viaje le puso en camino, trabajando con Ostwald en Riga y Leipzig, Friedrich Kohlrausch en Wurzburgo, Ludwig Boltzmann en Graz y van 't Hoff en Ámsterdam. Era la mejor educación en la nueva fisicoquímica que existía en cualquier parte, y la había reunido a partir del rechazo.

La ecuación y el premio

En Leipzig, en 1889, trabajando junto a Ostwald, produjo la fórmula que lleva su nombre. La ecuación de Arrhenius describe cómo la velocidad de una reacción química depende de la temperatura y de la energía de activación, la barrera que las moléculas deben superar antes de poder reaccionar. Es una de las relaciones fundamentales de la cinética química, utilizada a diario desde el diseño de procesos industriales hasta la estimación de la vida útil de un medicamento.

Se convirtió en profesor de la Universidad de Estocolmo en 1891, profesor de física en 1895 a pesar de las objeciones de varios colegas, y rector en 1896. En 1903 recibió el Premio Nobel de Química por la teoría de la disociación electrolítica, la teoría de los iones que los examinadores de Upsala habían calificado de cuarta categoría. Fue el primer premio Nobel sueco.

Un año de aritmética

El artículo de 1896, «Sobre la influencia del ácido carbónico en el aire sobre la temperatura del suelo», es el que le superó. Arrhenius quería saber si las oscilaciones del dióxido de carbono atmosférico podían explicar las glaciaciones. Tomó las mediciones de Samuel Langley sobre la intensidad de la luz lunar, realizadas entre 1885 y 1887, y las utilizó para deducir con qué fuerza absorben el calor el vapor de agua y el dióxido de carbono. Luego calculó las temperaturas y humedades medias en todo el mundo, y calculó qué ocurriría con el 67, 150, 200, 250 y 300 por ciento del nivel de dióxido de carbono de su época. El trabajo le llevó un año de cálculo manual.

Su conclusión fue una regla general que aún se cita: si la cantidad de ácido carbónico aumenta en progresión geométrica, la temperatura subirá casi en progresión aritmética. Descubrió que duplicar el dióxido de carbono calentaría la Tierra aproximadamente 4 °C; cuadriplicarlo, unos 8 °C. Se basaba en Fourier, Pouillet y Tyndall, pero fue el primero en poner la fisicoquímica a trabajar sobre el número.

El artículo de 1896 en sí decía poco sobre la quema de carbón. Eso apareció en su popular libro Worlds in the Making (1908), donde juzgó que las emisiones humanas eran lo suficientemente grandes como para calentar el planeta, y celebró la perspectiva. El calentamiento, argumentaba, evitaría la próxima glaciación y mejoraría las cosechas en el frío norte. La subida del nivel del mar no aparece en sus cálculos.

El imperio y sus usos

Desde 1901 formó parte de la Real Academia de las Ciencias de Suecia y, durante el resto de su vida, del Comité Nobel de Física y, en la práctica, también del de química. Utilizó el cargo: impulsó a sus aliados hacia los premios y trabajó para bloquear a sus rivales. En 1905 fundó el Instituto Nobel de Investigaciones Físicas en Estocolmo y lo dirigió hasta su jubilación en 1927.

Su curiosidad posterior vagó. Se dedicó a la química fisiológica y demostró que las reacciones en los tejidos vivos obedecen a las mismas leyes que las reacciones en un matraz; sus conferencias de 1904 en California sobre toxinas y antitoxinas se convirtieron en Immunochemistry (1907). Escribió sobre glaciaciones y astrofísica, y planteó la hipótesis de la panspermia, según la cual la vida podría ir a la deriva entre planetas en forma de esporas. De forma menos loable, formó parte de la junta directiva de la Sociedad Sueca de Higiene Racial, fundada en 1909, una asociación que debe figurar en cualquier relato honesto sobre él.

Por qué se llama genio a Svante

El caso no es principalmente de brillantez pura, sino de independencia de juicio sostenida frente al veredicto institucional. La teoría de los iones fue calificada de cuarta categoría por los químicos profesionales y resultó ser correcta; Ostwald, van 't Hoff y Clausius vieron inmediatamente lo que Upsala no pudo, y el Comité Nobel estuvo de acuerdo diecinueve años después. Es algo raro tener razón, frente a tanta oposición experta, a los veinticinco años.

El trabajo sobre el clima muestra una facultad diferente: una paciencia que casi nadie posee hoy en día. No hubo trucos conceptuales en el artículo de 1896: el mecanismo del efecto invernadero había sido descrito por Fourier y medido por Tyndall. Lo que aportó Arrhenius fue la voluntad de realizar un año de cálculos manuales para convertir un efecto cualitativo en un número, y la cifra de sensibilidad que obtuvo es asombrosamente cercana a lo que producen hoy las supercomputadoras.

El contraargumento es sustancial. Su estimación climática fue en parte afortunada: se basaba en los datos de la luz lunar de Langley y en simplificaciones que los científicos posteriores rechazaron, y durante décadas el consenso descartó su resultado por considerarlo demasiado tosco para ser fiable. Su interpretación de lo que supondría el calentamiento era errónea: pensaba que sería un beneficio. Y su conducta en el Comité Nobel fue facciosa, y su participación en la higiene racial, desacreditadora. Fue un calculador formidable y un pensador excepcionalmente obstinado; la palabra genio se ajusta mejor a su negativa a aceptar un mal veredicto que a cualquier destello repentino de perspicacia.

Legados

Murió en Upsala el 2 de octubre de 1927 a causa de una enfermedad intestinal aguda. Los honores habían llegado abundantemente antes: la Medalla Davy en 1902, el primer Premio Willard Gibbs en 1911, la Cátedra Faraday en 1914, la Medalla Franklin en 1920, miembro extranjero de la Royal Society en 1910.

Los cráteres de la Luna y Marte llevan su nombre, al igual que el Arrheniusfjellet en Svalbard y los Laboratorios Arrhenius de la Universidad de Estocolmo. Y, por una coincidencia que no ha pasado desapercibida, el padre de la activista climática Greta Thunberg, Svante Thunberg, fue nombrado así por Arrhenius, un primo en la línea familiar.