Gustaf Olof Svante Arrhenius

Gustaf Olof Svante Arrhenius Biografía
Nacimiento 5 de septiembre de 1922
Estocolmo
Muerte 3 de febrero de 2019(en 96)
La Jolla
Nacionalidad sueco
Capacitación Universidad de Estocolmo
Ocupaciones Ecologista , oceanógrafo , biogeoquímico
Padre Olof Vilhelm Arrhenius
Hermanos Anna Horn por Rantzien ( d )
Otras informaciones
Trabajé para Universidad de California
Miembro de Real
Academia Sueca de Ciencias Real Sociedad de Ciencias y Letras de Gotemburgo ( en )
Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia (1981)
Distinción Beca Guggenheim

Gustaf Olof Svante Arrhenius , a veces denominado Olaf Arrhenius , (1922-2019) es un oceanógrafo y geoquímico sueco . Es nieto del científico (Premio Nobel de Química) Svante August Arrhenius , un químico sueco famoso por haber desarrollado la “  teoría de la disociación electrolítica  ”, e hijo del químico Olof Vilhelm Arrhenius (1896-1977).

Oceanógrafo, luego geoquímico y luego biogeoquímico , Olaf Arrhenius continuó la tradición científica familiar. Fue uno de los investigadores en exobiología , y en ocasiones también se le considera uno de los precursores de la ecología moderna y en particular de la ecología del paisaje por haber sido el primero en intentar formular matemáticamente la teoría de la existencia de una relación "Número de especies - area " ( SPAR para angloparlantes; para"  Relación especie-área  ") que postula que cuanto mayor sea la superficie, más aumentaría exponencialmente el número de especies. Esta teoría, aunque no está plenamente demostrada, se ha convertido en uno de los fundamentos de la ecología.

Biografía

En Suecia, participó en un primer estudio oceanográfico de algunos grandes fondos marinos del Atlántico este y Mediterráneo en el barco de exploración M / S Skagerak en 1946 , justo después de la Segunda Guerra Mundial , cuando las secuelas de las guerras aún eran evidentes, en particular en los puertos del Mediterráneo. . Esta misión fue preludio y prueba de nuevos medios de muestreo, estudios sísmicos y ópticos, preparando la gran expedición oceanográfica sueca Albatross que recorrió el mundo en 1947-1948. Esta expedición Albatros fue dirigida por Hans Pettersson (1888-1966), profesor de oceanografía y director del Instituto de Oceanografía de Gotemburgo , y utilizó por primera vez un muestreador desarrollado por Börje Kullenberg, capaz de tomar núcleos de sedimentos en aguas profundas para estudiar el pasado biogeoquímico del planeta, mientras que los materiales anteriores no permitían muestreos a más de 20  m . Arrhenius pudo participar como geoquímico, y fueron los datos proporcionados por esta expedición los que le permitieron a Arrhenius hacer su doctorado en ciencias naturales, que obtuvo en 1953 en la Universidad de Estocolmo . También han permitido concretar la historia del clima planetario durante el último millón de años, incluidas todas las glaciaciones cuaternarias (que luego se perfeccionarán con el análisis de las burbujas de aire en el hielo polar). Dado que el estudio de los sedimentos hace posible remontarse comúnmente a 300 millones de años y localmente hasta más de 3,5 mil millones de años, pero por el momento, 1 millón de años representó un salto significativo para el conocimiento del paleoambiente .

En 1948, a su regreso de la expedición, se casó con Eugenie Jenny de Hevesy (1926-). Tendrán tres hijos: Susanne, Thomas y Peter.

Su padre tenía un gran laboratorio químico, capaz de analizar las 20.000 muestras recogidas durante la expedición. Puso a disposición de su hijo para (como parte de la tesis de este último) analizar estas muestras. El científico estadounidense Roger Revelle, habiendo oído hablar de este trabajo, envió emisarios a Suecia varias veces para informarse sobre el estado de este trabajo y encontrarse con Arrhenius.

Revelle le escribió a Arrhenius diciendo “¿por qué no vienes a Estados Unidos? ". Arrhenius sale de allí con su esposa y su hija de dos años, sin ninguna garantía de empleo. Recorrió el país visitando institutos científicos (Lamont, Woods Hole, Chicago, UCLA) con los que mantuvo correspondencia durante varios años. Y conoce a Revelle justo a tiempo para ser contratado en la expedición "Capricornio" , que exploró partes del Pacífico oriental y meridional desde26 de septiembre de 1952 a 21 de febrero de 1953con dos barcos ( R / V Horizon y R / V Spencer F. Baird ) con escalas en Suva , Pago Pago , Tonga , Tahití y las Marquesas , con el objetivo particular de estudiar la placa de Tonga y su trinchera , entonces aún desconocida y cuyo la profundidad es equivalente a la altura del Everest y el fondo de las Islas Marshall justo después de los primeros experimentos con bombas nucleares . Muchos de los investigadores de la Expedición Capricornio también participaron en la Operación Ivy, la primera arma termonuclear en las Islas Marshall, en noviembre de 1953 .

Arrhenius luego se mudó a los Estados Unidos, donde comenzó al servicio de la "  Institución Scripps de Oceanografía  " (ORC) en 1952 como oceanógrafo.

Tres años después, en 1956 , se incorporó al cuerpo docente de la ORC como profesor asociado de biogeoquímica , antes de ocupar diversos cargos docentes y asesores en otras instituciones;

Se fue a los Estados Unidos en 1952 donde dirige el Laboratorio Interdepartamental de Ciencias Espaciales ( "Laboratorio Interdepartamental de Ciencias Espaciales" ) de la Universidad de California en San Diego (UCSD) (de 1962 a 1963 ). Fue Director Adjunto del Instituto  para el estudio de la materia  en la UCSD (1966-1970), y fue miembro asociado del Departamento de Física Aplicada y Ciencia. Información ( "  Física Aplicada y Ciencias de la Información  " ahora Ingeniería Eléctrica e Informática ), en UCSD (desde 1967). Fue miembro del equipo de la NASA que analizó las primeras muestras de "suelo" lunar (el "  Equipo de planificación del análisis de muestras lunares de la NASA  ") (1970-1972), y fue miembro del Comité Asesor de la NASA sobre la exploración de cometas y asteroides. (1973-1975).

No renunció a su primera pasión por los entornos marinos y fue oceanógrafo miembro de la Academia Estadounidense de Ciencias (“  Junta de Ciencias Oceánicas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos  ”) ( 1977 - 1981 ). Siguiendo los pasos de su abuelo que había sido pionero en exobiología , también fue miembro del equipo de la NASA (“  Centro de Investigación y Capacitación en Exobiología  ”) especializado en investigación y capacitación en Exobiología , en California en el "  UCSD Space Institute  "(desde 1991 ).

Estuvo marcado por Roger Randall Dougan Revelle (1909-1991), director del SIO desde 1951 hasta 1964), y se interesó tanto por los orígenes de la vida como por la forma en que podría existir o evolucionar en otros planetas.

Contribuciones científicas

Contribución a la modelización matemática de la diversidad biológica

El explorador naturalista Alexander von Humboldt (1769-1859) ya había señalado en 1807 en sus exploraciones que, en condiciones biogeográficas y bioproductivas comparables, grandes áreas sustentaban un número mucho mayor de especies vegetales que pequeñas.

Varios naturalistas, entre ellos dos botánicos ( Hewett Cottrell Watson (1804-1881) y Alfonso Pyrame de Candolle (1806-1893)) al principio del XIX e  siglo confirmó esta relación por numerosas observaciones, pero sin proponer una formalización matemática descriptiva; Watson simplemente escribió en 1847 sobre la diversidad de especies en Gran Bretaña  : “en promedio, un solo condado alberga casi la mitad del número total de especies en Gran Bretaña; y podría decirse que no es incorrecto suponer que una sola milla (cuadrada) alberga a la mitad de las especies de un condado ”.

Si bien  aún no se había creado la palabra "  biodiversidad ", Olaf Arrhenius en 1921 presentó una fórmula matemática simple destinada a describir, predecir o calcular la riqueza (o pobreza) ecológica de un territorio según el área disponible para la fauna y la flora en este territorio, en la forma de la ecuación  : S = CA potencia Z ( S representa el número de especies, En la superficie, y C y Z son constantes a reajustar según el contexto).

Esta ecuación se puede verificar tanto con plantas y animales actuales, como con fósiles (estudio de la diversidad de especies fósiles en un depósito). Teóricamente es aplicable a la escala de una isla, un continente o una parte de un continente.

Es difícil de aplicar a los océanos, pero parece que se puede aplicar a los arrecifes de coral, por ejemplo.

También se aplica retrospectivamente.

Este tipo de fórmula ha sido muy útil para afinar el conocimiento de paleoambientes más o menos distantes o para modelar el número de especies en una “colección” de muestras (actuales o pasadas) cuando solo podemos contar con muestras pequeñas, que a menudo es caso por falta de tiempo y de recursos técnicos, humanos y económicos).

Está en parte en el origen del método de muestreo por redundancia que también permite verificar el valor y la precisión de las muestras.

Lyman y Ames estimaron en 2004 su interés por el estudio de restos arqueológicos de animales.

Pero hay una dificultad, que ocupó varios ecologistas al final de la XX XX  siglo, el cálculo de la constante z .

Frank Preston y Robert May buscaron apoyar esta ecuación y en particular su forma exponencial, pero dando como resultado un valor de 0.26 para z , que no concuerda con las observaciones experimentales.
Dos ecologistas estadounidenses, Edward Connors y Earl McCoy imaginaron que z podría ser una variable aleatoria sin importancia particular. Basado en la teoría de la probabilidad, Wade Leitner (Universidad de Arizona) concluyó que la forma exponencial de la ecuación solo era válida para ciertas regiones.

La ecuación SPAR se acepta intuitivamente en el mundo de la ecología, pero aún no se ha demostrado ni perfeccionado científicamente por completo.

Parece que, de hecho, hay cuatro grupos de valores z diferentes , correspondientes a cuatro tipos diferentes de contextos desde la perspectiva de la ecología del paisaje:

Está entre 0,25 y 0,55 si se trata de un archipiélago que se está estudiando (las islas cercanas sin estar físicamente conectadas permiten intercambios mínimos para un cierto número de especies como mínimo, incluidas las aves en particular, que pueden transportar organismos o propágulos de otras especies);

Observaciones

Esta teoría se aplica más a la diversidad de especies que a la de genes .

La ecología del paisaje ha aportado otras teorías complementarias que muestran en particular:

Ver también

Bibliografía

Artículos relacionados

enlaces externos

Notas y referencias

  1. O. Arrhenius, Investigaciones estadísticas en la constitución de asociaciones de plantas , Ecología , vol.  4, n o  1, enero 1923, p.  68-73, 6  pág. , DOI : 10.2307 / 1929275 . Ver pág.  1 del artículo
  2. Artículo de Michael L. Rosenzweig "La  biodiversidad en ecuación  ", p.  20-24, Investigación
  3. Baron F. Alexander de Humboldt, Ensayo sobre la geografía de las plantas , París, 1807
  4. F. Preston, Ecología , 43, 185, 1962.
  5. E. Connor y E. McCoy, Amer. Natur. 113 de 791 de 1979
  6. C. Willimas, Nature , 152, 264, 1943.
  7. C. Willimas, Nature , 152  : 264, 1943.