Hij staat bekend als bedenker van de Gaia-theorie, maar de eergisteren op zijn 103de verjaardag overleden wetenschapper James Lovelock was bovenal een briljante uitvinder, die met een vernuftig detectie-apparaatje de kiem legde voor de milieubeweging. Ruim twee jaar geleden ging De Ingenieur bij hem op bezoek. 

‘Kijk, dit is het.’ James Lovelock is even voorzichtig opgestaan uit de fauteuil vlakbij het raam in zijn kleine woonkamer. Hij houdt een metalen apparaatje omhoog dat op een houten plankje is geschroefd. Met trillende hand zet de honderdjarige het rechtop neer op een van de vele stapels boeken op zijn salontafel. ‘Het ziet er eenvoudig uit, maar het is complexer dan je je kunt voorstellen.’

De Britse scheikundige Lovelock ontvangt deze ­dagen – kort voor het coronavirus Europa in zijn greep kreeg – de ene na de andere interviewer in zijn huisje aan de Britse zuidkust. Lovelock werd vooral bekend als bedenker van de zogeheten Gaia-hypothese.

In die theorie, die hij eind jaren zestig formuleerde en samen met bioloog Lynn Margulis verder ontwikkelde, stelt hij dat de aarde, inclusief alles wat erop leeft, de atmosfeer, oceanen en gesteenten, zich gedraagt als een zelfregulerend superorganisme. Hij publiceerde er naast wetenschappelijke artikelen verschillende publieksboeken over. 


Vredelievende robotwezens

Afgelopen jaar verscheen er van zijn hand wederom een boekje, waarvan dit voorjaar de Nederlandse vertaling uitkwam. Daarin kondigt hij, met een knipoog, het einde aan van het door de mens gedomineerde Antropoceen.

Dat tijdperk, aldus Lovelock, zal worden opgevolgd door het Novaceen, een Lovelockiaanse versie van de singulariteit en ook de titel van het boek. Vredelievende robotwezens zullen de boel hebben overgenomen en zij zullen ons koesteren als waren we hun huisdieren of zelfs kamerplanten.



Ingenieur pur sang

Maar wat minder mensen weten: bovenal is James Lovelock een briljant uitvinder, een ingenieur pur sang. Inventiviteit kreeg hij met de paplepel ingegoten door zijn vader, die in bittere armoede was opgegroeid en zijn zoon leerde denken in slimme oplossingen.

En toen hij tijdens de Tweede Wereldoorlog ging werken aan het Britse National Institute for Medical Research groeide hij al snel uit tot de persoon ‘die alles wat stuk was kon repareren,’ herinnert hij zich.


Gescheurde trommelvliezen

Hij deed onder meer onderzoek aan een onderwerp dat anno 2020 ineens weer actueel is: de verspreiding van verkoudheidsvirussen. Dat klinkt onbelangrijk in oorlogs­tijd, maar was dat allerminst, legt Lovelock uit. ‘Een verkoudheid kon voor soldaten in een vliegtuig zonder drukcabine desastreus uitpakken – met gescheurde trommelvliezen als gevolg.’

De studies die Lovelock deed om de belangrijkste verspreidingsfactoren in kaart te brengen blonken uit in eenvoud. ‘Ik denk nog altijd dat ik eraan heb bijgedragen dat bijna niemand nog een katoenen zakdoek gebruikt. Die dingen waren ongelofelijke besmettingsbronnen.’


Reanimeren met een oude transistorradio

In die periode als medisch onderzoeker, maakte ­Lovelock er een sport van om met allerlei slimmigheden het onderzoek verder te brengen. Zo deed hij onder meer onderzoek waarbij hij hamsters moest afkoelen tot ze een lichaams­temperatuur vlak boven het vriespunt hadden om ze vervolgens weer ‘tot leven te wekken’ door ze op te warmen. Om hun hart aan de praat te krijgen, bouwde hij een oude transistorradio om tot een reanimatie-­apparaat.

Toen jaren later een cameraploeg kwam filmen in het lab waar hij op dat moment werkte, speelde hij met een zelfgemaakte ­geluidengenerator op een cassettebandje de geluiden na van een aan bevriezing stervende wetenschapper. ‘Die film kwam er uiteindelijk niet, helaas.’


Gaschomatografie

In diezelfde periode kreeg hij er handigheid in om allerlei detectoren te ontwikkelen waarmee artsen en medisch onderzoekers metingen konden uitvoeren. In die tijd kwam de gaschromatografie op – het scheiden van gasmengsels op basis van hun eigenschappen.

De allereerste scheidingen van mengsels vonden in 1906 plaats op basis van kleur – vandaar de term. Een van de detectoren die Lovelock ontwikkelde was de argondetector. ‘Die maakte de gaschromatografie laagdrempeliger voor veel wetenschappers buiten de chemie.’ 

Maar belangrijker was dat andere apparaatje, dat hij in 1957 ontwierp en dat hij zojuist heeft laten zien: de elektronenvangstdetector (electron capture detector, ecd). De ecd is gebaseerd op het vermogen van moleculen met bepaalde functionele groepen zoals chloor en jood, om elektronen uitgezonden door een radioactieve bron op te vangen. De detectorkamer bevat twee elektroden en een radioactief folie. 
 

Een elektronenvangstdetector uit circa 1960. Foto: Science Museum in Londen

Negatieve piek

Door gebruik te maken van een inert dragergas worden de ionen die vrijkomen opgevangen, waardoor een constante stroom in de detector ontstaat. Komen moleculen van bepaalde stoffen die elektronen kunnen opnemen de detectiekamer binnen, dan resulteert dat in een afname van de staande stroom en dus in een negatieve piek. 

Het uit nikkel vervaardigde apparaatje, zo ontdekte ­Lovelock, was extreem gevoelig voor stoffen in de atmosfeer (duizend keer gevoeliger dan andere detectoren uit die tijd) en wel specifiek voor moleculen die elektronen absorberen. En laten die nou net zeer relevant zijn voor de mens: het zijn onder meer gifstoffen, kankerverwekkende stoffen en stoffen die het milieu verontreinigen.


Verontrustende inzichten

Met het apparaatje toonde Lovelock aan dat tot in ­Antarctica zogeheten chloorfluorkoolwaterstoffen (cfk’s) in de atmosfeer voorkwamen. Die werden destijds op grote schaal gebruikt als drijfgassen in onder meer haarsprays en als koel­middel in koelkasten.

Toen andere wetenschappers aantoonden dat deze moleculen hoog in de stratosfeer ozon­moleculen afbreken die schadelijke uv-straling wegvangen, leidde dit uiteindelijk tot een verbod op het gebruik van cfk’s. ‘Niet dat ik voor een direct verbod was hoor. Ik heb zelfs nog in de rechtbank gepleit om het pas uit te faseren wanneer er een vervanger beschikbaar was.’

De ecd leverde veel meer verontrustende inzichten op: dat het giftige lood uit benzine zich in het milieu en in mensenlichamen ophoopte, evenals polychloorbifenylen (pcb’s) uit onder meer smeermiddelen, verf en brandvertragers. Ook bleek dat er bij allerlei processen flinke hoeveelheden vrijkwamen van het inmiddels beruchte stikstofdioxide. 


Massale sterfte

Wetenschappers gebruikten de ecd om aan te tonen dat het insectenverdelingsmiddel DDT praktisch overal op aarde voorkwam en zich in levende wezens ophoopte. Dat leidde tot het baanbrekende boek Silent Spring, waarin Rachel Carson waarschuwt voor massale sterfte van insecten en ander leven door het op grote schaal gebruiken van pesticiden. ‘Zonder het apparaatje was dat boek er niet geweest inderdaad, en misschien was ddt wel nooit grotendeels in de ban gedaan.’

Zijn observaties deden Lovelock nadenken over moeder Aarde, maar maakten hem geen rabiaat milieuactivist. Hij benadrukt dat ddt ook juist belangrijk is geweest voor de malariabestrijding en dat had kunnen blijven als er niet zo’n taboe op was ontstaan. Ook is hij een fervent voorstander van kernenergie, in de strijd tegen klimaatverandering. ‘De milieubeweging heeft altijd de neiging gehad om somber te zijn, negatief over bijna alles. Dat heb ik nooit zo onderschreven.’


Belletje van de NASA

Zijn reputatie van uitvinder resulteerde begin jaren zestig in een belletje van NASA. Of hij wilde komen werken voor het programma dat speurt naar buitenaards leven. Daar, aldus Lovelock, werd de ware kiem gelegd voor de Gaia-hypothese. ‘Doordat ik bezig was met het nadenken over niet-aards leven ging ik automatisch nadenken over wat het leven en wat onze planeet uniek maakt.’

Tot aan zijn pensioen zou Lovelock actief blijven als onafhankelijk wetenschapper, voor universiteiten en overheidsorganisaties waaronder de NASA, maar ook voor bedrijven zoals Hewlett Packard, IBM en Shell. Een technologisch manusje van alles, probleemoplosser voor grote en kleine vraagstukken. Met denken is hij nooit opgehouden, zelfs nu werkt hij weer aan een nieuw boek, over de stad als een vorm van collectieve intelligentie. 


Intuïtie

Wat al die jaren steeds zijn geheime wapen is geweest? ‘Intuïtie. Daar wordt in wetenschappelijke kringen vaak meewarig over gedaan, maar er is niets vreemds aan. Het is het combineren van veel kennis die je verzameld hebt, zonder er al te diep bij na te denken. En het is heel effectief als je uitvindingen wilt doen.’ 


Tekst: Jop de Vrieze

Dit artikel verscheen eerder in editie 5/2020 van De Ingenieur.

 


 

Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.