Don L. Anderson - Don L. Anderson

Don L. Anderson
Portret Don L. Andersona zdjęcie.jpg
Urodzić się ( 05.03.1933 )5 marca 1933
Fryderyk , Maryland
Zmarł 2 grudnia 2014 (2014-12-02)(w wieku 81)
Cambria , Kalifornia
Narodowość amerykański
Alma Mater Rensselaer Polytechnic Institute , California Institute of Technology
Znany z Tektonika płyt , sejsmologia , geochemia , poezja naukowa
Nagrody
Kariera naukowa
Pola Sejsmologia , Geofizyka , Geologia , Geochemia
Instytucje Kalifornijski Instytut Technologii , Laboratorium Sejsmologiczne Caltech
Doradca doktorski Frank Press
Doktoranci Thomas H. Jordan
Uwagi
Doświadczenie Andersona w wielu dyscyplinach naukowych zostało docenione złotymi medalami Królewskiej Szwedzkiej Akademii Nauk, Amerykańskiego Towarzystwa Geologicznego, Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego oraz najwyższymi medalami naukowymi Amerykańskiej Unii Geofizycznej i Prezydenta Stanów Zjednoczonych.

Don Lynn Anderson (5 marca 1933 – 2 grudnia 2014) był amerykańskim geofizykiem, który wniósł znaczący wkład w zrozumienie pochodzenia, ewolucji, struktury i składu Ziemi i innych planet. Będąc ekspertem w wielu dyscyplinach naukowych, w swoich pracach Anderson połączył sejsmologię , fizykę ciała stałego , geochemię i petrologię, aby wyjaśnić, jak działa Ziemia . Anderson był najbardziej znany ze swojego wkładu w zrozumienie głębokiego wnętrza Ziemi, a ostatnio z hipotezy teorii płyt, że gorące plamy są produktem tektoniki płyt, a nie wąskich pióropuszy pochodzących z głębi Ziemi . Anderson był emerytowanym profesorem geofizyki w Wydziale Nauk Geologicznych i Planetarnych w Kalifornijskim Instytucie Technologii (Caltech) . Otrzymał liczne nagrody towarzystw geofizycznych, geologicznych i astronomicznych. W 1998 roku wraz z Adamem Dziewońskim otrzymał Nagrodę Crafoord od Królewskiej Szwedzkiej Akademii Nauk . Jeszcze w tym samym roku Anderson otrzymał Narodowy Medal Nauki . Otrzymał doktoraty honoris causa Rensselaer Polytechnic Institute (gdzie wykonywał swoje studia licencjackie z geologii i geofizyki ) oraz na Uniwersytecie Paryskim (Sorbonne) oraz zasiadał w licznych uniwersyteckich komitetach doradczych, m.in. w Harvard , Princeton , Yale , University of Chicago , Stanford , Uniwersytet Paryski , Uniwersytet Purdue i Uniwersytet Rice . Szeroko zakrojone badania Andersona zaowocowały setkami publikacji z dziedziny planetologii , sejsmologii , fizyki mineralnej , petrologii , geochemii , tektoniki i filozofii nauki .

Życie i główny wkład naukowy

Odbieranie Narodowego Medalu Nauki z rąk prezydenta Billa Clintona
Don i Nancy Anderson świętują 50. rocznicę ślubu
Okładka książki Andersona, New Theory of the Earth, ilustruje trwającą debatę wśród geofizyków na temat tego, czy wulkany są naturalnym wynikiem tektoniki płyt, czy też emanują z głębi Ziemi przez wąskie pióropusze.

Urodzony w Frederick , Maryland w 1933 roku, Anderson przeniosła się do Baltimore , gdy miał sześć lat. Ukończył Baltimore Polytechnic Institute, następnie uczęszczał do Rensselaer Polytechnic Institute (RPI), gdzie w 1955 roku uzyskał tytuł Bachelor of Science w dziedzinie geologii i geofizyki. Następnie pracował w przemyśle naftowym w Kalifornii, Montanie i Wyoming oraz służył w siłach powietrznych w Massachusetts i Thule na Grenlandii, zanim przeniósł się do Kalifornii, gdzie uzyskał doktorat. Z wykształcenia geofizyka i matematyka w Caltech w 1962 roku. Większość późniejszej kariery akademickiej spędził w Laboratorium Sejsmologicznym Caltech , gdzie w latach 1967-1989 został drugim najdłużej pełniącym służbę dyrektorem. Był żonaty z Nancy Ruth Anderson, miał dwoje dzieci, Lynn Anderson Rodriguez i Lee Weston Anderson i cztery wnuczki.

Anderson rozpoczął swoją karierę naukową podczas służby w Siłach Powietrznych USA . Na Grenlandii badał właściwości lodu morskiego. Anderson został oskarżony o ustalenie, czy lód był wystarczająco silny, aby wytrzymać lądowanie ciężkich samolotów. Pracując ze swoim kolegą, dr Wilford Weeks, nad artykułami naukowymi wynikającymi z badań, stało się dla Andersona jasne, że potrzebuje więcej edukacji. Wybrał studia Caltech na kierunku geofizyka. Teza Andersona koncentrowała się na anizotropowych lub kierunkowo zależnych właściwościach płaszcza . Przeanalizowano propagację fal w warstwowych ośrodkach złożonych. Przed pracą Andersona sejsmolodzy zakładali, że wnętrze Ziemi zachowuje się jak szkło i jest izotropowe. Po ukończeniu doktoratu w 1962 roku Anderson dołączył do wydziału w Caltech i przeszedł do innych dziedzin nauki, pisząc prace na temat składu, stanu fizycznego i pochodzenia Ziemi, a także innych planet. Znacznie później w swojej karierze powrócił do efektów anizotropii i częściowego topnienia oraz obecności płynów w górnym płaszczu . Wraz z kolegami opracowali metody uwzględniania anizotropii i nieelastycznego zachowania fal sejsmicznych w celu wyjaśnienia działania Ziemi. Terminami technicznymi przedmiotów jego badań są anharmoniczność, asferyczność, anelastyczność, a także anizotrofia. Innymi słowy, Ziemia nie jest idealną, elastyczną sferą.

Podczas swojej ponad 50-letniej kariery Anderson publikował artykuły na temat składu i pochodzenia Księżyca , Wenus i Marsa, a także Ziemi . Był głównym badaczem w misji Vikinga na Marsa w 1971 roku. Anderson i jego współpracownicy badali związki między zachowaniem skały płaszcza pod wpływem wysokich ciśnień i temperatur, przemianami fazowymi minerałów płaszcza i powstawaniem trzęsień ziemi . W znacznym stopniu przyczynili się do zrozumienia ruchów płyt tektonicznych poprzez mapowanie prądów konwekcyjnych w płaszczu Ziemi za pomocą metod sejsmologicznych. Badania te doprowadziły do ​​opracowania Wstępnego Referencyjnego Modelu Ziemi (PREM), który dostarcza standardowych wartości ważnych właściwości Ziemi, w tym prędkości sejsmicznych, gęstości, ciśnienia, tłumienia i anizotropii jako funkcji promienia planety i długości fali. PREM jest obecnie standardowym modelem odniesienia dla Ziemi. Praca ta została przytoczona, gdy Anderson wraz ze swoim kolegą Adamem Dziewońskim z Harvard University otrzymali Crafoord Prize w 1998 roku w Szwecji.

Biorąc pod uwagę fizykę i termodynamikę materiałów Ziemi w warunkach wysokiej temperatury i ciśnienia w głębokim wnętrzu, Anderson opracował teorie, które odbiegają od głównych spekulacji naukowych. W szczególności Anderson wykazał, że standardowe modele geochemiczne i ewolucyjne Ziemi są wadliwe, ponieważ naruszają prawa termodynamiki w sposób, który sprawia, że ​​Ziemia zachowuje się jak perpetuum mobile . Anderson porównał te modele do Rudyard Kipling „S« Właśnie tak Stories »i wskazał, że teorie te są utrwalać gdy wyrównawczych dowody wytłumaczyć jak anomalii lub paradoksów. Modele Andersona opierają się na fizyce i termodynamice, a także geofizyce i są odporne na obserwacje i testy oparte na dowodach.

Anderson opracował alternatywny model składu mineralogicznego i izotopowego płaszcza. Ziemia miała pochodzenie wysokotemperaturowe i została chemicznie rozwarstwiona od czasu jej akrecji 4,5 miliarda lat temu. Konwencjonalna mądrość naukowa głosi, że cały płaszcz składa się w dużej mierze z perydotytu zdominowanego przez oliwin , częściowo z materiału pierwotnego. Z drugiej strony Anderson wykazał, że środkowy płaszcz składa się z piklogitu, piroksenu i skały granatu . Wbrew dominującym poglądom naukowym Anderson twierdził, że głębsze warstwy płaszcza są gęste i ogniotrwałe i nie są w stanie wynurzyć się na powierzchnię ani wytworzyć bazaltów . Anderson zasugerował, że wszystkie bazalty są produkowane w górnym płaszczu. Idee te wyewoluowały z integracji geochemii, petrologii, sejsmologii i termodynamiki, podczas gdy modele standardowe opierają się tylko na jednej lub dwóch z tych dyscyplin i wielu założeniach.

Anderson zakwestionował również tradycyjne poglądy naukowe na temat jak wulkany powstają, zwłaszcza teoria konwekcyjnych pióropusz płaszcza w ziemi, jak proponowane przez W. Jason Morgan , Anderson stwierdził, że tzw pióropusz płaszcza hipoteza jest nieważny i że hotspoty i wyspy oceaniczne takie jak Hawaje czy Islandia są natomiast normalnymi produktami tektoniki płyt . Podczas gdy wielu geochemików wierzy, że wulkany wywodzą się z wąskich pióropuszy unoszących się tuż nad jądrem Ziemi, Anderson wykazał, że można je całkowicie wyjaśnić anomaliami chemicznymi i mineralogicznymi w górnym płaszczu. Ponadto Anderson zauważył, że wszystkie demonstracje hipotezy pióropusza płaszcza naruszają podstawowe prawa termodynamiki, ponieważ opierają się na ciągłym dopływie ciepła pochodzącego z głębi Ziemi lub nawet spoza Ziemi. Z drugiej strony Anderson zaakceptował klasyczny pogląd, że wnętrze Ziemi stygnie, a wulkany po prostu uderzają w warstwę stopionej skały, która istnieje w górnym płaszczu lub zewnętrznej powłoce Ziemi. Jest to skutek ruchu płyt że magmy może dotrzeć do powierzchni przez strefy pęknięć, szczelin , wulkanu i tak zwanych gorących punktów. Anderson uważał również, że tektonika płyt jest naturalnym skutkiem chłodzenia planety z góry.

Chociaż jego praca opierała się na sejsmologii, fizyce klasycznej i termodynamice, a także na wiedzy o wnętrzu Ziemi, teorie Andersona są uważane za kontrowersyjne, ponieważ odbiegają od dominujących idei rozwijanych przez społeczność geochemiczną i które są szeroko cytowane we wpływowych publikacjach, takich jak jako Natura i Nauka . Aktywna strona internetowa mantleplumes.org jest poświęcona wyzwaniu Andersona i jego współpracowników w zakresie standardowych lub podręcznikowych wyjaśnień dotyczących wulkanów i dynamiki Ziemi. Multidyscyplinarne podejście Andersona, w połączeniu z jego wiedzą z zakresu geofizyki , geochemii , fizyki ciała stałego i termodynamiki , pozwoliło mu wyjaśnić ewolucję i strukturę Ziemi w sposób, który podważa przyjęte w tamtych czasach idee. Kolega Seth Stein z Northwestern University powiedział o Nowej Teorii Ziemi Andersona : „Stare powiedzenie mówi, że nie ma prawdziwych badaczy Ziemi, ponieważ kopiemy nasze małe dziury i siedzimy w nich. Ta książka jest uderzającym kontrprzykładem, który łączy szeroki zakres tematów dotyczących struktury, ewolucji i dynamiki planety. Nawet czytelnicy, którzy nie zgadzają się z niektórymi argumentami, uznają je za wnikliwe i stymulujące”.

Anderson zmarł w Cambria w Kalifornii 2 grudnia 2014 roku na raka w wieku 81 lat.

Szczegóły techniczne

  • Wykazał, że anizotropia i anelastyczność są ważne w propagacji fal sejsmicznych na Ziemi.
  • Wprowadzenie do współczesnej sejsmologii efektów zależnych od częstotliwości i polaryzacji. Umożliwiło to rozwiązanie rozbieżności między różnymi typami danych sejsmicznych (fale ciała, modele normalne; rozbieżność fal Rayleigha-Love'a) i połączenie wszystkich typów danych w jedną inwersję.
  • Opracował teorię zależności częstotliwości zarówno prędkości fal, jak i nieelastyczności (Q) i zastosował ją do płaszcza i rdzenia (Model pasma absorpcji).
  • Opracowane metody odwracania fal powierzchniowych dla struktur anizotropowych (Universal Dispersion Curves).
  • Pokazał (wraz z Minsterem), w jaki sposób mikrofizyka może wyjaśnić, w jaki sposób zjawiska krótkookresowe mogą być powiązane z długoterminową reologią.
  • Wraz z Natafem, Nakanishi, Tanimoto, Montagnerem, Regan opracował pierwsze trójwymiarowe struktury anizotropowego płaszcza.

Nagrody i wyróżnienia

Ważne publikacje

  • AM Dziewoński; DL Andersona. (1981). Wstępny referencyjny model Ziemi ; Fizyka Ziemi i Wnętrz Planetarnych 25, S.297–356.
  • DL Andersona. (2007). Nowa teoria Ziemi ; Cambridge University Press, Nowy Jork.
  • DL Andersona. (1989). Teoria Ziemi ; Publikacje naukowe Blackwella.
  • Don L. Anderson i James H. Natland. (2014) Prądy wznoszące się płaszcza i mechanizmy wulkanizmu oceanicznego ; Materiały Narodowej Akademii Nauk [1] obj. 111 nr. 41. doi : 10.1073/pnas.1410229111 .
  • DL Andersona. (2013). Mit trwałego pióropusza płaszcza - czy istnieją pióropusze? ; Australian Journal of Earth Sciences: i James H. Natland. doi : 10.1080/08120099.2013.835283
  • Anderson, Don L. (2011). Hawaje, warstwy graniczne i płaszcz otoczenia - ograniczenia geofizyczne , J. Petrol., 52, 1547-1577; doi : 10.1093/petrologia/egq068 .
  • GR Foulger, DL Anderson. (2005). Fajny model dla hotspotu na Islandii ; Journal of Volcanology and Geothermal Research 141 .
  • Andersona, DL (2005). Samograwitacja, samospójność i samoorganizacja w geodynamice i geochemii, w Głębokim płaszczu Ziemi: struktura, skład i ewolucja , wyd. RD van der Hilst, J. Bass, J. Matas i J. Trampert, AGU Geophysical Monograph Series 160, 165-186.
  • Anderson, DL (2005). Punkty kulminacyjne: Paradygmaty pióropusza i płyty , w Foulger, GR, Natland, JH, Presnall, DC i Anderson, DL, red., Plates, plumes and paradygmaty: Geological Society of America Special Paper 388, s. 31–54.
  • Anderson, Don L. i Natland, JH (2005). Krótka historia hipotezy pióropusza i jej konkurentów: Koncepcja i kontrowersje , w Foulger, GR, Natland, JH, Presnall, DC i Anderson, DL, red., Plates, Plumes, & Paradigms, : GSA Special Paper 388, s. . 119-145.
  • Meibom, A. i Anderson, DL (2003). The Statistical Upper Mantle Assemblage , Earth Planet Science Letters, 217, s. 123–139.
  • Wen, L. i Anderson, Don L. (1997). Warstwowa konwekcja płaszcza: model geoidy i topografii , Earth and Planetary Science Letters, t. 146, s. 367-377.
  • Anderson, Don L. (1995). Litosfera, astenosfera i perysfera , Recenzje geofizyki, t. 33, s. 125-149.
  • Anderson, Don L.; Zhang, Y.-S.; Tanimoto, T. (1992). Głowice pióropuszy, litosfera kontynentalna, bazalty powodziowe i tomografia , w: Magmatism and the Causes of Continental Breakup, BC Storey, T. Alabaster i RJ Pankhurst , red., Geological Society Special Publication, nr 68.
  • Anderson, Don L.; Tanimoto, T.; i Zhang, Y.-S. (1992). Tektonika płyt i hotspoty: Trzeci wymiar , Science, t. 256, s. 1645-1650.
  • Scrivner, C. i Anderson, Don L. (1992). Wpływ subdukcji post-Pangei na globalną tomografię płaszcza i konwekcję , Geophys. Res. Let., tom. 19, nie. 10, s. 1053-1056.
  • Anderson, Don L. (1989). Gdzie na Ziemi jest Skorupa? , Physics Today, marzec, s. 38-46.
  • Anderson, Don L. (1987). Sejsmiczne równanie stanu II. Właściwości ścinania i termodynamika dolnego płaszcza , Fiz. Planeta Ziemia. Wnętrza, t. 45, s. 307-323.
  • Anderson, Don L. (1985). Magmy Hotspot mogą tworzyć się przez frakcjonowanie i zanieczyszczenie MORB , Nature, v. 318, s. 145-149.
  • Tanimoto T. i Anderson Don L. (1985). Boczna niejednorodność i anizotropia azymutalna górnego płaszcza: fale Love i Rayleigha 100-250 sek , Jour. Geofizy. Rez., t. 90, s. 1842-1858.
  • Anderson, Don L. (1986). Nauki o Ziemi i polityka publiczna , Geotimes, t. 31, no. 10, s. 5.
  • Nataf, H.-C.; Nakanishi, I.; i Anderson, Don L. (1986). Pomiary prędkości fal płaszcza i inwersji dla bocznych niejednorodności i anizotropii, Część III: Inwersja , Jour. Geofizy. Rez., t. 91, nr. B7, s. 7261-7307.
  • Anderson, Don L. (1984). Ziemia jako planeta: paradygmaty i paradoksy , Science, t. 223, no. 4634, s. 347-355. 178.
  • Anderson, Don L. (1982). Hotspoty, wędrówka polarna, konwekcja mezozoiczna i geoida , Nature, t. 297, no. 5865, s. 391-393.
  • Anderson, Don L.; i Given, JW (1982). Model pasma absorpcji Q dla Ziemi , Jour. Geofizy. Rez., t. 87, nr. B5, s. 3893-3904.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki