Walter Pitman: Entdeckung eines Schlüssels zur Plattentektonik

Walter Pitman: Discovered a Key to Plate Tectonics

Seabed Observations Suddenly Changed View of Earth

by Kevin Krajick|October 2, 2019

Walter Pitman, ein Geophysiker auf See, der ein entscheidendes Teil eines riesigen Puzzles entdeckte, das die Geowissenschaften revolutionierte, starb am 1. 1. Oktober im Alter von 87 Jahren. Er starb im Hebrew Home in Riverdale, N.Y. Zum Zeitpunkt seines Todes war er Sonderforscher am Lamont-Doherty Earth Observatory der Columbia University in Palisades, N.Y., Dort verbrachte er seine gesamte wissenschaftliche Laufbahn.

In den 1960er Jahren zeigten Pitman und seine Kollegen, dass sich die magnetische Polarität des Meeresbodens zeitlich und räumlich verändert – ein Signal dafür, dass sich die Kruste am Meeresboden bewegt, indem neue Abschnitte gebildet und alte zerstört werden, und zwar über Jahre bis Hunderttausende von Jahren. Damit wurde die Idee bekräftigt, dass die Erdoberfläche in bewegliche Teile unterteilt ist, die Kontinente und Ozeane, Erdbeben und Vulkane hervorbringen – die Theorie der Plattentektonik, auf der die gesamte moderne Geowissenschaft beruht. Unter anderem leistete Pitman auch bahnbrechende Arbeit über die Veränderungen des Meeresspiegels in der Vergangenheit. Er stellte auch die immer noch weithin diskutierte Hypothese auf, dass die biblische Flut ein reales Ereignis war, das im heutigen Schwarzen Meer stattfand.

Walter Pitman im Jahr 2001. (Alle Fotos mit freundlicher Genehmigung des Lamont-Doherty Earth Observatory)

Walter Clarkson Pitman III wurde am 21. Oktober 1931 in Newark, N.J., geboren und wuchs auf einer kleinen Farm außerhalb von Morristown, N.J., auf. Sein Vater, Walter Pitman Jr., war Verwaltungsingenieur in den Bell Labs, wo viele Wissenschaftler an Schlüsseltechnologien des 20. Jahrhunderts wie Lasern und Transistoren arbeiteten. Seine Mutter, die frühere Esther Sherman, war Hausfrau.

Pitmans Vater nahm ihn häufig mit zur Arbeit und stellte ihn Forschern vor, die ihm geduldig erklärten, was sie taten – eine Erfahrung, die ihn später dazu inspirierte, Wissenschaftler zu werden. Sein Großvater besaß mehrere Sportfischerboote, die von der Küste New Jerseys aus segelten, und Pitman verbrachte viel Zeit auf diesen Booten. “Sobald ich die Seekrankheit überwunden hatte, wurde der Ozean zu einem alten Freund”, sagte er 2016 in einem Interview. “

Pitman schloss 1956 sein Studium der Elektrotechnik an der Lehigh University in Pennsylvania ab und nahm eine Stelle als Projektmanager bei der Hazeltine Corporation an, einem großen Entwickler von Komponenten für Radios und andere Verbraucherprodukte. Nach eigenen Angaben langweilten ihn die vier Jahre dort. Die Ausnahme: ein Projekt zur Entwicklung von Navigationsinstrumenten für U-Boote der US-Marine, an dem er mitarbeitete. Nachdem er entdeckt hatte, dass Wissenschaftler in Lamont-Doherty zu dieser Zeit große Mengen an Tiefseedaten sammelten und selbst Instrumente entwickelten, bewarb er sich dort um eine Stelle.

Walter Pitman an Bord des Forschungsschiffs Conrad,1964

Um 2000

Da er weder über eine Ausbildung in Geologie noch in Ozeanographie verfügte, heuerte Pitman zunächst als Elektroniker an. 1961 begab er sich auf Lamonts Schoner “Vema” auf eine neunmonatige Reise, die ihn über den Ostatlantik, den Südpazifik und das Südpolarmeer bis an den Rand des Packeises führte. Unter anderem sollte er ein Magnetometer und andere Instrumente in Betrieb halten, bei der Entnahme von Sedimentkernen vom Meeresboden helfen und Dynamitstangen über Bord werfen, um Echos zu erzeugen, die zur Kartierung des Meeresbodens verwendet wurden. Nach seiner Ausbildung wurde er als Doktorand zugelassen und begann mit dem Studium des Magnetismus am Meeresboden.

Mitte der 1960er Jahre fand eine wachsende Zahl von Wissenschaftlern Beweise für die Plattentektonik bzw. die Kontinentaldrift, wie sie damals genannt wurde. Eine Untersuchungslinie war das kürzlich kartierte System der mittelozeanischen Rücken, unterseeische Vulkanketten, die den Globus wie Nähte auf einem Baseball umschließen. Befürworter behaupteten, dass Lava, die von diesen Rücken ausströmte, ständig neue Abschnitte des Meeresbodens schuf; gleichzeitig tauchten die äußeren Ränder der Ozeanbecken unter die Kontinente zurück, wodurch die Vulkane und Erdbeben entstanden, die sich so deutlich entlang der Küsten häufen. Viele ältere Wissenschaftler, darunter fast alle von Lamonts Vorgesetzten, hielten dies für Unsinn.

Auf einer Kreuzfahrt in den Pazifik und die Antarktis im Jahr 1965 half Pitman bei der Sammlung magnetischer Daten um ein solches neu kartiertes Merkmal, den Pazifisch-Antarktischen Rücken. Pitman, damals noch Student, war sich der plattentektonischen Theorie nur vage bewusst, bis er nach seiner Rückkehr einen Artikel darüber las. Er wusste jedoch, dass andere Forscher vor kurzem gezeigt hatten, dass sich das Erdmagnetfeld periodisch umpolt und dass jede Umpolung an der Ausrichtung der Mineralien in vulkanischen Laven abgelesen werden kann, die zum Zeitpunkt der Umpolung gehärtet waren. Wissenschaftler, darunter der junge britische Geophysiker Fred Vine, hatten regelmäßige Muster von Umpolungen in der Nähe einiger Gebirgskämme entdeckt und argumentierten, dass dies ein Beweis für die Ausbreitung der Gebirgskämme sei. Aber die Beweise waren nicht schlüssig.

In den folgenden Monaten verarbeiteten Pitman und eine andere Lamont-Studentin, Ellen Herron, die Daten ihrer Fahrt und zweier weiterer Fahrten in dieselbe Region. Nachdem sie alles komprimiert hatten, heftete Pitman eines Abends eine einfache Karte mit Bleistift an die Tür eines Kollegen. Sie zeigte, dass der Bergrücken auf beiden Seiten von einer Reihe spiegelbildlicher Streifen flankiert war, die jeweils eine neue Umkehrung der magnetischen Polarität anzeigten. In Verbindung mit bereits vorhandenen Daten, die von anderen zusammengetragen worden waren, ergab sich eine Reihe von Umkehrungen, die sich über 3,4 Millionen Jahre erstreckten. Anhand dieser Ergebnisse konnte er berechnen, dass sich der Gebirgskamm um etwa 4,5 Zentimeter pro Jahr ausdehnt. “Es war, als hätte uns ein Blitz getroffen – wir hatten diesen magischen Schlüssel”, erinnerte sich Pitman später. “Symmetrie ist etwas, das man einfach sieht – sie kommt nicht allmählich über einen. Ich bin mir sicher, dass jede Wissenschaft ihre Momente hat, in denen es Klick macht und man sagt: ‘Meine Güte, so funktioniert es!’ “

Im Dezember 1966 veröffentlichten Pitman und sein Berater James Heirtzler (bis dahin selbst ein Gegner der Kontinentalverschiebung) die Ergebnisse in der führenden Zeitschrift Science. Vine schrieb eine ergänzende Synthese zur Unterstützung der neuen Theorie. Nahezu über Nacht löste sich die Opposition auf. Bald darauf dokumentierten Pitman und Kollegen ähnliche magnetische Muster auf der ganzen Welt.

Im Jahr 1974 koordinierte Pitman auf der Grundlage der gesammelten Beobachtungen die Erstellung einer globalen Karte, die das Alter aller Ozeanbecken und den Verlauf der Kontinente über Äonen hinweg zeigt. “Ich hätte mir nicht vorstellen können, dass ich jemals in einem so jungen Stadium an etwas so Erstaunlichem und sehr, sehr Wichtigem beteiligt sein würde”, sagte er. “

Siehe ein Interview mit Pitman und seinem Kollegen Bill Ryan

In den späten 1970er Jahren verfasste Pitman eine Reihe weiterer einflussreicher Arbeiten, die zeigten, wie die Plattentektonik die Geschwindigkeit der Meeresspiegelveränderungen beeinflusst. Später untersuchte er, wie der Meeresspiegel die Entstehung von Gebirgen an Land beeinflusst.

Um zu diesen Schlussfolgerungen zu gelangen, mussten Berge von Daten ausgewertet werden, und Pitman war Teil der Computerrevolution, die es den Wissenschaftlern ermöglichte, dies zu tun. Er half bei der Entwicklung der ersten Software, die es Meeresforschern ermöglichte, Beobachtungen des Meeresbodens in ein digitales Format zu übertragen und dann zu sortieren. Allerdings mied er selbst Computer; seine Kollegen sahen ihn oft stundenlang allein an einem Zeichentisch sitzen, wo er mit einem handbetriebenen Taschenrechner Zahlen manipulierte und versuchte, etwas herauszufinden.

Pitman verbrachte viele Monate auf See. In einem Aufsatz für das Geschichtsbuch Plate Tectonics beschrieb er die tiefe Stille, als ein Schiff in der Antarktis seine Motoren abschaltete. “Die schwere Eisschicht dämpfte die Wellen, aber sie rollten immer noch langsam, hoben das Eis sanft ein paar Zentimeter an und senkten es wieder, wobei es ständig ächzte, als ob das Eis selbst lebendig wäre”, schrieb er. Die Bedingungen konnten gefährlich sein. Einige Jahre vor Pitmans erster Reise wurden drei Besatzungsmitglieder bei schwerem Seegang von der Vema gefegt; nur zwei konnten gerettet werden. Pitman selbst wurde einmal von einer Riesenwelle fast vom Schiff gespült und überlebte nur, indem er sich an einer Stütze festhielt. Während Pitman 1961 auf einer Kreuzfahrt vor Chile war, kam der leitende Wissenschaftler des Schiffes, John Hennion, ums Leben, als eine halbe Stange Dynamit, die er über Bord werfen wollte, auf ihm explodierte. Pitman und ein Kamerad warfen einen Feuerlöschschlauch auf das Gewirr von Sprengstoff, der durch die Explosion in Brand geraten war, und spülten es über das Deck und von der Fock. Ihr schnelles Handeln rettete wahrscheinlich andere Besatzungsmitglieder und möglicherweise das Schiff selbst.

Kollegen beschrieben Pitman als einen bescheidenen, freundlichen Mann, der sich mehr zu Hause fühlte, wenn er Seemannsgarn erzählte oder seinen Kollegen half, als wenn er über komplexe Wissenschaft diskutierte. John LaBrecque, einer von Pitmans vielen Studenten, sagte, Pitman habe ihn einmal beruhigt, nachdem ein Rivale LaBrecque um die Finanzierung eines wichtigen Projekts gebracht hatte. Pitman nahm LaBrecque zu einer nahe gelegenen Driving Range mit und ermutigte ihn, seine Wut auf die Golfbälle zu übertragen. Dann fand Pitman eine Umgehungsfinanzierung, um das Projekt zu verwirklichen. Auch viele Jahre nach Pitmans offiziellem Ausscheiden im Jahr 1994 diente seine Wohnung in der Upper West Side New Yorks noch als kostenloses Hotel für viele ehemalige Studenten, die auf der Durchreise waren. Ein ehemaliger Student beobachtete, dass Pitman vor seinem täglichen Spaziergang von der Wohnung aus seine Taschen mit Dollarscheinen füllte, um sie an die Obdachlosen am Broadway zu verteilen.

Pitman (links) mit seinem Freund und Kollegen William Ryan in der Bosporusstraße, ca. 1997.

Einst interessierte sich Pitman für die Frage, ob einige der heutigen Binnenmeere einst trockenes Land gewesen sein könnten. Ein Kandidat dafür war das Schwarze Meer, das über die schmale Bosporusstraße in der Türkei mit dem viel größeren Mittelmeer verbunden ist. In den 1970er Jahren spekulierten er und der Lamont-Geologe William Ryan, dass sich das Schwarze Meer nach der letzten Eiszeit gebildet haben könnte, als der Meeresspiegel anstieg und das Mittelmeer einen schmalen Landvorsprung bildete, der den Bosporus blockierte. Sie spekulierten sogar darüber, ob die biblische Flutgeschichte aus dem Buch Genesis – Noahs 40 Tage und 40 Nächte Regen – von einem solchen Ereignis inspiriert worden sein könnte. 1993 hatten sie die Gelegenheit, darauf zurückzukommen, als ein bulgarischer Ozeanograph ihnen schrieb und seine eigenen Beweise dafür vorlegte, dass das Schwarze Meer einst trocken war. Durch persönliche Beziehungen gelangten sie auf ein russisches Forschungsschiff, das den Grund des Schwarzen Meeres untersuchte.

Tief unter Wasser entdeckten sie offensichtliche Überreste alter Strände und Sedimente, die einen plötzlichen Wechsel von Süßwassermollusken zu Salzwassermollusken zeigten, der ihrer Meinung nach um 5600 v. Chr. stattfand. Durcheinander geworfene Ablagerungen in der Nähe des Bosporus ließen auf einen heftigen Wassereinbruch schließen. Ihre Schlussfolgerung: Das ansteigende Mittelmeer floss erst als Rinnsal, dann mit einer Kraft von 200 Niagarafällen über den Bosporushals. Das steigende Wasser hätte Menschen und Tiere innerhalb von Wochen oder Monaten aus der gesamten Region, die zum Schwarzen Meer wurde, vertrieben – möglicherweise der Ursprung der Geschichte von Noah und verwandter griechischer und mesopotamischer Erzählungen. Auf dieser Grundlage verfassten Pitman und Ryan mehrere Abhandlungen und 1998 das populäre Buch Noah’s Flood, das sich mit Geologie, Archäologie, Linguistik und Mythen befasste. Es brachte ihnen eine Flut von Publicity ein. Seitdem haben Wissenschaftler aus verschiedenen Lagern die Frage erforscht und debattiert, aber nie einen Konsens erzielt. Pitman und Ryan traten erst 2015 in einer britischen Fernsehdokumentation über die Flut auf.

Pitman erhielt viele Auszeichnungen, darunter den Vetlesen-Preis für Geowissenschaften, die Maurice-Ewing-Medaille der American Geophysical Union und die Alexander-Agassiz-Medaille der National Academy of Sciences. In den 1990er Jahren benannten Kollegen eine von Pitman entdeckte, im Zickzack verlaufende Fraktur am Meeresboden vor der Antarktis als Pitman Fracture Zone. Besucher seines Büros, das er auch nach seiner offiziellen Pensionierung noch gut aufbewahrte, bemerkten, dass er die Preise nicht an die Wand hängte, sondern sie unauffällig auf einer Fensterbank stapelte.

Pitmans Ehe mit der ehemaligen Virginia Piser endete mit einer Scheidung; er heiratete nie wieder. Er hinterlässt seinen Bruder Donald Pitman, zwei Töchter, Amanda Pitman und Cordelia Pitman, und zwei Enkelkinder.

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