Walter Pitman: Felfedezte a lemeztektonika kulcsát
A tengerfenék megfigyelései hirtelen megváltoztatták a Földről alkotott képet
Meghalt Walter Pitman, egy tengerjáró geofizikus, aki felfedezte egy hatalmas kirakós kulcsfontosságú darabját, amely forradalmasította a földtudományokat, okt. 1. életévében, 87 éves korában. Az ok tüdőgyulladás szövődményei voltak, közölte a családja; az észak-amerikai Riverdale-ben lévő Héber Otthonban hunyt el, halálakor a Columbia Egyetem Lamont-Doherty Földmegfigyelő Intézetének különleges kutatója volt, az észak-amerikai Palisadesben, ahol egész tudományos pályafutását töltötte.
Az 1960-as években Pitman és kollégái kimutatták, hogy a tengerfenék mágneses polaritása időben és térben változik – ez annak a jele, hogy az óceánfenék kérge mozog, mivel új szakaszok keletkeznek és régiek pusztulnak el, évek és évszázadok százezrei alatt. Ez megalapozta azt az elképzelést, hogy a Föld felszíne mozgó darabokra oszlik, amelyek kontinenseket és óceánokat, földrengéseket és vulkánokat hoznak létre – a lemeztektonika elméletét, amelyen az egész modern földtudomány nyugszik. Pitman többek között úttörő munkát végzett a múltbeli tengerszint-változásokkal kapcsolatban is. Bemutatta azt a máig széles körben vitatott hipotézist is, miszerint a bibliai özönvíz valós esemény volt, amely a mai Fekete-tenger területén zajlott le.
Walter Pitman 2001-ben. (Minden fotó a Lamont-Doherty Földmegfigyelő Intézet jóvoltából)
Walter Clarkson Pitman III 1931. október 21-én született Newarkban, N.J., és egy kis farmon nőtt fel Morristown mellett, N.J. Apja, Walter Pitman Jr. adminisztratív mérnök volt a Bell Labs-ben, ahol számos olyan tudós dolgozott, akik a 20. század kulcsfontosságú technológiáin, köztük a lézereken és tranzisztorokon dolgoztak. Édesanyja, az egykori Esther Sherman háztartásbeli volt.
Pitman apja gyakran elvitte őt a munkahelyére, és bemutatta őt a kutatóknak, akik türelmesen elmagyarázták neki, hogy mit csinálnak – ezt az élményt később a tudós pálya iránti inspirációnak tulajdonította. Nagyapjának több sporthorgászhajója volt, amelyek a New Jersey-i partokról hajózott, és Pitman sok időt töltött ezeken. “Amint túltettem magam a tengeribetegségen, az óceán régi barátommá vált” – mondta egy 2016-os interjúban. “Néha erőszakos barát, de barát.”
Pitman 1956-ban végzett a pennsylvaniai Lehigh Egyetemen villamosmérnöki diplomával, és projektvezetőként helyezkedett el a Hazeltine Corporationnél, amely a rádiók és más fogyasztói termékek alkatrészeinek egyik legnagyobb tervezője. Saját bevallása szerint az ott töltött négy év unalmas volt számára. A kivétel: egy projekt, amelyen az amerikai haditengerészet tengeralattjárói számára navigációs műszerek kifejlesztésén dolgozott. Miután felfedezte, hogy a Lamont-Doherty kutatói abban az időben hatalmas mennyiségű mélytengeri adatot gyűjtöttek, és maguk is fejlesztettek műszereket, jelentkezett egy állásra.
Walter Pitman a Conrad kutatóhajó fedélzetén,1964
2000 körül
Mivel nem rendelkezett sem geológiai, sem oceanográfiai végzettséggel, Pitman kezdetben elektronikai technikusnak jelentkezett. 1961-ben Lamont Vema nevű szkúnáján kilenc hónapos útra indult, amely az Atlanti-óceán keleti részén, a Csendes-óceán déli részén és a Déli-óceánon át egészen a sarki jégtakaró pereméig tartott. Többek között egy magnetométert és más műszereket kellett üzemben tartania; segítenie kellett üledékmagokat venni a tengerfenékről; és dinamitrudakat kellett a fedélzetre dobnia, hogy a fenék feltérképezéséhez használt visszhangokat hozzon létre. A gyakornokságnak köszönhetően felvételt nyert végzős hallgatónak, és a tengerfenék mágnesességének tanulmányozásával kezdett foglalkozni.
A hatvanas évek közepére egyre több tudós dolgozott ki bizonyítékokat a lemeztektonika, vagy ahogy akkoriban nevezték, a kontinentális sodródás mellett. Az egyik vizsgálati irányvonal az óceánközépi gerincek nemrég feltérképezett rendszere volt – tenger alatti vulkánláncok, amelyek úgy övezik a Földet, mint a baseball-labda varratai. A hívei azt állították, hogy az e gerincekből szivárgó láva folyamatosan új tengerfenékszakaszokat hoz létre; ugyanakkor az óceáni medencék külső szélei visszasüllyednek a kontinensek alá, létrehozva a partok mentén oly egyértelműen csoportosuló vulkánokat és földrengéseket. Sok idősebb tudós, köztük Lamont gyakorlatilag valamennyi vezetője, ezt képtelenségnek tartotta.
Egy 1965-ös csendes-óceáni és antarktiszi hajóúton Pitman segített mágneses adatokat gyűjteni az egyik ilyen újonnan feltérképezett vonulat, a Csendes-óceán-antarktiszi gerinc körül. Pitman, aki akkor még diák volt, csak homályosan ismerte a lemeztektonikai elméletet, amíg hazatérése után el nem olvasott egy erről szóló tanulmányt. Azt azonban tudta, hogy más kutatók nemrégiben kimutatták, hogy a földi mágneses mező periodikusan megfordul a polaritása, és hogy minden egyes megfordulás leolvasható a vulkáni lávákban lévő ásványok irányultságából, amelyek akkor keményedtek meg, amikor a megfordulás bekövetkezett. A tudósok, köztük a fiatal brit geofizikus, Fred Vine, a polaritás megfordulásának szabályos mintázatát észlelték néhány gerinc körül, és azt állították, hogy ez bizonyítja a gerincek terjedését. A bizonyítékok azonban nem voltak meggyőzőek.
A következő hónapokban Pitman és egy másik Lamont-tanítvány, Ellen Herron feldolgozta a saját és két másik, ugyanabban a régióban tett hajóútjuk adatait. Miután mindezt összesűrítették, Pitman egy késő este egy egyszerű, tollal írt térképet ragasztott ki egy kollégája ajtajára. Ebből kiderült, hogy a gerincet mindkét oldalon tükörképes csíkok szegélyezik, amelyek mindegyike a mágneses polaritás újabb megfordulását jelzi. A már létező, mások által gyűjtött adatokkal kombinálva ez szépen mutatott egy 3,4 millió éves fordulat-sorozatot. A felfedezés lehetővé tette számára, hogy kiszámítsa, hogy a gerinc évente körülbelül 4,5 centiméterrel (1,75 hüvelyk) terjeszkedik. “Olyan volt, mintha villámcsapás érte volna – megvan ez a varázskulcs” – emlékezett vissza később Pitman. “A szimmetriát csak úgy látod – nem fokozatosan jön rád. Biztos vagyok benne, hogy minden tudománynak vannak olyan pillanatai, amikor a dolgok kattannak, és azt mondod: “Istenem, így működik!”. “
1966 decemberében Pitman és tanácsadója, James Heirtzler (aki addig maga is a kontinentális sodródás ellenzője volt) publikálta az eredményeket a Science című vezető folyóiratban. Vine egy kiegészítő szintézist írt az új elmélet alátámasztására. Szinte egyik napról a másikra feloszlott az ellenzék. Nem sokkal később Pitman és kollégái hasonló mágneses mintázatokat dokumentáltak szerte a világon.
1974-ben az összegyűjtött megfigyelések alapján Pitman koordinálta egy olyan globális térkép összeállítását, amely az összes óceánmedence korát és a kontinensek évezredek óta tartó pályáját mutatja. “Nem gondoltam volna, hogy valaha is részt veszek valami ilyen meghökkentő és nagyon-nagyon fontos dologban ilyen fiatalon” – mondta. “Egy egész csapatnyi ember dolgozott ezen együtt, és együtt nagyon sok mindent elértünk néhány év alatt.”
Lássunk egy interjút Pitmannel és kollégájával, Bill Ryannel
A hetvenes évek végén Pitman egy újabb nagy hatású tanulmánysorozatot készített, amelyben bemutatta, hogyan befolyásolja a lemeztektonika a tengerszint változásának ütemét. Később azt vizsgálta, hogy a tengerszint hogyan befolyásolja a szárazföldi hegyek épülését.
Ezeknek a következtetéseknek az eléréséhez adathegyek vizsgálatára volt szükség, és Pitman részese volt annak a számítástechnikai forradalomnak, amely ezt lehetővé tette a tudósok számára. Segített megírni az első olyan szoftvereket, amelyek lehetővé tették az óceánkutatók számára, hogy a tengerfenék megfigyeléseit digitális formátumba helyezzék, majd átválogassák. Ő maga azonban kerülte a számítógépeket; kollégái gyakran látták őt órákig egyedül ülni egy rajzasztalnál, számokat manipulálva egy kézi számológépen, és próbált valamit kitalálni.
Pitman sok hónapot töltött a tengeren. A Plate Tectonics című történelmi könyvhöz írt esszéjében leírta a mélységes csendet, amikor egy hajó leállította a motorjait az Antarktiszon. “A nehéz jégréteg tompította a hullámokat, de azok mégis lassan gördültek, néhány centiméterrel megemelve a jeget, majd újra lefelé, örökké nyögve, mintha maga a jég is élne” – írta. A körülmények veszélyesek lehettek. Néhány évvel Pitman első útja előtt a legénység három tagját sodorta el a Vema hajóról a viharos tenger; csak kettőt sikerült kimenteni. Pitmant magát egyszer majdnem lesodorta a hajóról egy hatalmas hullám, és csak egy támaszba kapaszkodva maradt életben. Miközben Pitman 1961-ben egy Chilénél tett hajóúton volt, a hajó vezető tudósa, John Hennion meghalt, amikor egy fél rúd dinamit, amelyet a fedélzetre akart dobni, felrobbant rá. Pitman és egy bajtársa egy csomó más robbanóanyaggal együtt, amelyek a robbanástól lángra kaptak, egy tűzoltócsövet fordított rájuk, és a fedélzeten keresztül és a fantailról lemosta őket. Gyors cselekedetükkel valószínűleg megmentették a legénység többi tagját és valószínűleg magát a hajót is.
A kollégák Pitmant szerény, barátságos emberként jellemezték, aki inkább mesélt meséket vagy segített a kollégáknak, mint hogy bonyolult tudományos témákról beszélgessen. John LaBrecque, Pitman egyik tanítványa azt mondta, hogy Pitman egyszer megnyugtatta őt, miután egy riválisa elvette LaBrecque-től egy nagyobb projekt finanszírozását. Pitman elvitte LaBrecque-et egy közeli golfpályára, és arra biztatta, hogy a dühét a golflabdákra vezesse át. Ezután Pitman talált egy megoldási módot a projekt finanszírozására. Pitman 1994-es hivatalos nyugdíjba vonulása után is sok éven át Upper West Side-i New York-i lakása továbbra is ingyenes szállodaként szolgált a városon átutazó egykori diákok számára. Egy volt tanítványa megfigyelte, hogy mielőtt a lakásból elindult volna a napi sétájára, Pitman megtömte a zsebeit dollárbankókkal, hogy szétosztogassa őket a Broadwayt szegélyező hajléktalanoknak.
Pitman (balra) barátjával és kollégájával, William Ryannel a Boszporusz-szorosban, 1997 körül.
Egy időben Pitmant az a kérdés kezdte érdekelni, hogy a jelenlegi beltengerek egykor talán szárazföldek voltak-e? Az egyik jelölt erre a Fekete-tenger volt, amely a törökországi keskeny Boszporusz-szoroson keresztül kapcsolódik a sokkal nagyobb Földközi-tengerhez. Az 1970-es években William Ryan Lamont geológussal együtt azt feltételezte, hogy a Fekete-tenger az utolsó jégkorszak után alakulhatott ki, amikor az óceánok szintje megemelkedett, és a Földközi-tenger a Boszporuszt elzáró keskeny szárazföldi nyak tetejére került. Még azt is felvetették, hogy a Genezis könyvében szereplő bibliai özönvíz történetét – Noé 40 napos és 40 éjszakás esőzését – vajon egy ilyen esemény ihlette-e? 1993-ban volt alkalmuk erre visszakanyarodni, amikor egy bolgár oceanográfus megírta nekik a saját bizonyítékát arra vonatkozóan, hogy a Fekete-tenger egykor száraz volt. Személyes kapcsolatok révén felcsempészték magukat egy orosz kutatóhajóra, amely a Fekete-tenger fenekét vizsgálta.
Mélyen a víz alatt ősi strandok nyilvánvaló maradványait és olyan üledékeket fedeztek fel, amelyek az édesvízi puhatestűekről a sósvízi puhatestűekre való hirtelen váltást mutatták, ami becsléseik szerint i. e. 5600 körül következett be. A Boszporusz közelében lévő kusza lerakódások egy időben heves vízbetörésre utaltak. Következtetésük: az emelkedő Földközi-tenger először csordogálva, majd 200 Niagara-vízesés erejével ömlött át a Boszporusz nyakán. Az emelkedő víz heteken vagy hónapokon belül elűzte volna az embereket és az állatokat az egész térségből, amelyből a Fekete-tenger lett – ez lehetett a Noé történetének és a kapcsolódó görög és mezopotámiai meséknek az eredete. Ennek alapján Pitman és Ryan több tanulmányt és a népszerű 1998-as Noé özönvize című könyvet készített, amely a geológiában, a régészetben, a nyelvészetben és a mítoszokban mélyedt el. Ez óriási publicitást hozott számukra. A tudósok ellentétes táborai azóta is kutatják és vitatják a kérdést, de soha nem jutottak konszenzusra. Pitman és Ryan még 2015-ben is szerepelt az özönvízről szóló brit televíziós dokumentumfilmben.
Pitman számos kitüntetést kapott, köztük a földtudományok Vetlesen-díját, az Amerikai Geofizikai Unió Maurice Ewing-érmét és a Nemzeti Tudományos Akadémia Alexander Agassiz-érmét. Az 1990-es években kollégái Pitman által felfedezett, az Antarktisznál húzódó cikkcakkos tengerfenék-törést Pitman-törési zónának nevezték el. Az irodájába látogatók, amelyet hivatalos nyugdíjba vonulása után is rendben tartott, megjegyezték, hogy ahelyett, hogy a díjakat a falra akasztotta volna, feltűnésmentesen egy ablakpárkányon tartotta őket egymásra halmozva.
Pitman házassága az egykori Virginia Piserrel válással végződött; soha nem házasodott újra. Testvére, Donald Pitman, két lánya, Amanda Pitman és Cordelia Pitman, valamint két unokája maradt utána.