Walter Pitman: Discovered a Key to Plate Tectonics

Seabed Observations Suddenly Changed View of Earth

Walter Pitman, morski geofizyk, który zauważył kluczowy element ogromnej układanki, która zrewolucjonizowała nauki o Ziemi, zmarł Oct. 1 w wieku 87 lat. Przyczyną były powikłania zapalenia płuc, powiedziała jego rodzina; odszedł w Hebrew Home w Riverdale, N.Y. W chwili śmierci był specjalnym naukowcem badawczym w Lamont-Doherty Earth Observatory na Uniwersytecie Columbia, w Palisades, N.Y., gdzie spędził całą swoją karierę naukową.

W latach sześćdziesiątych Pitman i jego koledzy wykazali, że biegunowość magnetyczna dna morskiego zmienia się w czasie i przestrzeni – sygnał, że skorupa na dnie oceanu porusza się, ponieważ nowe sekcje są tworzone, a stare niszczone, przez lata do setek tysięcy lat. To ugruntowało ideę, że powierzchnia Ziemi jest podzielona na ruchome kawałki, które tworzą kontynenty i oceany, trzęsienia ziemi i wulkany – teorię tektoniki płyt, na której opiera się cała współczesna nauka o Ziemi. Pitman wykonał też między innymi przełomową pracę dotyczącą zmian poziomu mórz w przeszłości. Przedstawił również wciąż szeroko dyskutowaną hipotezę, że biblijny potop był prawdziwym wydarzeniem, które miało miejsce na terenie dzisiejszego Morza Czarnego.

Walter Pitman w 2001 roku. (Wszystkie zdjęcia dzięki uprzejmości Lamont-Doherty Earth Observatory)

Walter Clarkson Pitman III urodził się 21 października 1931 roku w Newark, N.J. i dorastał na małej farmie poza Morristown, N.J. Jego ojciec, Walter Pitman Jr, był inżynierem administracyjnym w Bell Labs, domu wielu naukowców, którzy pracowali nad kluczowymi technologiami XX wieku, w tym laserami i tranzystorami. Jego matka, była Esther Sherman, była gospodynią domową.

Ojciec Pitmana często zabierał go do pracy i przedstawiał go badaczom, którzy cierpliwie wyjaśniali, co robią – doświadczenie, które później przypisał zainspirowaniu go do zostania naukowcem. Jego dziadek posiadał kilka sportowych łodzi wędkarskich, które pływały z wybrzeża New Jersey, i Pitman spędzał na nich dużo czasu. “Kiedy już uporałem się z chorobą morską, ocean stał się starym przyjacielem” – powiedział w wywiadzie z 2016 roku. “Czasami brutalnym przyjacielem, ale przyjacielem.”

Pitman ukończył w 1956 roku Uniwersytet Lehigh w Pensylwanii z dyplomem inżyniera elektryka i podjął pracę jako kierownik projektu w Hazeltine Corporation, głównym projektancie komponentów do radioodbiorników i innych produktów konsumenckich. Jak sam twierdzi, cztery lata tam spędzone znudziły go. Wyjątkiem był projekt, nad którym pracował, mający na celu opracowanie instrumentów nawigacyjnych dla okrętów podwodnych Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych. Po odkryciu, że naukowcy w Lamont-Doherty zbierali w tym czasie ogromne ilości danych głębinowych i sami opracowywali instrumenty, złożył podanie o pracę tam.

Walter Pitman na pokładzie statku badawczego Conrad,1964

Kirca 2000

Bez kwalifikacji w dziedzinie geologii lub oceanografii Pitman zatrudnił się początkowo jako technik elektronik. W 1961 roku wyruszył na szkunerze Lamonta, Vema, w dziewięciomiesięczny rejs obejmujący wschodni Atlantyk, południowy Pacyfik i Ocean Południowy, aż do krawędzi polarnego paku lodowego. Miał m.in. utrzymywać w ruchu magnetometr i inne instrumenty, pomagać w wyciąganiu rdzeni osadów z dna morskiego oraz wyrzucać za burtę laski dynamitu w celu wytworzenia echa wykorzystywanego do sporządzania map dna. Praktyka zyskała mu wstęp na studia magisterskie, a on zajął się badaniem magnetyzmu dna morskiego.

Do połowy lat sześćdziesiątych coraz większa liczba naukowców opracowywała dowody na tektonikę płyt, czyli dryf kontynentów, jak to wtedy nazywano. Jedną z linii dochodzenia był niedawno zmapowany system grzbietów śródoceanicznych – podmorskich łańcuchów wulkanicznych, które opasują kulę ziemską jak szwy na bejsbolówce. Zwolennicy twierdzili, że lawa sącząca się z tych grzbietów nieustannie tworzy nowe fragmenty dna morskiego; w tym samym czasie zewnętrzne krawędzie basenów oceanicznych zagłębiały się z powrotem pod kontynenty, tworząc wulkany i trzęsienia ziemi, które tak wyraźnie skupiają się wzdłuż wybrzeży. Wielu starszych naukowców, w tym praktycznie wszyscy liderzy Lamonta, uważali to za nonsens.

Na rejsie w 1965 roku na Pacyfik i Antarktykę Pitman pomógł zebrać dane magnetyczne wokół jednej z takich nowo zmapowanych cech, Pacific-Antarctic Ridge. Pitman, wówczas jeszcze student, był tylko mgliście świadomy teorii płytowo-tektonicznej, dopóki po powrocie nie przeczytał artykułu na ten temat. Wiedział jednak, że inni badacze wykazali niedawno, że ziemskie pole magnetyczne okresowo odwraca biegunowość, a każde odwrócenie można odczytać w orientacji minerałów w lawach wulkanicznych, które stwardniały w czasie, gdy nastąpiło odwrócenie. Naukowcy, w tym młody brytyjski geofizyk Fred Vine, zauważyli regularne wzory odwrócenia biegunowości wokół niektórych grzbietów i twierdzili, że dowodzą one, iż grzbiety się rozprzestrzeniają. Ale dowody były niejednoznaczne.

W kolejnych miesiącach Pitman i inna studentka z Lamont, Ellen Herron, przetworzyli dane z ich rejsu i dwóch innych w ten sam region. Po skompresowaniu wszystkiego, późnym wieczorem Pitman przykleił na drzwiach kolegi prosty wykres wykonany ołówkiem. Wynikało z niego, że grzbiet był otoczony z każdej strony lustrzaną serią pasów, z których każdy wskazywał na nowe odwrócenie biegunowości magnetycznej. W połączeniu z wcześniej istniejącymi danymi zebranymi przez innych, zgrabnie pokazało to serię odwróceń biegunowości obejmującą 3,4 miliona lat. Odkrycie to pozwoliło mu obliczyć, że grzbiet rozszerzał się o około 4,5 centymetra (1,75 cala) rocznie. “To było jak uderzenie pioruna – mieliśmy ten magiczny klucz” – wspominał później Pitman. “Symetria jest czymś, co się widzi – nie przychodzi do nas stopniowo. Jestem pewien, że każda nauka ma swoje momenty, kiedy rzeczy klikają i mówisz: ‘Mój Boże, to tak właśnie działa! “

W grudniu 1966, Pitman i jego doradca, James Heirtzler (do tego czasu sam przeciwnik dryfu kontynentalnego), opublikowali wyniki w wiodącym czasopiśmie Science. Vine napisał uzupełniającą syntezę poparcia dla nowej teorii. Niemal z dnia na dzień opozycja się rozpadła. Wkrótce potem Pitman i współpracownicy udokumentowali podobne wzory magnetyczne na całym świecie.

W 1974 roku, na podstawie zebranych obserwacji, Pitman koordynował montaż globalnej mapy pokazującej wiek wszystkich basenów oceanicznych i trajektorie kontynentów w ciągu eonów. “Nie wyobrażałem sobie, że kiedykolwiek będę zaangażowany w coś tak zdumiewającego i tak bardzo, bardzo ważnego na tak młodym etapie” – powiedział. “Cała grupa z nas pracowała nad tym razem, i razem osiągnęliśmy wiele w ciągu zaledwie kilku lat.”

Zobacz wywiad z Pitmanem i kolegą Billem Ryanem

Pod koniec lat 70-tych Pitman wyprodukował kolejną serię wpływowych prac pokazujących jak tektonika płyt wpływa na tempo zmian poziomu morza. Później badał, jak poziom morza wpływa na budowanie gór na lądzie.

Dochodzenie do tych wniosków wymagało spojrzenia na góry danych, a Pitman był częścią rewolucji informatycznej, która pozwoliła naukowcom to zrobić. Pomógł napisać jedne z pierwszych programów, które pozwoliły badaczom oceanów umieścić obserwacje dna morskiego w formacie cyfrowym, a następnie je posortować. Jednak sam stronił od komputerów; koledzy często widzieli go siedzącego godzinami samotnie przy stole kreślarskim, manipulującego liczbami na ręcznym kalkulatorze, próbującego coś wymyślić.

Pitman spędził wiele miesięcy na morzu. W eseju do książki historycznej Plate Tectonics opisał głęboką ciszę, gdy statek wyłączył silniki na Antarktydzie. “Ciężka warstwa lodu tłumiła fale, ale one wciąż toczyły się powoli, podnosząc lód tak delikatnie o kilka cali i znów w dół, wiecznie jęcząc, jakby sam lód był żywy” – napisał. Warunki mogły być niebezpieczne. Kilka lat przed pierwszym rejsem Pitmana trzech członków załogi zostało zmiecionych z “Vema” przez silny wiatr; tylko dwóch udało się uratować. Sam Pitman został kiedyś niemal zmyty ze statku przez olbrzymią falę i przeżył tylko dzięki temu, że trzymał się klamry. Podczas rejsu u wybrzeży Chile w 1961 roku, główny naukowiec statku, John Hennion, zginął, kiedy pół laski dynamitu, którą przygotowywał do wyrzucenia za burtę, eksplodowało na nim. Wraz z plątaniną innych materiałów wybuchowych podpalonych przez eksplozję, Pitman i jego towarzysz skierowali na nie wąż strażacki, zmywając je przez pokład i zrzucając z ogona. Ich szybkie działanie prawdopodobnie uratowało innych członków załogi i prawdopodobnie sam statek.

Koledzy opisywali Pitmana jako skromnego, przyjaznego człowieka, bardziej w domu opowiadającego bajki lub pomagającego kolegom niż dyskutującego o skomplikowanej nauce. John LaBrecque, jeden z wielu studentów Pitmana, powiedział, że Pitman raz uspokoił go po tym, jak rywal pokonał LaBrecque’a z funduszy na duży projekt. Pitman zabrał LaBrecque’a na pobliski driving range i zachęcił go do przeniesienia swojej wściekłości na piłki golfowe. Następnie Pitman znalazł obejście finansowe, aby projekt został zrealizowany. Nawet przez wiele lat po tym, jak Pitman formalnie przeszedł na emeryturę w 1994 roku, jego mieszkanie na Upper West Side w Nowym Jorku nadal służyło jako darmowy hotel dla wielu byłych studentów przejeżdżających przez miasto. Jeden z byłych studentów zauważył, że przed udaniem się na codzienny spacer z mieszkania, Pitman ładował kieszenie banknotami dolarowymi, aby rozdać je bezdomnym na Broadwayu.

Pitman (po lewej) z przyjacielem i kolegą Williamem Ryanem w cieśninie Bosfor, ok. 1997.

W pewnym momencie Pitman zainteresował się pytaniem, czy niektóre obecne morza śródlądowe mogły kiedyś być suchym lądem. Jednym z kandydatów do tego było Morze Czarne, które łączy się z dużo większym Morzem Śródziemnym przez wąską turecką cieśninę Bosfor. W 1970 roku, on i Lamont geolog William Ryan spekulował, że Morze Czarne mogło powstać po ostatniej epoce lodowcowej, kiedy poziom oceanów wzrósł, powodując Morze Śródziemne do góry wąską szyję ziemi blokując Bosfor. Spekulowali nawet, czy historia biblijnego potopu w Księdze Rodzaju – 40 dni i 40 nocy deszczu Noego – mogła być zainspirowana takim wydarzeniem. Mieli okazję powrócić do tego tematu w 1993 roku, kiedy bułgarski oceanograf napisał do nich z własnymi dowodami na to, że Morze Czarne było kiedyś suche. Przez osobiste powiązania, wangled się na rosyjski statek badawczy badający Black Sea bottom.

Głęboko pod wodą, zauważyli pozorne pozostałości starożytnych plaż i osadów pokazujących nagłą zmianę z słodkowodnych mięczaków do słonowodnych, które szacuje się około 5600 BC. Splątane osady w pobliżu Bosforu sugerowały gwałtowny napływ wody w pewnym momencie. Ich wniosek: wznoszący się basen Morza Śródziemnego przepłynął przez szyję Bosforu najpierw jako strużka, a potem z siłą 200 wodospadów Niagara. Podnosząca się woda w ciągu tygodni lub miesięcy wypędziła ludzi i zwierzęta z całego regionu, który stał się Morzem Czarnym – prawdopodobnie stąd wzięła się historia Noego i związane z nią greckie i mezopotamskie opowieści. Na tej podstawie Pitman i Ryan napisali kilka artykułów oraz popularną książkę Noah’s Flood z 1998 r., w której zagłębili się w geologię, archeologię, językoznawstwo i mity. Przyniosła im ona zalew rozgłosu. Od tego czasu przeciwne obozy naukowców badały i dyskutowały nad tym zagadnieniem, ale nigdy nie osiągnęły konsensusu. Pitman i Ryan pojawili się niedawno, bo w 2015 roku, w brytyjskim telewizyjnym filmie dokumentalnym o powodzi.

Pitman otrzymał wiele wyróżnień, w tym Nagrodę Vetlesena w dziedzinie nauk o ziemi, Medal Maurice’a Ewinga Amerykańskiej Unii Geofizycznej oraz Medal Alexandra Agassiza Narodowej Akademii Nauk. W latach 90. koledzy nazwali odkryte przez Pitmana zygzakowate pęknięcie dna morskiego u wybrzeży Antarktydy Strefą Pęknięć Pitmana. Odwiedzający jego biuro, które utrzymywał dobrze po jego formalnej emeryturze, zauważyli, że zamiast wieszać nagrody na ścianie, trzymał je ułożone dyskretnie na parapecie.

Małżeństwo Pitmana z byłą Virginią Piser zakończyło się rozwodem; nigdy nie ożenił się ponownie. Przeżył jego brat Donald Pitman; dwie córki, Amanda Pitman i Cordelia Pitman; i dwóch wnuków.

.