Walter Pitman: Upptäckte en nyckel till plattektonik
Observationer på havsbotten förändrade plötsligt synen på jorden
Walter Pitman, en havsgående geofysiker som upptäckte en avgörande bit i ett enormt pussel som revolutionerade geovetenskapen, avled i oktober 2019. 1 i en ålder av 87 år. Orsaken var komplikationer till en lunginflammation, sade hans familj; han avled på Hebrew Home i Riverdale, New York. Vid tidpunkten för sin död var han en särskild forskningsforskare vid Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory, i Palisades, New York, På 1960-talet visade Pitman och hans kolleger att havsbottnens magnetiska polaritet förändras med tiden och i rymden – en signal om att skorpan på havsbottnen rör sig, när nya delar skapas och gamla förstörs, under år till hundratusentals år. Detta bekräftade idén om att jordens yta är uppdelad i rörliga delar som skapar kontinenter och hav, jordbävningar och vulkaner – teorin om plattektonik, som all modern geovetenskap vilar på. Pitman gjorde bland annat också ett banbrytande arbete om förändringar i tidigare havsnivåer. Han presenterade också den fortfarande mycket diskuterade hypotesen att den bibliska översvämningen var en verklig händelse som ägde rum i det som nu är Svarta havet.
Walter Pitman år 2001. (Alla foton är en artighet av Lamont-Doherty Earth Observatory)
Walter Clarkson Pitman III föddes den 21 oktober 1931 i Newark, N.J., och växte upp på en liten gård utanför Morristown, N.J. Hans pappa, Walter Pitman Jr, var administrativ ingenjör vid Bell Labs, hemvist för många vetenskapsmän som arbetade med nyckelteknologier från 1900-talet, däribland lasrar och transistorer. Hans mor, före detta Esther Sherman, var hemmafru.
Pitmans far tog ofta med honom till jobbet och presenterade honom för forskare som tålmodigt förklarade vad de gjorde – en erfarenhet som han senare tillskrev honom för att ha inspirerat honom till att bli vetenskapsman. Hans farfar ägde flera sportfiskebåtar som seglade från New Jerseys kust, och Pitman tillbringade mycket tid på dessa. “När jag väl kommit över att bli sjösjuk blev havet en gammal vän”, sade han i en intervju 2016. “Ibland en våldsam vän, men en vän.”
Pitman tog examen 1956 från Pennsylvanias Lehigh University med en examen i elektroteknik och tog ett jobb som projektledare på Hazeltine Corporation, en stor konstruktör av komponenter till radioapparater och andra konsumentprodukter. Enligt egen utsago var han uttråkad under sina fyra år där. Undantaget var ett projekt där han arbetade med att utveckla navigeringsinstrument för amerikanska flottans ubåtar. Efter att ha upptäckt att forskare vid Lamont-Doherty vid denna tid samlade in stora mängder djuphavsdata och själva utvecklade instrument, sökte han jobb där.
Walter Pitman ombord på forskningsfartyget Conrad,1964
Circa 2000
Och eftersom Pitman saknade meriter inom vare sig geologi eller oceanografi, anställdes han först som elektroniktekniker. År 1961 åkte han iväg på Lamonts skonare Vema på en nio månader lång resa som omfattade östra Atlanten, södra Stilla havet och södra oceanen, ända ner till kanten av polarisen. Han förväntades bland annat hålla igång en magnetometer och andra instrument, hjälpa till att ta upp sedimentkärnor från havsbottnen och kasta dynamitpinnar överbord för att skapa ekon som används för att kartlägga botten. Lärlingstiden gav honom tillträde som doktorand och han började studera magnetism på havsbotten.
I mitten av 1960-talet hade ett växande antal forskare börjat ta fram bevis för plattentektonik, eller kontinentaldrift, som det kallades då. En av undersökningslinjerna var det nyligen kartlagda systemet av mellanoceana ryggar – undervattens vulkaniska kedjor som omgärdar jordklotet som sömmar på en baseboll. Förespråkarna hävdade att lava som sipprar från dessa åsar ständigt skapar nya sektioner av havsbotten, samtidigt som de yttre kanterna av havsbassängerna dyker tillbaka under kontinenterna och skapar de vulkaner och jordbävningar som så tydligt samlas längs kusterna. Många äldre vetenskapsmän, däribland praktiskt taget alla Lamonts ledare, ansåg att detta var nonsens.
På en kryssning till Stilla havet och Antarktis 1965 hjälpte Pitman till med att samla in magnetiska data kring ett sådant nykarterat område, den s.k. Pacific-Antarctic Ridge. Pitman, som då fortfarande var student, var bara vagt medveten om den plattektoniska teorin tills han läste en artikel om den när han kom tillbaka. Men han visste att andra forskare nyligen hade visat att jordens magnetfält med jämna mellanrum byter polaritet, och att varje omkastning kunde avläsas i orienteringen av mineraler i vulkanisk lava som härdades vid den tidpunkt då omkastningen ägde rum. Forskare, däribland den unge brittiske geofysikern Fred Vine, hade upptäckt regelbundna mönster av polaritetsomkastningar runt vissa bergsryggar och hävdade att de bevisade att bergsryggarna spreds. Men bevisen var inte entydiga.
Under de följande månaderna bearbetade Pitman och en annan Lamont-student, Ellen Herron, data från deras kryssning och två andra kryssningar till samma region. Efter att ha komprimerat allt detta hängde Pitman sent en kväll upp ett enkelt blyertsdiagram på en kollegas dörr. Det visade att åsen var flankerad på båda sidor av en spegelvänd serie ränder, som var och en indikerade en ny omkastning av den magnetiska polariteten. I kombination med redan existerande uppgifter som samlats in av andra visade det snyggt en serie omkastningar som sträckte sig över 3,4 miljoner år. Resultatet gjorde det möjligt för honom att beräkna att åsen spreds med cirka 4,5 centimeter per år. “Det var som att bli träffad av blixten – vi hade den här magiska nyckeln”, minns Pitman senare. “Symmetri är bara något man ser – det kommer inte över en gradvis. Jag är säker på att varje vetenskap har sina stunder när saker och ting klickar och man säger: “Herregud, det är så här det fungerar!”. “
I december 1966 publicerade Pitman och hans rådgivare, James Heirtzler (som fram till dess själv varit motståndare till kontinentaldriften), resultaten i den ledande tidskriften Science. Vine skrev en kompletterande syntes av stödet för den nya teorin. Nästan över en natt upplöstes oppositionen. Kort därefter dokumenterade Pitman och kollegor liknande magnetiska mönster runt om i världen.
1974 samordnade Pitman, på grundval av insamlade observationer, sammanställningen av en världskarta som visade åldern på alla havsbassänger och kontinenternas banor under eoner. “Jag kunde inte föreställa mig att jag någonsin skulle bli involverad i något så häpnadsväckande och så mycket, mycket viktigt i ett så ungt skede”, säger han. “En hel grupp av oss arbetade med det tillsammans, och tillsammans åstadkom vi mycket på bara några få år.”
Se en intervju med Pitman och kollegan Bill Ryan
I slutet av 1970-talet producerade Pitman ytterligare en serie inflytelserika artiklar som visar hur plattentektonik påverkar hastigheterna för havsnivåförändringar. Senare undersökte han hur havsnivåerna påverkar byggandet av berg på land.
För att komma fram till dessa slutsatser krävdes det att man tittade på berg av data, och Pitman var en del av den datorrevolution som gjorde det möjligt för forskarna att göra detta. Han hjälpte till att skriva en del av den första programvaran som gjorde det möjligt för havsforskare att lägga observationer av havsbotten i digitalt format och sedan sortera dem. Han undvek dock datorer själv; kollegor såg honom ofta sitta ensam i timmar vid ett ritbord och manipulera siffror på en handstyrd miniräknare för att försöka lista ut något.
Pitman tillbringade många månader till sjöss. I en uppsats för historieboken Plate Tectonics beskrev han den djupa tystnaden när ett fartyg stängde av motorerna i Antarktis. “Det tunga islagret dämpade vågorna, men de rullade ändå långsamt, lyfte isen någonsin så försiktigt några centimeter och ner igen, ständigt stönande, som om isen själv var levande”, skrev han. Förhållandena kan vara farliga. Några år före Pitmans första resa sveptes tre besättningsmedlemmar av Vema av ett kraftigt hav; endast två räddades. Pitman själv var en gång nära att spolas av fartyget av en gigantisk våg och överlevde bara genom att klamra sig fast vid ett stag. När Pitman var på en kryssning utanför Chile 1961 dödades fartygets chefsforskare, John Hennion, när en halv dynamitsticka som han skulle kasta överbord exploderade över honom. Pitman och en kamrat, som hade ett virrvarr av andra sprängämnen som brann av explosionen, använde en brandslang på dem och spolade dem över däck och ut från fantailen. Deras snabba agerande räddade troligen andra besättningsmedlemmar och kanske själva fartyget.
Kollegor beskrev Pitman som en ödmjuk och vänlig man som trivdes bättre med att berätta historier eller hjälpa kollegor än att diskutera komplicerad vetenskap. John LaBrecque, en av Pitmans många studenter, sade att Pitman en gång lugnade honom efter att en rival slagit LaBrecque från finansieringen av ett stort projekt. Pitman tog med LaBrecque till en närliggande driving range och uppmuntrade honom att överföra sin ilska på golfbollarna. Pitman hittade sedan en lösning på finansieringen för att få projektet genomfört. Även under många år efter det att Pitman formellt gick i pension 1994 fortsatte hans lägenhet på Upper West Side i New York att fungera som ett gratis hotell för många före detta studenter som var på genomresa i staden. En före detta student observerade att Pitman, innan han gick sin dagliga promenad från lägenheten, fyllde sina fickor med dollarsedlar för att dela ut dem till de hemlösa som kantar Broadway.
Pitman (till vänster) tillsammans med vännen och kollegan William Ryan i Bosporus-sundet, ca. 1997.
En gång i tiden intresserade sig Pitman för frågan om huruvida några av de nuvarande innanhavsmiljöerna en gång i tiden kan ha varit torra land. En kandidat för detta var Svarta havet, som ansluter till det mycket större Medelhavet via Turkiets smala Bosporus-sundet. På 1970-talet spekulerade han och Lamontgeologen William Ryan i att Svarta havet kan ha bildats efter den senaste istiden, när havsnivåerna steg och Medelhavet hamnade över en smal landhals som blockerade Bosporus. De spekulerade till och med i om berättelsen om den bibliska översvämningen i Första Moseboken – Noas 40 dagar och 40 nätter av regn – kunde ha inspirerats av en sådan händelse. De fick en chans att återvända till detta 1993, när en bulgarisk oceanograf skrev till dem med sina egna bevis för att Svarta havet en gång var torrt. Genom personliga kontakter lyckades de ta sig ombord på ett ryskt forskningsfartyg som undersökte Svarta havets botten.
Djupt under vattnet upptäckte de uppenbara rester av forntida stränder och sediment som visade på ett plötsligt byte från sötvattensmollusker till saltvattensmollusker, vilket de uppskattade ägde rum omkring 5600 f.Kr. Sammanblandade avlagringar i närheten av Bosporen tyder på att det vid ett tillfälle förekommit ett våldsamt inflöde av vatten. Deras slutsats: det stigande Medelhavet flödade över Bosporushalsen först som ett rinnande vattendrag, sedan med en kraft som motsvarar 200 Niagarafall. Det stigande vattnet skulle ha fördrivit människor och djur inom några veckor eller månader från hela det område som blev Svarta havet – möjligen ursprunget till berättelsen om Noa och relaterade grekiska och mesopotamiska berättelser. Med utgångspunkt i detta tog Pitman och Ryan fram flera artiklar och den populära boken Noahs översvämning från 1998, där de fördjupade sig i geologi, arkeologi, lingvistik och mytologi. Den gav dem en hel del publicitet. Motsatta läger av forskare har sedan dess forskat och debatterat frågan, men aldrig nått samförstånd. Pitman och Ryan framträdde så sent som 2015 i en brittisk TV-dokumentär om översvämningen.
Pitman har fått många utmärkelser, bland annat Vetlesenpriset i geovetenskap, Maurice Ewing-medaljen från American Geophysical Union och Alexander Agassiz-medaljen från National Academy of Sciences. På 1990-talet gav kollegor namnet Pitman Fracture Zone till en sicksackformad brottning på havsbotten utanför Antarktis som Pitman upptäckte. Besökare på hans kontor, som han behöll väl efter sin formella pensionering, noterade att han i stället för att hänga upp priserna på väggen hade dem diskret staplade på en fönsterbräda.
Pitmans äktenskap med före detta Virginia Piser slutade i skilsmässa; han gifte sig aldrig på nytt. Han efterlämnar sin bror Donald Pitman, två döttrar, Amanda Pitman och Cordelia Pitman, och två barnbarn.