Дон Линн Андерсон (5 марта 1933 г. — 2 декабря 2014 г.) — американский геофизик, внесший значительный вклад в понимание происхождения, эволюции, структуры и состава Земли и других планет. Будучи экспертом во многих научных дисциплинах, Андерсон объединил в своих работах сейсмологию , физику твердого тела , геохимию и петрологию, чтобы объяснить, как работает Земля . Андерсон был наиболее известен своим вкладом в понимание глубоких недр Земли, а в последнее время [ когда? ] — гипотезой теории плит , согласно которой горячие точки являются продуктом тектоники плит, а не узкими плюмами, исходящими из глубин Земли . Андерсон был профессором (почетным) геофизики в Отделении геологических и планетарных наук Калифорнийского технологического института (Калтех) . Он получил множество наград от геофизических, геологических и астрономических обществ. [3] В 1998 году он был награжден премией Крафорда Королевской шведской академией наук вместе с Адамом Дзиевонски . [4] Позже в том же году Андерсон получил Национальную медаль науки . Он имел почетные докторские степени от Политехнического института Ренсселера (где он делал свою бакалаврскую работу по геологии и геофизике ) и Парижского университета (Сорбонна), а также работал в многочисленных университетских консультативных комитетах, в том числе в Гарварде , Принстоне , Йеле , Чикагском университете , Стэнфорде , Парижском университете , Университете Пердью и Университете Райса . Широкомасштабные исследования Андерсона привели к сотням опубликованных работ в области планетологии , сейсмологии , физики минералов , петрологии , геохимии , тектоники и философии науки .
Родившись в Фредерике , штат Мэриленд , в 1933 году [5], Андерсон переехал в Балтимор , когда ему было шесть лет. Он окончил Балтиморский политехнический институт [6], затем поступил в Ренсселерский политехнический институт (RPI), где получил степень бакалавра наук по геологии и геофизике в 1955 году. Затем он работал в нефтяной промышленности в Калифорнии, Монтане и Вайоминге, служил в ВВС в Массачусетсе и Туле, Гренландия, прежде чем переехать в Калифорнию, где в 1962 году получил степень доктора философии по геофизике и математике в Калтехе. Большую часть своей последующей академической карьеры он провел в Сейсмологической лаборатории Калтеха , став ее вторым по продолжительности директором с 1967 по 1989 год. Он был женат на Нэнси Рут Андерсон, имел двоих детей, Линн Андерсон Родригес и Ли Уэстон Андерсон, и четырех внучек.
Андерсон начал свою научную карьеру во время службы в ВВС США . В Гренландии он изучал свойства морского льда. Андерсону было поручено определить, достаточно ли прочен лед, чтобы выдержать посадку тяжелых самолетов. Работая со своим коллегой, доктором Уилфордом Уиксом, над научными работами, полученными в результате исследования, Андерсону стало ясно, что ему нужно больше образования. Он решил поступить в Калифорнийский технологический институт на факультет геофизики. Диссертация Андерсона была сосредоточена на анизотропных или зависящих от направления свойствах мантии . В ней анализировалось распространение волн в слоистых сложных средах. До работы Андерсона сейсмологи предполагали, что внутренняя часть Земли ведет себя как стекло и является изотропной. После получения докторской степени в 1962 году Андерсон присоединился к преподавательскому составу Калифорнийского технологического института и перешел к другим областям исследований, написав статьи о составе, физическом состоянии и происхождении Земли, а также других планет. Гораздо позже в своей карьере он вернулся к эффектам анизотропии и частичного плавления и присутствию жидкостей в верхней мантии . Он и его коллеги разработали методы учета анизотропии и неупругого поведения сейсмических волн для объяснения того, как работает Земля. Технические термины для предметов его исследований — ангармоничность, асферичность, неупругость, а также анизотропия. Другими словами, Земля не является идеальной, упругой сферой.
За свою более чем 50-летнюю карьеру Андерсон опубликовал статьи о составе и происхождении Луны , Венеры и Марса , а также Земли . Он был главным исследователем миссии Viking на Марс в 1971 году. Андерсон и его коллеги исследовали связи между поведением мантийных пород при высоких давлениях и температурах, фазовыми превращениями минералов мантии и возникновением землетрясений . Они внесли значительный вклад в понимание движения тектонических плит, картируя конвекционные потоки в мантии Земли с помощью сейсмологических методов. Эти исследования привели к разработке предварительной эталонной модели Земли (PREM), которая обеспечивает стандартные значения для важных свойств Земли, включая сейсмические скорости, плотность, давление, затухание и анизотропию в зависимости от радиуса планеты и длины волны. PREM в настоящее время является стандартной эталонной моделью для Земли. Эта работа была упомянута, когда Андерсон вместе со своим коллегой Адамом Дзиевонски из Гарвардского университета были удостоены премии Крафорда в 1998 году в Швеции.
Принимая во внимание физику и термодинамику земных материалов в условиях высокой температуры и давления в глубоких недрах, Андерсон разработал теории, которые отходят от основных научных предположений. В частности, Андерсон показал, что стандартные геохимические и эволюционные модели Земли несовершенны, поскольку они нарушают законы термодинамики таким образом, что Земля ведет себя как вечный двигатель . Андерсон сравнил эти модели с « Историями просто так » Редьярда Киплинга и указал, что эти теории увековечиваются, когда противоречащие им доказательства объясняются как аномалии или парадоксы. Модели Андерсона основаны на физике и термодинамике , а также на геофизике , и выдерживают наблюдения и основанные на доказательствах испытания.
Андерсон разработал альтернативную модель минералогического и изотопного состава мантии. Земля имела высокотемпературное происхождение и была химически стратифицирована с тех пор, как она аккрецировала 4,5 миллиарда лет назад. Традиционная научная мудрость заключается в том, что вся мантия в основном состоит из оливин-доминирующего перидотита , часть которого является первичным материалом. Андерсон, с другой стороны, показал, что средняя мантия состоит из пиклогита, пироксеновой и гранат -риковой породы. Вопреки преобладающим научным взглядам, Андерсон утверждал, что более глубокие слои мантии плотные и тугоплавкие и неспособны подняться на поверхность или образовать базальты . Андерсон предположил, что все базальты образуются в верхней мантии. Эти идеи развились из интеграции геохимии, петрологии, сейсмологии и термодинамики, в то время как стандартные модели основаны только на одной или двух из этих дисциплин и многих предположениях.
Андерсон также бросил вызов традиционным научным взглядам на то, как образуются вулканы , в частности, теории конвективных мантийных плюмов в Земле, предложенной У. Джейсоном Морганом . Андерсон утверждал, что так называемая гипотеза мантийного плюма недействительна и что горячие точки и океанические острова, такие как Гавайи или Исландия , вместо этого являются нормальными продуктами тектоники плит . В то время как многие геохимики считают, что вулканы возникают из узких плюмов, поднимающихся чуть выше ядра Земли, Андерсон показал, что их можно объяснить исключительно химическими и минералогическими аномалиями в верхней мантии. Более того, Андерсон указал, что все демонстрации гипотезы мантийного плюма нарушают основные законы термодинамики, поскольку они полагаются на постоянный приток тепла, поступающего из глубин Земли или даже извне Земли. Андерсон, с другой стороны, принял классическую точку зрения, что недра Земли охлаждаются, и что вулканы просто выкачивают слой расплавленной породы, который существует в верхней мантии или внешней оболочке Земли. Именно благодаря движению плит магма может достичь поверхности через зоны разломов, рифты , вулканы и так называемые горячие точки. Андерсон также считал, что тектоника плит является естественным результатом охлаждения планеты сверху. [7]
Хотя его работа основывалась на сейсмологии, классической физике и термодинамике, а также на его знаниях о недрах Земли, теории Андерсона считаются спорными, поскольку они отходят от преобладающих идей, разработанных геохимическим сообществом и широко цитируемых в влиятельных изданиях, таких как Nature и Science . Активный веб-сайт mantleplumes.org посвящен вызову, брошенному Андерсоном и его коллегами стандартным или учебниковым объяснениям вулканов и динамики Земли. Междисциплинарный подход Андерсона в сочетании с его знаниями в области геофизики , геохимии , физики твердого тела и термодинамики позволили ему объяснить эволюцию и структуру Земли способами, которые бросают вызов общепринятым идеям его времени. Коллега Сет Штайн [ кто? ] из Северо-Западного университета сказал о Новой теории Земли Андерсона : «Старая поговорка гласит, что нет настоящих студентов Земли, потому что мы роем свои маленькие ямки и сидим в них. Эта книга — яркий контрпример, который синтезирует широкий спектр тем, касающихся структуры, эволюции и динамики планеты. Даже читатели, которые не согласны с некоторыми аргументами, найдут их проницательными и стимулирующими». [ необходима цитата ]
Андерсон умер в Кэмбрии, Калифорния , 2 декабря 2014 года от рака в возрасте 81 года. [5]