stringtranslate.com

Марк С. Гиорсо

Марк С. Гиорсо (родился 21 октября 1954 года) — американский геохимик, проживающий в Сиэтле, штат Вашингтон. Он наиболее известен созданием MELTS, программного инструмента для термодинамического моделирования фазовых равновесий в магматических системах . [3]

Образование

Гиорсо получил степень бакалавра, магистра и доктора философии в Калифорнийском университете в Беркли . Он выбрал Беркли по практическим причинам: «Я пошёл в Беркли, потому что это была местная школа, потому что обучение было практически бесплатным, и потому что в старших классах меня очаровывали горячие источники, вулканы и, в частности, работы Хауэлла Уильямса [ sic ] и Артура Л. Дэя ». [4]

Карьера

В 1980 году Гиорсо был принят на работу в Вашингтонский университет (UW) на должность доцента на кафедре геологических наук. [2] Три года спустя он был повышен до должности доцента ( штатная должность ), а в 1986 году — до должности полного профессора . Он занимал должность заведующего кафедрой с 1994 по 1999 год.

В 2003 году он был принят на работу в Чикагский университет . Решение уйти из UW было трудным, поскольку Гиорсо — большой сторонник государственного образования. Он назвал серьезное беспокойство по поводу администрации UW главной причиной ухода. [5] [6]

В 2005 году он решил уйти из академии и полностью посвятить себя исследованиям. Он вернулся в Сиэтл и вместе со своим коллегой Ричардом Сэком основал небольшую некоммерческую исследовательскую компанию OFM Research, где он является вице-президентом и старшим научным сотрудником. [7] [2] Он также занимает должности ассоциированного преподавателя в Университете Вашингтона и Университете Вандербильта . [8] [9]

Гиорсо также занимал должность заместителя редактора в следующих научных журналах: American Journal of Science (с 1990 г. по настоящее время); American Mineralogist (1990–1993 гг.); Geochimica et Cosmochimica Acta (1991–1993 гг.); и Contributions to Mineralogy and Petrology (с 2015 г. по настоящее время).

Научный вклад

Будучи студентом, Гиорсо написал дипломную работу с отличием о горячих источниках в районе Devil's Kitchen в вулканическом парке Лассен . Эта работа так и не была опубликована. [10] Во время обучения в аспирантуре он продолжал проводить экспериментальную работу, связанную с горячими источниками с кислыми сульфатами , пока не заинтересовался попытками Яна Кармайкла создать модель для растворов в силикатных жидкостях, которую можно было бы использовать в качестве геотермометра для магматических пород. [10]

Фон

В магматической петрологии геологи пытаются узнать больше о вулканических системах через записи в магматических породах . Большая часть магмы образуется в мантии в результате процесса, называемого декомпрессионным плавлением . По мере того, как материал поднимается и давление уменьшается, солидус снижается до тех пор, пока часть мантии не сможет расплавиться. [11] На поверхности или вблизи нее магма охлаждается и кристаллизуется. В зависимости от условий, она может иметь время для равномерного охлаждения, или может происходить фракционная кристаллизация , если части магмы удаляются после того, как они кристаллизуются. [12]

Реакция Боуэна

Ранней моделью фракционной кристаллизации, которая объясняла, почему определенные типы минералов, как правило, встречаются вместе в магматических породах, была серия реакций Боуэна , сформулированная в 1922 году. Боуэн обнаружил, что по мере кристаллизации магмы она разделяется на две серии: непрерывную серию минералов, которая непрерывно меняет свой состав посредством взаимодействия с расплавом, и прерывистую серию минералов, которые остаются фиксированными в составе по мере охлаждения. Таким образом, тип минерала указывает на температуру, при которой он образовался. [13] : 297  [14] : 89–91 

До 1960-х годов интерпретация данных магматических пород была в основном качественной. Ян Кармайкл хотел определить количественную информацию, такую ​​как температура и давление магмы, когда формировались кристаллы, а также содержание растворенной воды и кислорода. [15] Для этого были необходимы термодинамические модели . Хотя попытки применить строгую термодинамику к магматическим процессам восходят как минимум к 1949 году, им препятствовало отсутствие экспериментальных данных. [16] Используя такие инструменты, как капельный калориметр и влажная химия , Кармайкл и его коллеги приступили к систематическому исследованию термодинамических свойств магмы при высоких температурах. [15]

Термодинамические модели

Гиорсо начал работать с Кармайклом над моделями силикат-жидкость в 1978 году, а в 1980 году они опубликовали свои первые геотермометры. [17] Кармайкл нанял Ричарда Сэка в 1980 году, и Сэк начал обширные эксперименты, которые привели к более сложной модели, опубликованной в 1983 году, когда Гиорсо работал в Вашингтонском университете. Гиорсо написал программу на языке FORTRAN 77 , которую он распространил среди других исследователей. [17] Однако Гиорсо и Сэк поняли, что модель должна стать более сложной.

Сначала руководители программ NSF скептически отнеслись к этому вычислительному подходу, и Гиорсо отклонил три предложения NSF. [10] К счастью, ему удалось убедить Digital Equipment Corporation профинансировать его работу. [17] После десятилетия публикации термодинамических данных о минералах, таких как оливин и полевой шпат , Гиорсо и Сак представили свою новую модель, теперь называемую MELTS. Их публикация 1995 года в Contributions to Mineralogy and Petrology стала самой цитируемой статьей журнала, с более чем 2100 цитатами по состоянию на начало 2017 года. [18]

После публикации MELTS Гиорсо продолжил улучшать и расширять ее с помощью коллег, таких как Марк Хиршманн, Пол Азимов, Пит Райнерс и Виктор Кресс. После того, как они выявили некоторые фундаментальные проблемы с теорией при высоком давлении, они разработали pMELTS, модель для высоких давлений (1-3 гигапаскаля (ГПа)), и опубликовали ее в 2001 году. [17] Азимов и соавторы опубликовали phMELTS, модель для базальтов срединно-океанических хребтов , которая включала эффект содержания воды. [19] В 1998 году Гиорсо, Хиршманн и Тим Гроув создали Библиотеку экспериментальных фазовых соотношений (LEPR), онлайн-базу данных для экспериментальных результатов по равновесию твердое тело-расплав. [17] [20] Совместно с Гильерме (Гуилом) Гуальдой он модифицировал MELTS для лучшей работы с риолитом , серией пород, богатых силикатом, и выпустил риолит-MELTS. [17]

Гиорсо является ведущим исследователем совместного исследовательского гранта NSF по разработке ENKI (Enabling Knowledge Integration), веб-портала конфигурации и тестирования моделей для вычислительной термодинамики и гидродинамики. Он является ведущим главным исследователем проекта. [21] Совместно с Дмитрием Сверенским из Университета Джонса Хопкинса Гиорсо руководит проектом Deep Carbon Observatory по интеграции MELTS с Deep Earth Water Model (DEW), созданной Сверенским. [22] Программа DEW моделирует взаимодействие воды и горных пород на глубине 200 км. [23] Движение углерода между силикатными расплавами и водными жидкостями до сих пор плохо изучено. [22]

Награды

В 1984 году, когда Гиорсо работал в Вашингтонском университете, он получил Президентскую премию для молодых исследователей , исследовательский грант в размере 245 918 долларов США от Национального научного фонда . [24] За статью, опубликованную в журнале Computers & Geosciences, [25] он получил премию за лучшую статью от издателя, Международной ассоциации математических наук о Земле . [26] Он был избран членом Минералогического общества Америки в 1993 году, Геологического общества Америки в 1997 году и Американского геофизического союза в 1999 году. Минералогическое общество Америки присвоило ему звание почетного лектора на 1996–1997 годы, избрало его советником на 1997–2001 годы, наградило его медалью Даны в 2003 году [10] и избрало его президентом в 2021 году. [27] Он получил медаль Бунзена от Европейского союза геонаук в 2010 году и премию Нормана Л. Боуэна от секции VGP Американского геофизического союза в 2014 году. [3] [4] [2]

Публикации

Гиорсо опубликовал более 120 рецензируемых статей, которые в общей сложности цитируются более 10 000 раз, а индекс Хирша составляет 47. Ниже приведены некоторые из наиболее цитируемых статей:

Программные инструменты

Программные инструменты, созданные Гиорсо самостоятельно или совместно с другими, включают в себя следующее:

Ссылки

  1. ^ ab "Добро пожаловать в MELTS". Melts.ofm-research.org . Получено 2017-05-03 .
  2. ^ abcde «Биографическая справка: Марк С. Гиорсо» (PDF) . Markghiorso.org . Проверено 3 мая 2017 г.
  3. ^ ab "Медаль Роберта Вильгельма Бунзена 2010: Марк С. Гиорсо". Награды и медали . Европейский геофизический союз . Получено 2017-05-03 .
  4. ^ ab AGU (20 апреля 2015 г.). "Ghiorso и Sack получают премию Norman L. Bowen Award 2014AGU". EOS . 96 . doi : 10.1029/2015EO028095 .
  5. ^ "UW опасается массового отъезда". The Daily . Вашингтонский университет. 28 января 2003 г. Получено 21 августа 2021 г.
  6. ^ "Администрация обвиняется". The Daily . Вашингтонский университет. 31 января 2003 г. Получено 21 августа 2021 г.
  7. ^ «Добро пожаловать в OFM Research». OFM Research Inc. Получено 25 августа 2017 г.
  8. ^ "Профиль каталога - Науки о Земле и космосе". Ess.washington.edu . Получено 2017-05-03 .
  9. ^ "Науки о Земле и окружающей среде | Университет Вандербильта". Vanderbilt.edu . Получено 2017-05-03 .
  10. ^ abcd Кармайкл, Ян (2004). «Вручение медали Минералогического общества Америки Даны за 2003 год Марку С. Гиорсо» (PDF) . American Mineralogist . 89 : 909 . Получено 23 августа 2017 г. .
  11. ^ Браун, GC; Хоуксворт, CJ; Уилсон, RCL, ред. (1992). Понимание Земли: новый синтез (2-е изд.). Кембридж, Англия: Cambridge University Press. стр. 92–93. ISBN 9780521427401.
  12. ^ Уилсон, Марджори (1993). Магматический петрогенезис (переиздание). Лондон: Chapman & Hall. стр. 82. ISBN 9780412533105.
  13. ^ Янг, Дэвис А. (2003). Разум над магмой: история магматической петрологии . Принстон, Нью-Джерси: Princeton University Press. ISBN 9780691102795.
  14. ^ Монро, Джеймс С.; Викандер, Рид (2011). Изменение Земли: исследование геологии и эволюции . Engage Learning. ISBN 9781133715511.
  15. ^ ab Lange, Rebecca (14 февраля 2012 г.). "Ian SE Carmichael (1930–2011)". Eos Transactions . 93 (7): 68. Bibcode :2012EOSTr..93...68L. doi : 10.1029/2012EO070006 .
  16. ^ Ghiorso, Mark S. (май 1997). «Термодинамические модели магматических процессов». Annual Review of Earth and Planetary Sciences . 25 (1): 221–241. Bibcode : 1997AREPS..25..221G. doi : 10.1146/annurev.earth.25.1.221.
  17. ^ abcdef "В значительной степени фактическая и неполная история MELTS". OFM Research . Получено 25 августа 2017 г.
  18. ^ "Google Scholar Citations". Scholar.google.com . 1995-01-03 . Получено 2017-05-03 .
  19. ^ Asimow, PD; Dixon, JE; Langmuir, CH (январь 2004 г.). "Модель водного плавления и фракционирования для базальтов срединно-океанического хребта: применение к Срединно-Атлантическому хребту вблизи Азорских островов" (PDF) . Геохимия, геофизика, геосистемы . 5 (1): Q01E16. Bibcode :2004GGG.....5.1E16A. doi : 10.1029/2003GC000568 .
  20. ^ ab Hirschmann, MM; Ghiorso, MS; Davis, FA; Gordon, SM; Mukherjee, S.; Grove, TL; Krawczynski, M.; Medard, E.; Till, CB (март 2008 г.). "Библиотека экспериментальных фазовых соотношений (LEPR): база данных и веб-портал для экспериментальных данных о фазовых равновесиях магматических пород". Geochemistry, Geophysics, Geosystems . 9 (3): n/a. Bibcode :2008GGG.....9.3011H. doi :10.1029/2007GC001894. S2CID  15045989.
  21. ^ "Поиск награды NSF: Награда № 1550482 - SI2-SSI: Совместные исследования: ENKI: Программная инфраструктура, обеспечивающая интеграцию знаний для моделирования сопряженных геохимических и геодинамических процессов". Nsf.gov . Получено 03.05.2017 .
  22. ^ ab "Модели создают виртуальную углеродную лабораторию". Deep Carbon Observatory . Получено 22 июня 2017 г.
  23. ^ "Deep Earth Water Model". Deep Carbon Observatory . Получено 25 августа 2017 г.
  24. ^ "Award Abstract #8451694: Presidential Young Investigator Award". Национальный научный фонд . Получено 23 августа 2017 г.
  25. ^ Ghiorso, Mark S. (январь 1983 г.). "LSEQIEQ: пакет подпрограмм FORTRAN IV для анализа задач множественной линейной регрессии с возможно недостаточным псевдорангом и линейными ограничениями равенства и неравенства". Computers & Geosciences . 9 (3): 391–416. Bibcode :1983CG......9..391G. doi :10.1016/0098-3004(83)90008-0.
  26. ^ "Computers & Geosciences - Best Paper Award (1978 – )". Награды и почести . Международная ассоциация математических наук о Земле . Получено 23 августа 2017 г. .
  27. ^ «Минералогическое общество Америки — должностные лица и советники MSA».
  28. ^ http://enki-portal.org
  29. ^ "CTserver Web services". MELTS . OFM Research . Получено 23 августа 2017 г. .
  30. ^ "PhasePlot Help Center". Phaseplot.org . Получено 2017-05-03 .
  31. ^ "MagmaSat в Mac App Store". Itunes.apple.com . 2015-04-06 . Получено 2017-05-03 .
  32. ^ Ghiorso, Mark S.; Gualda, Guilherme AR (5 июня 2015 г.). "Модель насыщения смешанной жидкостью H2O–CO2, совместимая с rhyolite-MELTS". Вклад в Mineralogy and Petrology . 169 (6): 53. Bibcode : 2015CoMP..169...53G. doi : 10.1007/s00410-015-1141-8. S2CID  92964723.

Внешние ссылки