Table of Contents

Женщина, которая зарыла в глубь: как Мари Тарп изменила науку о Земле

До Мари Тарп дно океана представлялось огромной, безликой равниной — темным, тихим бассейном, где осадок накапливался в течение эонов. После нее он стал миром вулканических хребтов, зияющих рифтовых долин и бездн, которые рассказывали историю живой, движущейся планеты. Тарп не была знаменитым ученым при ее жизни, но ее нарисованные вручную карты совершили нечто экстраординарное: они предоставили первое ощутимое доказательство того, что Земля & #8217; кора находится в постоянном движении. Ее работа дала визуальную форму теории тектоники плит, объединяющей структуре современной геологии. Тем не менее Тарп работала в изоляции, часто отказывалась от кредита, и ей сказали, что ее самое важное открытие было просто & #8220; разговор девушки. & #8221; Эта статья прослеживает ее путешествие от геодезиста & #8217 дочь картографического пионера, чьи карты продолжают направлять океанографические исследования сегодня.

Наследие земли и обучения

Вырастая с помощью карт

Мари Тарп родилась 30 июля 1920 года в Ипсильанти, штат Мичиган. Её отец, Уильям Тарп, работал землемером в Министерстве сельского хозяйства США, что означало, что семья Тарп часто переезжала через Средний Запад. С раннего возраста Мари сопровождала отца на экскурсиях по полю, наблюдая за его границами почвы, читала топографические листы и интерпретировала контуры земли. Эти переживания научили её, что карты — это не пассивные записи, а активные инструменты для открытий. Её мать, Берра Тарп, домохозяйка, проявляющая живой интерес к образованию, поощряла любопытство Мари и обеспечивала ей доступ к книгам и учебным материалам.

В эпоху, когда молодых женщин часто направляли на преподавательскую или секретарскую работу, Тарп тяготела к физическим наукам. Она окончила среднюю школу с высокими оценками по математике и науке, но ее путь к научной карьере был далеко не простым. После недолгого изучения английского языка в Мичиганском университете она перешла на геологию, получив степень бакалавра & #8217;s в 1943 году. Война привлекла многих мужчин на военную службу, создав отверстия для женщин в аспирантуре. Тарп воспользовался возможностью и получил степень магистра & #8217;s в геологии в 1944 году, с диссертацией по стратиграфии осадочных бассейнов Мичигана & #8217.

От нефтяных месторождений до глубокого моря

После окончания школы Тарп недолго работала в нефтяной компании в Оклахоме, интерпретируя бревна скважин и карты недр. Работа была устойчивой, но она нашла ее интеллектуально ограничивающей. В 1948 году она переехала в Нью-Йорк, чтобы получить докторскую степень в Колумбийском университете, намереваясь изучить структуру земной коры. Там она присоединилась к геологической обсерватории Ламонта, молодому учреждению, быстро становящемуся эпицентром морской геологии. Хотя она никогда не заканчивала свою докторскую диссертацию. Требования ее картографической работы сделали ее невозможной. Обучение, которое она получила в геофизике и анализе данных, оказалось бесценным. Она научилась интерпретировать эхо-звуки, понимать сейсмические рефракционные профили и переводить необработанные числа в поперечные сечения морского дна.

Вступление в поле: Колумбийский университет и партнерство Heezen

Годы Ламонта

В Ламонте Тарп была нанята доктором Морисом “Doc„ Юингом, основателем обсерватории’s и доминирующей фигурой в американской океанографии. Её официальное название было научным сотрудником, и её основной задачей была обработка огромных объёмов батиметрических данных, поступающих из исследовательских круизов. Данные пришли как эхо-звуки: короткие импульсы звука, издаваемого кораблями, которые отскакивали от морского дна. Задержка времени между эмиссией и возвратом указывала на глубину воды. Работа Тарпа’ заключалась в том, чтобы нанести эти измерения глубины вдоль судовых путей и построить непрерывные профили дна океана.

В 1949 году Тарп начал тесно сотрудничать с Брюсом Хизеном, молодым геологом, недавно присоединившимся к Ламонту. Хизен был харизматичен и амбициозен, обладал талантом синтезировать большие наборы данных. Он признал дотошную природу Тарпа’ и поручил ей задачу создания первых систематических профилей Атлантического океана. Их сотрудничество продлилось бы более двадцати лет и создало бы карты, которые преобразовали геологию.

Работать за занавесом

Тарп столкнулась с немедленными институциональными барьерами. У Ламонта не было женского туалета на полу, где она работала; она была назначена в отдельную комнату, эффективно изолируя ее от ежедневных разговоров ученых-мужчин. Ей не разрешалось участвовать в исследовательских круизах, потому что, как сказал ей один капитан судна, женщин считали неудачниками в море. Это исключение означало, что Тарп никогда не могла собирать свои собственные данные; ей приходилось работать с измерениями, собранными другими. Она преобразовала это ограничение в преимущество, развивая отстранённую, аналитическую перспективу. Свободная от предубеждений полевого опыта, она могла видеть закономерности в данных, которые могли бы упустить те, кто был в море.

Великий картографический проект

Преобразование чисел в ландшафты

К началу 1950-х годов накопление эхо-звучащих данных стало подавляющим. Корабли ВМС США, Океанографического института Вудс-Хоул и самого Ламонта возвращались с тысячами показаний глубины, но ни у кого не было систематического метода превращения их в когерентные карты. Тарп изобрела одну. Она создала сетку и начертила точки глубины вдоль каждого корабельного пути, затем соединила их вручную для получения непрерывных профилей. Эти профили выявили истинную форму морского дна: не плоская равнина, а прочная, гористая местность.

Ее следующим шагом было объединение этих профилей в физиографические диаграммы — косые, трехмерные виды морского дна, которые имитировали перспективу ландшафта, видимого сверху. Тарп разработала технику затенения, которая использовала свет и тень для передачи рельефа, рисуя каждую гору и долину вручную. Результатом была карта, которая больше напоминала иллюстрацию американского Запада, чем научную диаграмму. Но она была основана на строгих данных, и она выявила структуры, которые никто не видел раньше.

The Rift in the Ridge (альбом)

В 1952 году, рисуя профили через Срединно-Атлантический хребет, Тарп заметил нечто особенное. В центре хребта появилась острая V-образная расщелина в профиль за профилем. Это была не случайная депрессия; это была непрерывная долина, проходящая по длине хребта. Когда она показала доказательства Хизену, он отклонил его. & #8220; Это может’t быть правым,” он сказал. & #8220; Это выглядит слишком регулярно.” Он предположил, что это может быть подводный каньон или артефакт эхо-звукового оборудования. Тарп не была убеждена. Она продолжала собирать данные, рисуя больше профилей и ища тот же рисунок в других океанах.

К 1956 году дополнительные данные Индийского и Тихого океанов подтвердили существование глобальной рифтовой системы. Хизен наконец принял доказательства, и два учёных опубликовали статью, объявляющую об открытии всемирной системы среднего океанского хребта с центральной рифтовой долиной. Научное сообщество было ошеломлено. Если хребет раскалывался, то дно океана не могло быть статичной, неизменной равниной, как полагали большинство геологов. Что-то раздвигало плиты на части.

Физиографическая карта Северной Атлантики

Полное влияние работы Тарпа’ произошло в 1957 году, когда она и Хизен опубликовали Физиографическую карту Северной Атлантики. Это было первое подробное, трехмерное представление океанского бассейна, показывающее Среднеатлантический хребет как непрерывный горный хребет с центральным разломом. Карта использовала затененный рельеф и поперечные сечения для изображения гор, долин и плоских абиссальных равнин, и она сопровождалась пояснительным текстом, который описывал динамические процессы, формирующие морское дно. Карта была немедленно признана шедевром картографии. Она была перепечатана в учебниках, показана на научных конференциях и использовалась в качестве справочника морскими мореплавателями и инженерами по прокладке кабелей.

Сопротивление со стороны истеблишмента

Сложный фиксизм

Преобладающая научная парадигма 1950-х годов была континентальным фиксизмом: идея о том, что континенты и океанские бассейны оставались примерно в одних и тех же положениях в течение сотен миллионов лет. Эта точка зрения была глубоко укоренилась, поддержанная влиятельными геологами, такими как Морис Юинг, который считал, что дно океана является стабильной, покрытой осадками платформой. Карты Тарпа & #8217 прямо противоречили этой точке зрения. Центральная рифтовая долина подразумевала, что хребет активно распространяется, концепция, которая звучала опасно, как гипотеза континентального дрейфа Альфреда Вегенера & #8217, которая была отклонена десятилетиями ранее как идея о окраине.

Когда Тарп и Хизен представили свои находки, они встретили жесткое сопротивление. Юинг, собственный руководитель Тарп’, публично отверг последствия рифтовой долины. Другие видные геологи утверждали, что особенности, которые Тарп нанес на карту, были артефактами эхо-звукового метода или что они представляли собой изолированные каньоны, а не непрерывную систему. Тарп оставалась спокойной, но настойчивой. Она продолжала совершенствовать карты, добавляя больше данных из глобальных экспедиций и представляя свои доказательства на конференциях, даже когда ее не приглашали выступить.

Подтверждение распространения морского дна

Прорыв произошел с неожиданного направления. В начале 1960-х годов исследователи, изучающие магнитные свойства дна океана, обнаружили симметричные полосы нормальной и обратной магнитной полярности по обе стороны от срединно-океанических хребтов. Эту закономерность можно было объяснить только в том случае, если на хребтах создавалась новая кора и распространялась наружу. Магнитные доказательства обеспечили механизм, который визуально предвосхищали карты Тарпа’. Распространение дна моря, двигатель тектоники плит, стало принятой теорией. К концу 1960-х годов тектоника плит объединила геологию, объясняя землетрясения, вулканы, горное строительство и распределение окаменелостей по континентам.

Искусство и наука о картах

Техники, которые выдержали испытание временем

Карты Тарпа’ почитаются не только за их научную точность, но и за их эстетическое качество. Она использовала технику, называемую физиографическим диаграммированием, которая была разработана геоморфологом Армином Лобеком. Метод включал в себя рисование морского дна с косого угла, как будто зритель летал на малой высоте. Тарп применил эту технику к данным, которые были собраны вдоль широко расставленных судовых путей, интерполируя между звуками для создания непрерывной поверхности. Она кропотливо затеняла каждую гряду, долину и траншею вручную, используя свет от верхнего левого края для создания реалистичных теней. Результатом стала карта, которая передавала как научную информацию, так и чувство удивления.

Современные океанографы продолжают использовать карты Тарпа’ в качестве исходного уровня. Даже с приходом многолучевого гидролокатора, который производит батиметрию высокого разрешения, ее рисованные диаграммы остаются удивительно точными для крупномасштабных особенностей дна океана. Они также служат напоминанием о том, что наука является визуальным предприятием: способность видеть узоры так же важна, как и способность измерять их.

Ключевые вклады в Glance

  • Сначала определить и нанести на карту глобальную систему среднего океанского хребта и ее центральную рифтовую долину.
  • Со-создал первые комплексные физиографические карты атлантического и мирового океанов.
  • Предоставлено визуальное доказательство, имеющее решающее значение для принятия распространения морского дна и тектоники плит.
  • Разработаны методы перевода необработанных эхо-звучащих данных в подробные профили морского дна.
  • Вдохновлял поколения женщин-ученых упорствовать в областях, где доминируют мужчины.

Признание, которое пришло поздно, но пришло

Гендер и видимость

Мари Тарп не получила признания, которого она заслуживала во время своей активной карьеры. В Ламонте ей не разрешали участвовать в исследовательских круизах до конца 1960-х годов, долго после ее самых важных открытий. Она редко была указана в качестве соавтора на бумагах, и Хизен часто представляла свою совместную работу на конференциях, а Тарп оставался позади. В популярной прессе карты были приписаны только Хизену, а имя Тарпа & #8217 появилось только в небольшом шрифте на самих картах. Когда была опубликована Физиографическая карта Северной Атлантики Физиографическая карта Северной Атлантики , она носила имя Хизен & #8217; Тарп был указан в признаниях. Она позже сказала: & #8220; Я был так занят созданием карт, что позволил им говорить. & #8221;

Премия Late-Life Awards

В 1990-х годах историки науки начали пересматривать вклад женщин в геологию. Тарп начала получать запоздалое признание. В 1997 году Библиотека Конгресса наградила её как одного из четырёх величайших современных картографов. В 2001 году Американский геофизический союз наградил её премией «Пионер» Mary Sears Women’. Документальные фильмы и статьи рассказали её историю, а в 2019 году анимационный короткометражный фильм Marie Tharp: The Girl Who Mapped the Oceans представил её работу новой аудитории. Google наградил её дудлом 30 июля 2021 года, на 101-й день рождения.

Современные приложения и постоянное влияние

От разведки нефти до подводных кабельных маршрутов

Карты Tharp’ имели практическое применение с момента их публикации. Нефтеразведочные компании использовали их для идентификации осадочных бассейнов на континентальных окраинах. ВМС США полагались на них для подводной навигации и подводной акустики. Телекоммуникационные компании, планирующие трансатлантические кабели, использовали карты, чтобы избежать крутых склонов и подводных каньонов, которые могли повредить кабели. Глобальное распределение землетрясений и вулканов, которое соответствует границам плит, также соответствовало чертам, которые наметил Тарп, обеспечив независимое подтверждение тектонической модели плит.

Будущее картографирования морского дна

Сегодня наука картографирования океанского дна продвинулась чрезвычайно. Многолучевые гидролокационные системы могут отображать участки морского дна в ширину за один проход, а спутниковая альтиметрия произвела глобальные батиметрические сетки. Тем не менее, подход Tharp’ остается влиятельным. Современные картографы по-прежнему используют физиографические диаграммы для передачи формы морского дна неспециализированной аудитории. Проект Seabed 2030, международная попытка картографировать все дно океана к 2030 году, явно ссылается на карты Tharp’ в качестве вдохновения. Ее наследие живет в каждой новой морской горе, траншеи и хребта, который появляется на современной батиметрической диаграмме.

Оригинальное название: The Quiet Revolution

Мари Тарп не собиралась революционизировать геологию. Она намеревалась делать карты. Но ее карты показали планету в движении: динамичную Землю, где континенты дрейфуют, океаны открываются, а горные хребты поднимаются из глубины. Ее работа изменила то, как мы видим планету, придав визуальную форму теории, которая объясняет, почему землетрясения потрясают Японию, вулканы поднимаются в Индонезии, а Гималаи продолжают подниматься. Она достигла этого, работая в изоляции, сталкиваясь с дискриминацией, и ей сказали, что ее самое важное открытие не заслуживает доверия. Она продолжала рисовать.

Карты, которые она оставила, являются произведениями как науки, так и искусства. Они напоминают нам, что наблюдение, терпение и творчество так же важны для научного прогресса, как и любой инструмент или уравнение. Пока мы продолжаем исследовать глубокое море с помощью автономных транспортных средств и спутниковых датчиков, мы все еще идем по стопам Мари Тарп’. Она показала нам, что дно океана - это не пустое пространство, а запись истории Земли’, написанная на скале и воде. За это она заслужила постоянное место в истории науки.

Для дальнейшего чтения, изучите коллекцию Библиотека Конгресса Мари Тарп & #8217;s карты , Ламонт-Доэрти Обсерватория Земли страница истории , и National Geographic особенность на ее открытиях . Дополнительная информация может быть найдена в NOAA Океанские исследования Эскизбука , который обсуждает искусство картирования морского дна.