她的发现几乎将地质学重新洗牌,但她的名字却鲜为人知

发布时间:2021-03-25

刚刚过去的2020年是玛丽·萨普(Marie Tharp)诞辰100周年。这位老奶奶在地球科学领域里,创造了不少的辉煌事迹和付出了卓越贡献。接下来,就让小编带你来了解一下她的传奇人生吧~相信会给你带来不少收获




地球科学领域:玛丽·萨普(Marie Tharp)。这是一位站在岸上发现了大洋中脊,从而几乎将地质学重新洗牌的重要人物,她绘制的海洋地图现在都被谷歌用作底图,但她的名字却变得很冷门。

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板块构造论是 20 世纪地球科学发展史上最重要的学说之一,它大致经过了大陆漂移-海底扩张-板块构造这三个发展阶段。


大陆漂移论的提出者一般被认为是魏格纳,这是个写进了中学地理教材的名字,不必多说。


板块构造论则是由许多顶级科学家通过不同的角度逐渐拼凑完善的,在相关的教材或科普作品里,提到板块构造论的诞生,会提到一系列重要人物,比如胡哥·贝尼奥夫、弗雷德里克·韦恩、图佐·威尔逊等,这些在地学圈也都是如雷贯耳的名字。


不过对于夹在中间的海底扩张论,存在感就要低一些。多数教材和科普作品会直接将海底扩张论的提出归功于哈里·赫斯(Harry Hammond Hess),因为他在《海盆的历史》里系统地总结归纳了一系列的证据,并正式地提出了海底扩张论。其实在这本书的背后,玛丽·萨普也做出了不可替代的贡献,但是她的名字却很少出现在后人的视野里。


萨普最重要的贡献就是下面这张著名的《全球海底地形》:

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玛丽·萨普于 1920 年出生在美国密歇根州东南部的伊普斯兰提,她父亲是美国农业部的测绘专家。


她小时候,父亲去野外测绘的时候,经常带着她。经过从小的耳濡目染,她拥有了很坚实的制图技能。


大学期间,她最初是在俄亥俄大学主攻音乐专业。后来因为太平洋战争爆发,年轻男性大规模参军,很多原来不招女生的专业开始招收女生,尤其是石油、化工、机械这些战争时期急需人才的专业,萨普于是转学到了老家隔壁的密歇根大学,开始学习石油地质。


毕业后,她去俄克拉荷马州的一家石油公司工作,负责绘制油田地图,与此同时,她继续在俄克拉荷马州的塔尔萨大学深造。


战争结束后,萨普决定离开石油行业,返回学术圈。1948 年,她凭着画得一手好地图,成功地被哥伦比亚大学拉芒特地球观察所(LDEO)的创始人毛里斯·欧文(Maurice Ewing,绰号 Doc)看中了。


据传说在面试的时候,欧文看了几眼萨普画的图,就直接让她留下了,当时萨普甚至都没来得及跟欧文说自己有地质学的学位。


也正因为如此,欧文并没有把萨普当成地质学家,而是把她当成了一个普通的制图员,萨普干了一段时间,觉得无聊,就提出了辞职。


萨普辞职后,欧文突然发现自己的科研进度明显下降了。原来萨普画图不是简单地画图,因为她懂地质,她会把地质数据中隐藏的信息用视觉化的方式呈现出来,再加上她画图技术好,这种经过设计的数据呈现只会潜移默化地影响看图人,而不会很突兀。


欧文看完她画的图后,经常会受到启发,从而很快发现突破点,但当初却意识不到这样的启发是萨普带给他的。换了一个制图员之后,这样的启发就没了。欧文这才意识到萨普是个难得的人才,于是赶紧把她找了回来,并提拔为正式的科研人员。


当时欧文为 LDEO 低价「捡来」了一艘破旧的三桅帆船,名叫 Vema 号。这艘船原本是民用船,二战期间被征用为近岸补给舰,战后从军队退役,由于没有轮船公司愿意接手,它就被遗弃在纽约的斯塔滕岛了。


正当它慢慢生锈的时候,正在哥伦比亚大学组建 LDEO 的欧文发现了它,于是低价购入,将它改造成为了一艘海洋科考船。再次雇用萨普之后,欧文就把这艘船交给了萨普,让她组队去大西洋上用声呐技术测绘海底,绘制海底地图。这个工程最初的目的是为了寻找二战中被击沉的军舰。

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随着 Vema 号船上收集到的海底地形数据越来越多,萨普渐渐发现了一个现象:在大西洋的中部,有一条巨大的海底山脉。


虽然早在 1930 年代,就有支持大陆漂移论的人提出过大洋中部存在海底山脉这样的说法,但那些在当时属于「非主流」且拿不出任何证据的微弱声音并没有广泛地传播开来,因为它不符合当时的主流理论——槽台论——的基本设定,反而有可能为当时几乎已经销声匿迹的大陆漂移论提供一点论据。


为了验证发现,萨普扩大了 Vema 号的活动范围,从而获得了人类历史上第一份很详细的北大西洋海底数据。

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在 1957 年,萨普和希森发表了一份关于海底山脉的专题报告,引起了广泛的关注。


而直到此时,萨普都从没登上过远洋考察船,所以后来人们说她是站在岸上发现了大洋中脊的人。


两年后,萨普、希森联合他们的老板欧文一起发表了正式的学术专著,介绍北大西洋的详细海底地形。


地球科学学术界一线大佬欧文亲自站台,此时看起来,两人在哥伦比亚大学的学术道路前程似锦。


不过事情很快就出了岔子。直到海底扩张论被广泛接纳以前,槽台论一直都是解释地球海陆变化的主流理论。


但是,在对数据进行了反复确认之后,萨普开始意识到,这条海底山脉是一个划时代的发现,它或许会对当时看起来坚若磐石的槽台论发起有力的挑战。


在普林斯顿大学任教的哈里·赫斯很看重萨普的发现和想法,他曾私下里对萨普和希森说,你们这是要玩儿一把大的,如果玩成了,甚至会动摇地质学的根基。


赫斯在二战期间是美国海军的一位舰长。他的那艘军舰为了反潜,装配了当时最先进的声纳技术。结果在太平洋上作战期间,赫斯就注意到了太平洋的海底,有时在近岸处会比较深,在马里亚纳群岛附近还有很深的海沟。


在得知萨普发现大西洋中部的海底山脉是连续的之后,他认为,是时候总结一下这些发现,提出新的理论了。



1962 年,赫斯编写了一本小书,就是后来成为经典的《海盆的历史》。


他提出,海底山脉其实就是地壳生长的地方。在那里,地壳不断地生长出来,然后把比较旧的地壳推向两侧。随着地壳越来越老,它们就会下沉,最后消失在海沟里。


得到了赫斯的支持,萨普想尽快对海底地形进行更大范围的收集,向全世界公开这一重大发现。

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萨普和希森


但希森对此有些犹豫。在当时,槽台论是地质学的权威理论,如果谁不同意槽台论,而要去搞什么别的理论,那就几乎不可能再继续混迹于学术圈,因为槽台论虽然疏漏很多,但经过了那么多年的发展,确实形成了一套相对不坏的体系。


而包括大陆漂移在内的其他理论,在当时的条件下,很难找到能够佐证它们的有力证据,所以发展不起来,如果利用有限的数据去强行挑战权威,那很可能会被视作学术妄人,从而终结学术生涯。


不仅如此,萨普和希森对于海底山脉的具体看法上也有严重的分歧。


希森认为,这些海底山脉并不能帮助人们解释大陆漂移,但可以帮助证明另一个非主流理论——地球膨胀论。


地球膨胀论是由澳洲科学家撒母耳·加里提出的一种学说,它强调地表在垂直方向上的运动,是固定论的一个分支,但膨胀论一直都没有得到过广泛的认可。


于是,希森和萨普之间产生了很大的争执。作为萨普团队的核心成员,希森甚至一度要退出这个团队。萨普则是顶住了压力,将 Vema 号的作业范围扩大到了全球四大洋,拥有了更多的数据之后,她成功地说服了希森。


最终,两人决定冒着被哥伦比亚大学开除、甚至在学术界被孤立的风险,向外界公布这一观点。


在 1964 年和 1965 年,萨普和希森以海底山脉及其周围的断层为背景,连续发表论文,阐述海底山脉与海底扩张之间可能存在的关系,同时声援当时其他一些支持海底扩张论的学者,包括刚刚对海底磁条带进行了归纳总结的弗雷德里克·韦恩等人。

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Vema 号的科研航线(包括萨普主持工作时的航线以及之后的其他航线)


就和达尔文刚发表演化论的场景差不多,萨普的论文在学术界一石激起千层浪,反对的声音相当大,各种口诛笔伐像雪花一样飞进了萨普的办公室。


这其中不少人在赫斯发表著作的时候什么也没说,在弗雷德里克·韦恩发表著名的海底磁条论文时也没敢说什么,他们也许是觉得和赫斯等早就盛名在外的大佬,以及韦恩这种「学术血统」纯正的少年天才相比,萨普这个靠画地图起家的女科学家更好欺负,可能有柿子捡软的捏这种心态。


嗓门最大的反对者不是别人,正是曾经强力支持过萨普的 LDEO 创始人欧文。欧文又羞又怒,他想不通,自己治下的堂堂哥伦比亚大学,怎么居然会出了两个支持异端邪说的人。


他当时就要开除萨普和希森。但是,由于平日里希森的人缘很好,科研成果也的确很多,属于年轻有为的学术新星,为学校做出过很大的贡献,因此很多教授反对开除他,认为他只是受了萨普的蛊惑,还可以抢救一下。所以欧文取消了开除希森的决定。


萨普就没那么幸运了,性别歧视在当时不算什么新鲜事儿,尤其是在相对保守的传统自然科学的学术界,因此几乎没有为萨普说情的人,她第二次被欧文从哥伦比亚大学扫地出门。


萨普带着海底数据离开了学校,搬到了纽约市远郊的一个叫 Nyack 的小镇上,在那里继续自己的工作,她决定继续处理剩下的数据,并发挥自己的特长,将数据画成海底地图。

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由于萨普没日没夜地处理数据、绘制海底地图,根本没时间顾家,然后又被赶出了学校,事业受到了冲击,因此她的丈夫也离她而去了。


经历了一段时间的孤军奋战之后,希森来找她了。原来,希森虽然被允许留校,但再也不能做他最感兴趣的海底课题,加上他早就看不惯欧文的学术独裁,于是开始悄悄跑出来帮助萨普。


希森甚至帮助萨普申请到了杜克大学的一艘考察船,让她终于有机会亲自带队去海上考察。


1966 年,图佐·威尔逊提出了威尔逊旋回,让海底扩张论乃至新生的板块构造论得到了越来越多人的支持,萨普终于度过了最艰难的两年,她逐渐拥有了一些学术盟友。


1972 年,欧文跳槽去了德克萨斯大学。实际上在那以前,因为越来越多的科学事实已经倒向了海底扩张乃至板块构造,欧文也已经开始松口了,尤其是当弗雷德里克·韦恩的海底磁条在北美附近的胡安·德福卡板块被详细地检验以后,欧文也承认了自己之前是错误的。


欧文离开后,哥伦比亚大学请回了萨普,不过她主要的办公场所还是在 Nyack 小镇上。她的研究逐渐得到了美国国家地理等机构的支持,并且因为赫斯在军队里的人脉,她获得了北约各国海军的支持,这让她获得了全世界的海底数据。


她发现,大规模的海底山脉不仅位于大西洋中部,在印度洋中部以及太平洋东南部也存在。于是这些海底山脉被命名为大洋中脊。


1977 年,萨普请来了澳洲的画家海因里奇·波兰恩(Heinrich Berann),一起设计了《全球海底地图》。


就在同一年,一直支持萨普的希森在远洋考察时突发心脏病,救治不及,不幸去世。


1983 年,她正式从哥伦比亚大学离职,在 Nyack 开了一家地图服务的小公司。


2006 年,萨普于当地去世,她的贡献一直被埋没。


赫斯的那本《海盆的历史》成了载入科学史的著作,但很少有人会在讲这段历史的时候,顺带提到萨普在海底扩张论提出时扮演的重要角色。


修订后的《全球海底地图》被谷歌地图所采用,成为了一个图层,也多次被《国家地理》用于绘制底图,但同样很少有人提起它最初的这位作者。


在学术圈内部,由于当时她被欧文从学校赶走,她参与的很多科研项目都被迫退出,最后发表论文时都没能附上她的名字,所以她的学术贡献也长期被低估。


这也是为什么我们现在谈到海底扩张论的时候,能想到赫斯,能想到韦恩,甚至能想到只研究帝王海岭而且后来改行的迪亚斯,但很少有人会想到萨普。


直到她晚年的时候,反而因为地图学界的纪念活动,她在地质学上的贡献才逐渐被人们想起来。


1998 年,在美国国会图书馆地理及地图部成立 100 周年之际,萨普因为她致力于通过地图来融合科学和美学,获得了地图学杰出人物的荣誉。


1999 年,她获得了伍兹霍尔海洋研究所授予的 Mary Sears 海洋学女性先锋奖。


在 2001 年,哥伦比亚大学才后知后觉地拨乱反正,授予她 Lamont-Doherty Heritage Award,并在两年后以她的名义创立了资助女性研究人员的 Marie Tharp Visiting Fellowship 奖学金。


后来,哥伦比亚大学的校友采访她时,萨普说自己被迫离开哥伦比亚大学其实是一个不错的结果,因为这样一来她就只能将所有精力集中在绘制海底地图上了。


「我画我的图,让别人吵去吧。」


2009 年,在她去世后,谷歌地图添加了 Marie Tharp Historical Map 海洋底图图层。2015 年,月球的一个环形山以她命名。

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萨普海底地图的局部手绘草稿



来源:知乎日报


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