science >> Wetenschap >  >> Natuur

Een seismoloog aanwezig bij de ontdekking van platentektoniek

Lynn Sykes met een ouderwetse roterende trommelseismograaf bij Lamont-Doherty Earth Observatory, ca. 2015. Krediet:Columbia University

Als jonge seismoloog in de jaren zestig, Lynn Sykes deed cruciale observaties van aardbevingen onder de oceaanbodem die hielpen de theorie van de platentektoniek te verstevigen - de basis van de moderne geologie. Later, in de hoop zijn ontdekkingen toe te passen om levens te redden, hij hielp bij het identificeren van zones die vatbaar zijn voor grote aardbevingen, vooral langs kusten. Hij ging ook verder met het beoordelen van de risico's die aardbevingen vormen voor kerncentrales, en om het gebruik van seismologie te bevorderen om kernbomtests op te sporen.

In zijn boek uit 2017 De bom tot zwijgen brengen , Sykes beschreef zijn levenslange zoektocht om de klok terug te draaien op nucleaire proliferatie. In een nieuwe memoires, Platentektoniek en grote aardbevingen:50 jaar aardschokkende gebeurtenissen , Sykes neemt lezers mee op een wetenschappelijke en persoonlijke reis door de rest van zijn werk, uitgevoerd gedurende meer dan vijf decennia aan de Lamont-Doherty Earth Observatory van Columbia University.

We spraken met Sykes over wat zijn carrière beïnvloedde, wat hij onderweg tegenkwam, en onbeantwoorde vragen waarmee onderzoekers tegenwoordig worden geconfronteerd.

Waarom ben je seismoloog geworden?

Als student aan het eind van de jaren vijftig, Ik was erg geïnteresseerd in geofysica, de toepassing van natuurkunde en geologie op de studie van de aarde. Ik beperkte mijn vakgebied tot aardbevingen toen ik me aanmeldde voor de graduate school. Ik bezocht Lamont, waar seismoloog Jack Oliver op zaterdagochtend veel tijd met me doorbracht. Ik besloot met hem samen te werken.

Platentektoniek is in feite de verenigende theorie over hoe de aarde werkt. In 100 woorden of minder, wat is het?

De buitenste 100 mijl van de aarde bestaat uit ongeveer 15 platen van sterke, stijve rots die ten opzichte van elkaar bewegen, net als taarten van ijs op een rivier. Ze liggen onder een rots die de asthenosfeer wordt genoemd, die dicht bij het smeltpunt ligt, de glijdende laag van platentektoniek. De meeste aardvervorming, aardbevingen en vulkanen komen voor op de grenzen van platen, waar ze ofwel uit elkaar bewegen als langs de Mid-Atlantische Rug, convergeren als langs eilandbogen en diepzeetroggen zoals Japan, of langs elkaar glijden als langs de San Andreas-breuk in Californië.

In het boek, je zegt dat je ooit een platentektoniek-scepticus was. Wat veranderde je van gedachten?

Verkeerde vraag - ik was nooit een platentektoniek scepticus, maar ik was een continentale drift-scepticus. Als student kreeg ik te horen dat slimme jonge wetenschappers niet moeten werken aan vage, onjuiste ideeën zoals continentale drift. Die theorie werd meer dan 100 jaar geleden door Alfred Wegener voorgesteld. Van 1920 tot de jaren 60, de meeste aardwetenschappers in Noord-Amerika, mij inbegrepen, geloofde dat drift niet plaatsvond. Ik bekeerde me op een dag in de late lente van 1966 tot continentale drift en verspreiding van de zeebodem, toen ik mijn eerste mechanisme-oplossingen van aardbevingen langs de Mid-Atlantische Rug kreeg. Ze waren het eens met Tuzo Wilson's hypothese van transformatiebreuken langs enorme breukzones die segmenten van richels verplaatsen. Mijn bevinding toonde aan dat de Mid-Atlantische Rug langs de kamkammen groeide en dat continenten aan de twee kanten van de Atlantische Oceaan uit elkaar dreven. Ik ging in 1968 verder met collega's Jack Oliver en Bryan Isacks om te laten zien hoe plaatbewegingen plaatsvonden waar de ene plaat onder de andere duikt in subductiezones zoals de Aleoeten, Japan en Tonga.

Welk percentage van de platentektoniek begrijpen we echt? Zijn we nu bezig met het opruimen van details, of zijn er nog grote mysteries?

De meeste huidige bewegingen van de aardplaten zijn goed begrepen. We weten sinds de jaren zestig dat plaatbewegingen zeer geconcentreerd zijn in de oceanen, maar meer diffuus [elders], vooral in Azië. Die diffuse beweging begrijpen we nog steeds niet zo goed. Wanneer in de geschiedenis van de aarde platentektoniek begon, wordt nog steeds veel gedebatteerd.

Mede door je werk, we kunnen nu plaatsen aanwijzen waar grote aardbevingen kunnen plaatsvinden. Maar we kunnen nog steeds niet voorspellen wanneer, of hoe groot. Waarom niet?

Ik heb tientallen jaren gewerkt aan langetermijnvoorspelling van aardbevingen op een tijdschaal van 10 tot 20 jaar. Grote aardbevingen kunnen niet in korte tijd op dezelfde plaats plaatsvinden. De drukken of spanningen die plotseling in een grote schok vrijkomen, moeten langzaam weer worden opgebouwd door plaatbeweging. Door de snelheid van de plaatbeweging en tijdsintervallen tussen grote schokken in het verleden te gebruiken, kunnen we de tijdstippen van toekomstige grote aardbevingen beter inschatten.

Je hebt de risico's onderzocht van kerncentrales in seismische zones, van Fukushima in Japan tot Indian Point in New York, vlak bij je huis. Wat heb je geleerd?

Fukushima was grotendeels een door mensen veroorzaakte ramp, in dat ambtenaren in Japan niet geloofden dat het kon gebeuren, en heeft geen stappen ondernomen om de schade die volgde op de gigantische aardbeving en tsunami van 2011 te verminderen of te verminderen. evenzo, functionarissen van de Nuclear Regulatory Authority in de VS hebben weinig lessen getrokken uit de ramp in Fukushima. Ze blijven volhouden dat Amerikaanse reactoren veilig zijn, en reageer niet op redelijke critici.

Waar werk je nu aan?

Het voorval begrijpen, of het ontbreken daarvan, van grote aardbevingen in een groot aantal subductiezones over de hele wereld. Over een ander onderwerp, Ik blijf werken aan manieren om de kans op een nucleaire oorlog te verkleinen.