她是地球科學(xué)史上最被低估的科學(xué)家之一。在生命的末期,她對(duì)科學(xué)的貢獻(xiàn)才獲得廣泛認(rèn)可。
瑪麗·薩普是拉蒙特一多爾蒂地球觀測(cè)站的開創(chuàng)性海洋學(xué)制圖師,第一張海底全球地圖的共同制作者,以及穿過(guò)大西洋中脊的中央裂谷的共同發(fā)現(xiàn)者,她是地球科學(xué)史上最被低估的科學(xué)家之一。作為第一個(gè)繪制全球海底地形圖的科學(xué)家,薩普使用圓珠筆、鋼筆和直尺工作,根據(jù)哥倫比亞大學(xué)研究人員和其他人所做的成千上萬(wàn)的聲納數(shù)據(jù)描繪出水下細(xì)節(jié)。她的研究導(dǎo)致了一個(gè)革命性的發(fā)現(xiàn):在大西洋中心有一條裂谷,這條裂谷從冰島海岸開始,在大西洋海底延伸超過(guò)40,000英里。這種裂痕的存在幾乎是大陸漂移說(shuō)無(wú)可辯駁的證據(jù)。薩普研究對(duì)于地球科學(xué)中的板塊構(gòu)造理論和大陸漂移說(shuō)的最終被接受至關(guān)重要。
土壤測(cè)量師的女兒
1920年,薩普出生在密歇根州的伊普西蘭蒂,在她成長(zhǎng)的年代,人們普遍懷疑女性是否可以從事科學(xué)工作。應(yīng)該說(shuō),作為美國(guó)農(nóng)業(yè)部的土壤測(cè)量師的女兒,薩普似乎天生具有地質(zhì)學(xué)和制圖學(xué)的基因天分,因?yàn)楦赣H的工作性質(zhì),他們一家不停遷移,冬季到南部,夏季到北部。據(jù)她自己的估計(jì),她在高中畢業(yè)時(shí)讀了近二十幾所學(xué)校。她的母親是個(gè)教授德語(yǔ)和拉丁語(yǔ)的老師,在她15歲的時(shí)候去世。在薩普的成長(zhǎng)過(guò)程中,他們一家從來(lái)沒(méi)有在一個(gè)地方待的久到可以交到朋友,融入當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)。但是,跟隨父親的腳步,她也對(duì)風(fēng)景和地圖制作有直觀的感受。
很小的時(shí)候,薩普就跟隨她的父親進(jìn)行實(shí)地。但是當(dāng)時(shí)地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域的女性人數(shù)非常少,在1920年至1970年間,獲得地球科學(xué)博士學(xué)位的女性比例不到4%,考慮到這樣的現(xiàn)實(shí),薩普能夠從事地質(zhì)方面的工作讓人頗感意外。
1948年,薩普與一位名叫大衛(wèi)·弗拉納根的人結(jié)婚,并隨同他一起前往紐約,并在哥倫比亞大學(xué)拉蒙特地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室找到工作。這個(gè)實(shí)驗(yàn)室今天被稱為拉蒙特一多爾蒂地球天文臺(tái),被認(rèn)為是最先進(jìn)最前沿的地球?qū)W研究所。實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家都是男性,在那里工作的婦女都被降級(jí)為秘書或助理。薩普就擔(dān)任拉蒙特實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)始人奠里斯·尤因的研究助理,當(dāng)時(shí)她28歲。
她發(fā)現(xiàn)海底大裂谷
薩普進(jìn)入地質(zhì)學(xué)的時(shí)候,這個(gè)領(lǐng)域也正處于爆發(fā)期的前夜,因?yàn)樗暮芏囝I(lǐng)域都尚未開發(fā)。在20世紀(jì)40年代末,地下地質(zhì)學(xué),對(duì)地表下巖石和土壤的研究,還不存在??茖W(xué)家們也沒(méi)有辦法繪制洋底的海床,所以地質(zhì)學(xué)家們一直認(rèn)為海床是平坦而乏味的。1952年,她與地質(zhì)學(xué)家布魯斯·希森組成搭檔,他們一起合作描繪海底地圖。這個(gè)組合將會(huì)改變世界。
希森是海底地震和地形數(shù)據(jù)的專家。作為女性,瑪麗把希森出海獲得數(shù)據(jù),進(jìn)行計(jì)算,解釋,并呈現(xiàn)出來(lái)。1952年,希森給了薩普幾箱子的資料,她把所有的探測(cè)數(shù)據(jù)放在一起,并利用她的地質(zhì)和數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行繪圖。在多年的協(xié)作中,希森收集數(shù)據(jù),而薩普鼓搗這些數(shù)據(jù)并將其繪制出來(lái)。在計(jì)算機(jī)發(fā)明之前,這是一件吃力不討好的工作,薩普不得不梳理一大堆聲納探測(cè)器的數(shù)據(jù),并動(dòng)手繪制出來(lái)。然后,在薩普的畫布上出現(xiàn)了意想不到的事情:她正描繪的巨大大西洋山脊中間有一個(gè)巨大的山谷。這個(gè)山谷非常深,薩普不得不重新檢查她的計(jì)算。如果事實(shí)正如她描繪出來(lái)的那樣,那在北大西洋底部的山脊內(nèi)有裂谷存在。反過(guò)來(lái),這也將證明她正在繪制的巨大山脈是海洋地殼分裂的地方。
在薩普和希森發(fā)現(xiàn)大西洋裂谷之前,關(guān)于世界地質(zhì)的理論有數(shù)十種,其中有一種非常不受歡迎的是大陸漂移說(shuō),這是德國(guó)氣象學(xué)家阿爾弗雷德·魏格納提出的。他在1915年發(fā)現(xiàn),非洲和南美洲的地形形狀互補(bǔ),兩個(gè)大洲沿海地區(qū)發(fā)現(xiàn)的巖石和化石也相似,這說(shuō)明兩個(gè)大陸曾經(jīng)是一個(gè)整體,經(jīng)過(guò)緩慢的漂移逐漸分離開來(lái)。這一學(xué)說(shuō),在美國(guó)遭到嘲笑和詛咒,最終被遺忘,人們不能接受大陸漂移說(shuō).因?yàn)闊o(wú)法想象這一學(xué)說(shuō)背后的解釋機(jī)制。在當(dāng)時(shí),沒(méi)有辦法證明曾經(jīng)存在過(guò)一個(gè)巨大的超級(jí)大陸,而大陸可能穿過(guò)海底漂移的想法似乎也很荒謬。
薩普叉仔細(xì)核對(duì),重新檢查自己的工作。希森花了將近一年的時(shí)間才相信薩普的發(fā)現(xiàn),因?yàn)樗谝淮慰睖y(cè)任務(wù)中發(fā)現(xiàn)了海底地震情況?;氐窖芯克?,他告訴瑪麗他發(fā)現(xiàn)了一些不可思議的東西:他的海底地震地圖與瑪麗的海底裂縫圖正好重合,地震中心與裂谷完美匹配。于是一個(gè)必然的結(jié)論出現(xiàn)了,即地震和巖漿的爆發(fā)導(dǎo)致了海底裂縫的形成。而且越來(lái)越多的證據(jù)顯示,裂谷延伸到整個(gè)大西洋。今天,大西洋裂谷被認(rèn)為是地球上最大的物理特征。
1956年,希森對(duì)外宣布了大西洋中脊的發(fā)現(xiàn),摘取了這項(xiàng)功勞,獨(dú)享了發(fā)現(xiàn)的榮譽(yù),他的論文在地質(zhì)學(xué)界不亞于一場(chǎng)大地震,和當(dāng)時(shí)的許多女科學(xué)家一樣,薩普隱身在陰影中。
她揭開了深淵之謎
直到1959年紐約國(guó)際海洋學(xué)大會(huì)召開之前,許多科學(xué)家仍然不相信裂痕的存在,法國(guó)生態(tài)學(xué)家雅克·庫(kù)斯托本來(lái)也對(duì)希森和薩普的發(fā)現(xiàn)抱懷疑的態(tài)度,但是他在大會(huì)上放映了他跨越大西洋拍攝的裂谷影像,證實(shí)了薩普的發(fā)現(xiàn)。現(xiàn)在,大西洋中脊地圖被看作是海底擴(kuò)張和大陸漂移的重要證據(jù),這里是板塊構(gòu)造的邊界,巖漿從地幔和地殼內(nèi)部涌出,然后冷卻。
在看到這樣的具體證據(jù)后,科學(xué)家們開始使用瑪麗的手繪鳥瞰海底地形圖作為他們研究工作的基礎(chǔ),撰寫出了導(dǎo)致地球科學(xué)研究范式轉(zhuǎn)變的論文。20世紀(jì)60年代發(fā)表的這批論文,大部分出自美國(guó)、英國(guó)和加拿大的科學(xué)家之手,現(xiàn)在被認(rèn)為開創(chuàng)性地建立了板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)。如果沒(méi)有瑪麗的地圖,他們所支持的理論是不可能成立的,但是這一事實(shí)很快就被板塊構(gòu)造革命所帶來(lái)的興奮集體遺忘了。1959年,薩普和希森完成了他們的第一張北大西洋海底地圖。1961年,他們完成了南大西洋的海底地圖,1964年完成印度洋海底地圖。板塊構(gòu)造革命在20世紀(jì)70年代已經(jīng)結(jié)束,公眾注意力也隨之下降。幾周后,布魯斯在冰島海岸的一艘潛艇上進(jìn)行研究考察時(shí)心臟病突發(fā)去世。
曾經(jīng)花了25年的時(shí)間收集制作地圖所需數(shù)據(jù)的希森活著看到了地圖的誕生,但在印刷之前就去世了。1977年希森去世后,薩普專注于完成全球海洋地形圖,在哀悼的同時(shí),還得跟印刷廠,彩色專家和渴望分享希森的遺產(chǎn)地質(zhì)學(xué)家們打交道。世界海底地形圖于當(dāng)年晚些時(shí)候由海軍研究辦公室發(fā)布,目前仍在廣泛使用。在生命的末期,薩普對(duì)科學(xué)的貢獻(xiàn)才獲得廣泛認(rèn)可。1998年,是美國(guó)國(guó)會(huì)圖書館地理和地圖部誕辰100周年,薩普被國(guó)會(huì)圖書館評(píng)為二十世紀(jì)四大制圖師之一,她的作品被納入地理與地圖部門誕辰100周年的展覽中。薩普沒(méi)有孩子,2006年去世前,她的一生都在忙著為世界各地的海洋繪制圖譜。
邢大軍據(jù)《世界博覽》整理