Hver var Arthur Holmes og hvert var hans framlag til jarðfræðinnar?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Hver var Arthur Holmes og hvert var hans framlag til jarðfræðinnar?
Arthur Holmes (1890-1965) er þekktastur fyrir fernt: (1) þátt sinn í að tímakvarða jarðsöguna, (2) bókina The Age of the Earth 1913, (3) að skýra fyrstur (um 1930) orsakir landreks og (4) afbragðskennslubók sína Principles of Physical Geology 1944.

Um aldamótin 1900 voru þær hugmyndir helstar um aldur jarðar, að eðlisfræðingurinn Kelvin lávarður hafði reiknað út 20 til 400 milljón ára aldur (byggt á kólnun frá glóandi hnetti), flestir jarðfræðingar töldu aldurinn ekki vera minni en 100 milljón ár (byggt á hraða þróunar lífvera, og hraða veðrunar), og kristnir bókstafstrúarmenn héldu sig við 6000 ár (byggt á sköpunarsögu Biblíunnar). Geislavirkni hafði uppgötvast 1896 og árið 1904 gerði Ernest Rutherford fyrstu aldursgreininguna byggða á geislavirkum efnum; geislavirkur steinn sem hann mældi var að minnsta kosti 400 milljón ára. Í framhaldinu reyndu ýmsir eðlisfræðingar sig við aldursgreiningar á bergi en fljótlega dofnaði áhuginn og þeir sneru sér að öðrum viðfangsefnum tengdum geislavirkni. Allir nema Arthur Holmes.

Arthur Holmes fæddist í N-Englandi og innritaðist 17 ára í háskóla í London til að læra eðlisfræði. En fljótlega breytti hann um stefnu og ákvað að verða jarðfræðingur. Honum var ljóst að helín-aðferðin, sem Rutherford og fleiri höfðu beitt (radín hrörnar í helín), var ónákvæm og þegar í ljós kom að blý er endastöð úran-geislunar sýndist honum sú aðferð líklegri til árangurs. Í framhaldinu gerði hann fyrstu úran-blý-aldursgreiningu sögunnar, á bergsýni frá devon-tímabilinu, sem honum taldist vera 370 milljón ára. (Nú telst tímabilið spanna 418-354 m.á.) Þá var Holmes 21 árs og búinn að marka sér stefnu sem hann fylgdi alla ævina: að varða jarðsöguna æ nákvæmari tímasetningum. Árið 1913 kom út fyrrnefnd bók hans um aldur jarðar sem hann taldi vera að minnsta kosti 1600 milljón ár. Í þeim efnum átti hann fáa fylgismenn meðal jarðfræðinga, sem flestir héldu sig við 100 milljón árin.

Fátækt olli því að Holmes réði sig hjá námufyrirtæki til að leita verðmætra málma í Mósambík, en eftir hálft ár veiktist hann og var næstum dauður úr malaríu án þess að málmleitin hefði borið árangur. Eftir þetta hafði hann samt ævinlega brennandi áhuga á jarðfræði Mósambík og Afríku allrar.

Næstu árin var Holmes aðstoðarkennari við sinn gamla háskóla, Imperial College í London, ásamt því að vinna að aldursgreiningum. En árið 1920 gerðist hann yfirjarðfræðingur olíufélags í Búrma, af sömu ástæðu og fyrr. Ekki endaði það betur því eftir tvö ár fór félagið á hausinn og Holmes stóð uppi blankur og atvinnulaus. Þá hafði öldurnar lægt varðandi háan aldur jarðar en nýtt deilumál var komið upp — landrek. Og Holmes var einn af fáum sem frá upphafi voru sannfærðir um réttmæti þeirrar kenningar. Vandinn var sá, að enda þótt hin jarðfræðilegu rök virtust sterk tókst ekki að benda á þá krafta sem landreki yllu. En þekking Holmes á geislavirkni og geislavirkum efnum hafði aukið mjög skilning hans á innri ferlum jarðar og hann stakk upp á því, fyrstur manna, að iðustraumar (e. convection) í jarðmöttlinum knýi landrekið. Meðfylgjandi þversnið hans (úr kennslubókinni 1944) er mjög nútímalegt: iðustraumar kljúfa meginlandsfleka og mynda gliðnandi hafsbotnsskorpu en fellingafjöll rísa yfir sökkbeltunum.

Myndirnar sýna hugmynd Arthurs Holmes (1944) um „aflvél“ landreks. A sýnir upphaflegt ástand. Í B hafa iðustraumar í möttlinum klofið meginlandið og dregið hlutana sundur. Fellingafjöll myndast yfir sökkbeltum en hafsbotn fyllir bilið milli meginlandshlutanna.

Þegar Holmes kom heim frá Búrma 1922, snauður og atvinnulaus, bjargaði hann sér og fjölskyldunni með því að opna skranbúð í London, en árið 1924 var honum boðin staða forseta nýrrar jarðfræðideildar í Durham. Þar kenndi hann í 19 ár og boðaði nemendum meðal annars fagnaðarerindi landreksins. Á stríðsárunum síðari tók hann saman frábæra og margfræga kennslubók sína, Principles of Physical Geology (1944), þar sem síðasti kaflinn fjallar um landrek. Sú bók var megintexti í háskólum margra landa í aldarfjórðung, en þrátt fyrir það − kannski vegna mótstöðu kennara af gamla skólanum − sló kenningin ekki í gegn fyrr en 1963, með grein Vine og Matthews um gliðnun hafsbotnanna.

Árið 1944 var Holmes boðin prófessorsstaða í Edinborg og var þar til æviloka. Þar lagði hann smiðshögg á mörg mikilvæg rannsóknarefni um aldur jarðar, tímakvarða jarðsögunnar, forkambríum og jarðfræði Afríku.

„Holmes er einn af fáum enskum jarðfræðingum sem hugsa stórt,“ er haft eftir Reginald Daly, öðru jarðfræðistórmenni Breta. Og af því tagi var sú hugmynd hans (1918) að undir Íslandi sé „flís“ af meginlandsskorpu Grænlands sem skýrt geti bæði það hve algengt ljósgrýti (líparít, ríólít) er á landinu, af úthafseyju að vera, og það að Ísland er yfirleitt ofansjávar. Sú hugmynd Holmes að súra bergið (ljósgrýtið) sé uppbrætt grænlenskt granít eða gnæs laut ekki í gras fyrr en 1965 (Sr-samsætur), en ný skýring kom 1970 á óeðlilegri tilveru Íslands: heitur möttulstrókur heldur uppi landinu en ekki eðlislétt Grænlandsskorpa.

Í stuttu máli var Arthur Holmes einn merkasti jarðvísindamaður 20. aldar. Hins vegar var hann að sumu leyti of langt á undan sinni samtíð til að hafa jafnmikil áhrif og æskilegt hefði verið. Og ekki síst féllu hugmyndir hans um háan aldur jarðar og um landrek ekki í kramið hjá eldri kynslóð jarðfræðinga.

Heimildir og myndir:

• C.L.E. Lewis (2002). Arthur Holmes: An Ingenious Geoscientist. GSA Today, mars 2002, bls. 16-17.
• Mynd af Holmes: American Museum of Natural History. Upphaflega er myndin fengin frá University of Edinburgh, Department of Geology and Geophysics.
• Myndir af landreki: Principles of Physical Geology, 1944.

...