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冥顽不化-现代沉积学之父Pettijohn的故事 精选

已有 6818 次阅读 2018-11-2 09:07 |系统分类:人物纪事

世界上75%的陆地表面积为沉积岩覆盖,深海底则多沉睡着一层薄薄的软泥,赋存于沉积岩中的化石更是揭示沉积环境变化及地球生命演化的不二指纹。对沉积岩的科学研究已有200多年的历史,1815年,在马背上工作了十几载,行程17600km的“地层学之父”William Smith编绘了世界上最早的英格兰地质图,成为沉积岩研究史上的“开山”里程碑,特别的贡献是他发现了化石对地层对比的用处。1879年,“岩石学的奠基者”,Henry Clifton Sorby对石灰岩、非钙质成层岩石的研究标志着沉积岩脱离了地层学的桎梏,从此有了属于自己的阁楼。20世纪中期,一些沉积学家注意到可以使用沉积构造来判别变形地层的顶底面,推断水流的方向。20世纪下半叶,对沉积物的来源、运移-沉积过程、沉积环境有了更深刻的认识,石油工业的发展则推动了沉积相概念的提出。1980s,沉积岩与地层再度结合,层序地层学应运而生,开始使用海进、海退等全球规模的海平面变化来研究沉积序列。现代沉积岩与地层学深度融合,可以从不同尺度对沉积序列进行更为深邃的解读。今天我们介绍一位在现代沉积学史上彪炳史册的人物—Francis J. Pettijohn

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Francis J. Pettijohn(1904-1999,来自网络)

        Pettijohn,1904年6月20日出生于美国威斯康辛州沃特福德市(Waterford, Wisconsin),是家庭6个孩子中最大的一个。他的父母都是老师,小时候迫于生计四处搬家,他的小学先后在威斯康辛(Wisconsin)、北达科他(North Dakota)、印第安纳(Indiana)和华盛顿(Washington, DC)等地度过。在北达科他时,教室只有一间,即将读四年级的学生只有他一个,他被迫从三年级“跳”到了五年级。在印第安纳州布卢明顿市(Bloomington),遍野的灰岩与化石引起了他的兴趣,他收集了大量化石标本,这得到了他邻居-一位印第安纳大学(Indiana University)老师的赞赏,所以在还没有上大学前,Pettijohn就知道他今生将以地质为业。1921年,他如愿以偿考入明尼苏达大学(University of Minnesota),一段神话就此开始。

在这里他遇到了对他人生产生重要影响的第一个人物-Frank Grout。1924年作为后者的助手Pettijohn开始了对加拿大地盾(Canadian Shield)前寒武纪岩石的野外调查,他学会了露营、划船、填图等野外生存技能与工作方法,在蚊虫肆虐,沼泽遍野的艰难困苦环境中他不但没有临阵退缩,反而深深地爱上了前寒武纪地质。在随后的人生中,他多次穿越这片荒原,或步行或划船,累计行程上千公里。在Grout身上,他还学会了薄片分析,在当时,薄片分析多应用于火成岩与变质岩,而他却能熟稔地将之应用于沉积岩并给出恰如其分的解释,遂成为沉积地质学冉冉升起的新星。1924年本科毕业后,他又接着读硕士,转年就拿到了硕士学位。

1925-1927年,Pettijohn去俄亥俄州欧柏林学院(Oberlin College,Ohio)呆了两年,在那里碰到了小提琴演奏家Dorothy Bracken,他们很快结了婚,婚后育有3三个子女。不幸地是,Dorothy1989年因病去世,1996年,Pettijohn又同Virginia Romberger结了婚,更为悲催地是,Virginia也先他而去,Pettijohn真是个衰人。1928年,Pettijohn去了加州大学伯克利分校(the University of California, Berkeley),在这里遇到了对他人生产生重要影响的第二个人物Andrew Lawson。Lawson深刻的思考力、敏锐的观察力、风刀霜剑般的评判给人留下难以磨灭的印记,学生们都称他为“大王”,他常“鸡蛋里挑骨头”,让那些平时马虎不谨慎的学生陷入窘境,如果学生说“I believe”或“I think”,他立即粗暴地打断,他认为“年轻人没有表达自己观点的权利”。从Lawson身上,Pettijohn学到了更多的前寒武纪知识,同时也拓展了他的火成岩与变质岩学识。

1929年,Pettijohn在芝加哥大学(the University of Chicago)谋得了一个教师职位,主要讲授沉积岩。他有幸结识了William C. Krumbein,一个尤为擅长沉积岩定量分析的年轻老师,二者于1938年合作出版了《Manual of Sedimentary Petrography》,书籍出版不久,Pettijohn就很快被提升为副教授。1943年,他在GSA Bulletin发表了著名的题目简短的“Archean Sedimentation”一文,通过在太古代沉积岩石中发现的浊积岩及冰碛物等确凿无疑的证据证实了太古代沉积岩及其形成过程与现代并无不同的观点,反驳了许多人当时认为两个时期大不同的错误看法。1949年,他出版了使之名扬天下的《Sedimentary Rocks》。在芝加哥大学,他一共指导了12名博士生,每年都带他们到苏必利尔湖区(Lake Superior region)野外实习,主要为美国、加拿大地质调查局进行地质填图,在这里他爱上了条带状磁铁矿。

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《sedimentary rocks》第三版封面(来自网络)

1952年,Pettijohn离开芝加哥大学去了约翰霍普金斯大学(Johns Hopkins University),并在那里度过了余生。离开的理由在今天看来有些荒唐,他对同事提出的“锤子地质学家和填图地质学家已经过时了”的观点非常失望。他坚持认为,一个好的地质学家如果不熟悉自己研究领域的野外地质现象,那么在他的一生中只会碌碌无为或取得微不足道的成就;一个好的地质学家只有经常到野外,与岩石露头零距离接触,才能获得第一手资料,才能提出更好的问题、观点与方法。诚然,随着时代发展与科技进步,仪器、钻机、计算机、科考船等一系列高端大气上档次的设备琳琅满目地进入地质的领域,使传统地质既失去了其纯洁性又促进了其活泼性,A4地质学如恐龙过后哺乳动物的崛起,迅速占据地质的各个领域。“没有钱我们胃疼,有了钱我们头疼”的地质学家们开始绞尽脑汁编写项目方案,呕心沥血撰写科技论文,但他们在过度专注于资料收集的同时却忘却了地质最初的使命。在享受粉末、仪器带来的如钞票、房子带来的片刻欢愉的同时,也带来无限的焦虑与烦恼。Pettijohn认为老一辈地质学家的地质人生都开始于野外,有着丰富的阅历,但新一代的地质学家没有野外地质背景,不能从琐屑中区分重要,从无意义中区分有意义,在野外露头面前地质学家尚能保持几分诚实,在室内则要大打折扣。他把他的哲学与思想写进了自传《一位冥顽不化的地质学家的回忆录》(Memoirs of an Unrepentant Field Geologist),在其中回忆了他在芝加哥大学每天早晨看到同事们穿上白大褂,像士兵穿上军装,进进出出,直到晚上下班前才像个医生脱下来,他为他们感到惋惜与恸哭。同时他也认为一个不称职领导的拙劣领导水平,足以使一个看起来欣欣向荣的部门瞬间土崩瓦解;只有视野宽广、能力出众、理解信任成员的领导才能将团队捏合在一起,成为坚强的有作为的堡垒。在约翰霍普金斯大学,他指导了26个博士生,撰写了《古水流与盆地分析》(Paleocurrents and Basin Analysis)、《砂与砂岩》(Sand and Sandstone)等重要著作,修改了第三版《Sedimentary Rocks》,这三本书都曾经在上世纪七八十年代被翻译成汉语。研究之外,Pettijohn会抽出时间来听听音乐或搭乘货船去旅行,他还长期为唯一神教派教会(Unitarian Church)服务。

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Pettijohn(左)与构造地质学家Ernst Cloos工作中(来自网络)

注:Ernst Cloos是Pettijohn去约翰霍普金斯大学的引荐人

1999年,4月27日,Pettijohn永远地闭上了眼睛,度过了一个科学家执诚于研究、虔诚于事业、忠诚于家庭完美的一生。他对沉积岩的认识影响了差不多一个世纪,在许多人眼里,他是一个快乐的、有操守的、信奉“简单唯美的”、多产的、有高度影响力的沉积地质学家,鉴于他对沉积地质学的贡献,有些人把他称为“现代沉积学之父”。大浪淘沙,吹走的是杂基,留下的是格架。

参考文献

1.F.J.佩蒂庄著,李汉瑜等译,沉积岩,石油工业出版社,1981

2.Presentation of the Penrose Medal to Francis J. Pettijohn,Geological Society of America Bulletin,v.87, August 1976,p.1208-1209

3. Steven M.Stanley, A Biographical Memoir: Francis J. Pettijohn 1904–1999, National Academy of Sciences 2014,p.1-8

4. Paul Edwin Potter, Memorial to Francis J. Pettijohn 1904–1999, Geological Society of America Memorials, v.31,December 2000,p.19-22

5.S.K.Tandon,book reviews: Memoirs of an Unrepentant Field Geologist




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