Tharp med en undervattenskarta vid hennes skrivbord. Rullade ekolodsprofiler av havsbotten finns på hyllan bakom henne. Kredit:Lamont-Doherty Earth Observatory och gården Marie Tharp
Trots alla djuphavsexpeditioner och prover som tagits från havsbotten under de senaste 100 åren, människor vet fortfarande väldigt lite om havets djupaste delar. Och det finns goda skäl att lära sig mer.
De flesta tsunamier börjar med jordbävningar under eller nära havsbotten. Havsbotten ger habitat för fiskar, koraller och komplexa grupper av mikrober, kräftdjur och andra organismer. Dess topografi styr strömmar som distribuerar värme, hjälper till att reglera jordens klimat.
Den 30 juli är det 100 år sedan Marie Tharps födelse, en geolog och oceanograf som skapade kartor som förändrade hur människor föreställer sig två tredjedelar av världen. Från och med 1957, Tharp och hennes forskningspartner, Bruce Heezen, började publicera de första heltäckande kartorna som visade havsbottens huvuddrag – berg, dalar och skyttegravar.
Som geovetare, Jag tror att Tharp borde vara lika känd som Jane Goodall eller Neil Armstrong. Här är varför.
Att korsa Atlanten
Långt in på 1950-talet, många forskare antog att havsbotten var särpräglad. Tharp visade att den innehöll oländig terräng, och att mycket av det lades upp på ett systematiskt sätt.
Hennes bilder var avgörande för utvecklingen av platttektonisk teori - tanken att plattor, eller stora delar av jordskorpan, interagerar för att generera planetens seismiska och vulkaniska aktivitet. Tidigare forskare – särskilt Alfred Wegener – märkte hur väl Afrikas och Sydamerikas kustlinjer passade ihop och föreslog att kontinenterna en gång hade kopplats samman; Tharp identifierade berg och en sprickdal i mitten av Atlanten där de två kontinenterna kunde ha slitits isär.
Handmålad återgivning av Heezen-Tharp 1977 'World ocean floor'-karta, av Heinrich Berann. Kredit:Library of Congress, Geografi och kartavdelning, CC BY-ND
Tack vare Tharps handritade återgivningar av havsbotten, Jag kan tänka mig en promenad över Atlantens botten från New York City till Lissabon. Resan skulle ta mig ut längs kontinentalsockeln. Sedan nedåt mot Sohm Abyssal Plain. Jag skulle behöva ta en omväg runt undervattensbergen, kallas sjöberg. Sedan skulle jag börja en långsam klättring uppför Mid-Atlantic Ridge, en nedsänkt nord-sydlig bergskedja.
Efter att ha stigit till 8, 200 fot (2, 500 meter) under havsytan till åsens topp, Jag skulle gå ner flera hundra fot, korsa åsens centrala sprickdal och fortsätt upp över åsens östra kant. Sedan tillbaka ner till havsbotten, tills jag började vandra uppför den europeiska kontinentalsluttningen till Lissabon. Den totala promenaden skulle vara cirka 3, 800 miles (6, 000 kilometer) – nästan dubbelt så lång som Appalachian Trail.
Kartlägga det osynliga
Född i Ypsilanti, Michigan, Tharp studerade engelska och musik på college. Men så 1943 skrev hon in sig på ett masterprogram vid University of Michigan som utformats för att utbilda kvinnor till petroleumgeologer under andra världskriget. "Flickor behövdes för att fylla de jobb som lämnades öppna eftersom killarna var iväg och bråkade, " Tharp mindes senare.
Efter att ha arbetat för ett oljebolag i Oklahoma, Tharp sökte ett geologijobb vid Columbia University 1948. Kvinnor kunde inte åka på forskningsfartyg, men Tharp kunde dra, och anställdes för att hjälpa manliga doktorander.
Tharps öst-västliga profiler över Nordatlanten. Kredit:The Floors of the Ocean, 1959
Tharp arbetade med Bruce Heezen, en student som gav henne havsbottenprofiler att dra. Dessa är långa pappersrullar som visar havsbottens djup längs en linjär bana, mätt från ett fartyg med ekolod.
Börjar med ett stort tomt pappersark, Tharp markerade latitud- och longitudlinjer. Sedan skulle hon noggrant markera vart fartyget hade rest. Därefter hade hon läst djupet på varje plats utanför sonarprofilen, markera den på fartygets spår och skapa sin egen förtätade profil, visar djupet till havsbotten kontra avståndet som fartyget hade färdats.
En av hennes viktiga innovationer var att skapa skisser som skildrade hur havsbotten skulle se ut. Dessa vyer gjorde det lättare att visualisera havsbottens topografi och skapa en fysiografisk karta.
Tharps noggranna plottning av sex öst-till-västliga profiler över Nordatlanten avslöjade något som ingen någonsin hade beskrivit tidigare:en klyfta i mitten av havet, mil bred och hundratals fot djup. Tharp föreslog att det var en sprickdal – en typ av långa tråg som man visste fanns på land.
Heezen kallade den här idén "tjejprat" och sa åt Tharp att räkna om och rita om. När hon gjorde det, sprickdalen fanns kvar.
En illustration av Marie Tharps kartläggningsprocess. (a) visar positionen för två fartygsspår (A, B) rör sig över ytan. (b) plottar djupinspelningar som profiler, överdriva sin höjd för att göra funktioner lättare att visualisera. (c) skissar funktioner som visas på profilerna. Kredit:The Floors of the Ocean, 1959, figur 1
En annan forskarassistent ritade ut platser för jordbävningsepicentra på en karta av samma storlek och skala. Jämför man de två kartorna, Heezen och Tharp insåg att jordbävningens epicentra föll inne i sprickdalen. Denna upptäckt var avgörande för utvecklingen av plattektonisk teori:Den antydde att rörelse inträffade i sprickdalen, och att kontinenterna faktiskt håller på att glida isär.
Denna insikt var revolutionerande. När Heezen, som nybliven Ph.D., höll ett föredrag i Princeton 1957 och visade sprickdalen och epicentra, geologiska institutionens ordförande Harry Hess svarade, "Du har skakat grunden för geologi."
Tektoniskt motstånd
1959 publicerade Geological Society of America "The Floors of the Oceans:I. The North Atlantic" av Heezen, Tharp och "Doc" Ewing, chef för Lamont Observatory, där de arbetade. Den innehöll Tharps havsprofiler, idéer och tillgång till Tharps fysiografiska kartor.
Vissa forskare tyckte att arbetet var lysande, men de flesta trodde inte på det. Den franske undervattensutforskaren Jacques Cousteau var fast besluten att bevisa att Tharp hade fel. Seglade ombord på sitt forskningsfartyg, Calypso, han korsade medvetet den mittatlantiska åsen och sänkte en undervattensfilmkamera. Till Cousteaus förvåning, filmen visade att det fanns en sprickdal.
"Det finns en sanning i den gamla klichén att en bild säger mer än tusen ord och att se är att tro, " observerade Tharp i en retrospektiv uppsats från 1999.
Vad kunde ha skapat sprickan? Princetons Hess föreslog några idéer i en tidning från 1962. Den postulerade att het magma steg inifrån jorden vid sprickan, expanderade när den svalnade och tryckte två angränsande plattor längre isär. Denna idé var ett nyckelbidrag till plattektonisk teori, men Hess misslyckades med att referera till det kritiska arbete som presenterades i "The Floors of the Oceans" - en av de få publikationer som inkluderade Tharp som medförfattare.
Undersöker fortfarande
Tharp fortsatte att arbeta med Heezen för att få liv i havsbotten. Deras samarbete inkluderade en karta över Indiska oceanen, publicerad av National Geographic 1967, och en världshavskarta från 1977 som nu hålls på Library of Congress.
Marie Tharp i juli 2001. Kredit:Bruce Gilbert, Lamont-Doherty Earth Observatory
Efter att Heezen dog 1977, Tharp fortsatte sitt arbete fram till sin död 2006. I oktober 1978, Heezen (postumt) och Tharp tilldelades Hubbard-medaljen, National Geographic Societys högsta utmärkelse, ansluter sig till raden av upptäcktsresande och upptäckare som Ernest Shackleton, Louis och Mary Leakey och Jane Goodall.
Idag använder fartyg en metod som kallas strängkartläggning, som mäter djup över en bandliknande bana snarare än längs en enda linje. Banden kan sys ihop för att skapa en exakt havsbottenkarta.
Vänster. Detalj av Kanarieöarna från Marie Tharps fysiografiska karta över Nordatlanten. Höger. Modern strängkartläggning av samma område. Färger anger djup. Kredit:Vicki Ferrini, Lamont-Doherty Earth Observatory
Men eftersom fartyg rör sig långsamt, det skulle ta ett fartyg 200 år att helt kartlägga havsbotten. Ett internationellt arbete för att kartlägga hela havsbotten i detalj till 2030 pågår, använder flera fartyg, ledd av Nippon Foundation och General Batymetric Chart of the Oceans.
Denna information är avgörande för att börja förstå hur havsbotten ser ut i en stadsdelskala. Marie Tharp var den första personen som visade den rika topografin av havsbotten och dess olika stadsdelar.
Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.