워렌 B. 해밀턴

Warren B.
2007년 콜로라도 주의 워렌 해밀턴

워렌 B. 해밀턴(Hamilton, 1925년 5월 13일 ~ 2018년 10월 26일)은 관측된 지질학과 지구물리학을 지구 지각과 맨틀의 동적 및 펫티컬 진화를 기술하는 행성 규모 합성물에 통합한 것으로 알려진 미국의 지질학자였다[1]. 그의 1차 경력(1952–1995)은 지질학, 그 당시 지구물리학, 분과에서 미국 지질조사국(USGS)의 연구 과학자였다. 은퇴 후 콜로라도 광산학교(CSM) 지구물리학과의 저명한 수석과학자가 되었다. 그는 미국국립과학원 회원이었으며, 미국 지질학회(GSA)의 최고 영예인 펜로즈 훈장 소지자가 되었다. 해밀턴은 1943년부터 1946년까지 미 해군에서 복무했으며, 1945년 해군 훈련과정으로 캘리포니아대(UCLA)에서 학사학위를 수료했으며, 항공모함 타라와호의 장교로 근무했다. 민간인 생활로 복귀한 뒤 1949년 남가주대학에서 지질학 석사학위를, 1951년 UCLA에서 지질학 박사학위를 받았다. 그는 알리카 5세와 결혼했다. 1947년 코에니그(1926~2015년). 해밀턴은 2018년 10월 93세의 나이로 세상을 떠났다. 마지막 몇 주까지 그는 새로운 연구에 몰두하고 있었다.[2] 그의 마지막 논문인 "지구와 그 이웃의 신화 없는 지구역학 역사"가 사후(2019년) 지구과학평론지에 발표되었다.[3]

초기 경력

1951-1952년에 이어, 오클라호마 대학교에서 교편을 잡은 해밀턴은 덴버에서 USGS(1952-1995)에서 연구 과학자로서의 주요 경력을 시작했다. 초기 프로젝트에는 시에라 네바다욕조, 아이다호 욕조 및 그 서쪽에 축적된 테라네스 주(州)의 변성암, 몬태나 주의 주요 지각 확장 지진, 남동 캘리포니아의 크라토닉 층의 극한 변형 등이 포함되었다.

남극의 통찰력

1958년 남극의 워런 해밀턴

해밀턴은 국제 지구물리학 해를 맞아 남극에서 2인 야전 파티(1958년 10월~59년 1월)를 이끌며 남극에 대한 새로운 이해를 시작했다. 그는 최초로 그 3500km 범위에 북극 횡단산맥(2년 후, 대륙횡단산맥으로 공식화)이라는 이름을 적용했다.[4] 해밀턴은 이 범위의 큰 부분에는 남호주의 아델라이드 오로젠틱 벨트처럼 독특한 그라나이트 암석이 포함되어 있다는 것을 인식했다. 남극, 호주, 그리고 최남단 아프리카의 다양한 연령대의 화석이 이 대륙들을 더욱 연결시켰고, 대륙 이동에 대한 당시의 급진적인 설명을 뒷받침했다. 남극대륙을 여행하기 전에, 해밀턴은 나중에 남반구 지질학이 대륙 이동에 유리한 강력한 증거를 제공했다는 것을 알고, 그가 "클로셋 드리프트"라고 묘사한 것이었다.[5] 그는 1963년과 1964년 남극 대륙의 다른 지역에서 현장조사를 위해 남극대륙으로 돌아왔으며, 한때 다른 오스트레일리아 영토와 함께 지속되었던 지역들을 포함했다. 그는 또한 호주와 남아공에서 표류한 것에 대한 현장 증거를 조사하여 남극 대륙과 다른 곤드와나 대륙이 어떻게 표류했는지를 보여주기 위해 다른 연구자들의 연구와 통합했다.

대륙 이동과 플레이트 텍토닉에 관한 연구

대륙 이동성은 대부분의 북반구 지구과학자들에 의해 횡방향 운동이 거부되었던 1960년대 서북아메리카에서의 해밀턴의 연구에도 중요했다. 는 바하 캘리포니아가 산 안드레아스 단층 시스템의 구성요소로서 캘리포니아 만을 개방하면서 멕시코에서 철수했음을 인정했다. 그는 몇몇 화산 지방의 암염학 및 이동 환경, 그리고 그 형성 깊이에 대한 매직 콤플렉스의 변이를 연구했다. 그는 먼저 해저와 섬 호가 모두 대륙성 발열 복합체에 통합되어 있고(그때는 메커니즘이 명확하지 않았지만), 암석학적으로 차별될 수 있으며, 분지와 범위 지역이 지각 확장에 의해 폭이 두 배로 넓어졌다는 것을 인식했다. 지구과학사학자 헨리 프랭켈은 해밀턴을 "동시대 인류학 및 해양학 분야에서 동시대적 진보와는 별개로 자신의 사상을 발전시킨 가장 적극적인 북아메리카인 모빌리스트"[6]라고 평가했다.

1960년대 후반에는 해양자기측량 및 지진학의 신기술로 작업한 지구물리학자들이 해저 확산의 작동을 증명하고, 판구조론의 새로운 개념으로 설명을 고안했으며, 해저와 이동 대륙이 공동으로 지각판을 형성한다는 것을 보여주었다. 해밀턴은 현재 활동 중인 것과 같이 어떻게 육지 지질학이 판 상호작용으로 진화했는지를 보여주는 선구자였으며, 잠수함 증거가 새롭게 생성되었다. 그는 1969년과 1970년에 캘리포니아, 그리고 구소련의 상당부분의 진화를 종합한 것을 출판했는데, 이는 지각판들의 수렴에 의해 통제된 것이다. 그는 "구조와 지질학계가 판구조적 개념과 육상 지질학을 통합할 수 있도록 새로운 길을 개척했다"[7]고 말했다.

하향 평판 텍토닉

해밀턴은 1969년 인도네시아와 주변 지역을 판구조적으로 분석하기 위해 미국 국무부의 자금 지원을 받아 이 지역에 석유 탐사를 지원하도록 초청받았다. 이 넓은 지역은 작은 바다에서 복잡한 상호작용을 하는 플레이트 사이에 여전히 개입하여 많은 개별 이동 이력을 해독할 수 있는 지구의 가장 복잡한 부분이다. 그는 육지 지질학과 해양 지구물리학을 통합했는데, 그 대부분은 이전에는 경험하지 못했던 것이다. 결과물로는 벽지도, 많은 기사, 그리고 큰 단전 등이 있다.[8] 이 연구에서는 플레이트 경계가 대부분의 다른 것에 비해 모양을 바꾸고 움직인다는 관찰 결과를 통해 수렴 판 상호작용에 대한 새로운 이해를 포함했다. 경첩은 기울어진 물방울이 아니라 옆으로 가라앉는 서브덕티드 해양 판으로 다시 굴러간다. 이 가라앉는 판들, 일반적인 맨틀 연결 세포가 아닌, 표면 판의 움직임을 제어한다. 호는 침하된 슬래브 위로 서로를 향해 전진하고 충돌한다; 새로운 전도가 새로운 골재 바깥을 통과한다. 해양 암석권은 위에서부터 차가워져 그 아래에서 뜨거운 물질보다 밀도가 높아져 가라앉을 수 있기 때문에 중앙이 퍼지는 것을 피해 나이가 들면서 두꺼워진다(전도의 과정). 해양 판은 그 질량, 그리고 일반적으로 기울어진 기저 경계에 의해 표면으로부터의 전도 출구를 향해 추진된다. 윌리엄 디킨슨은 "인도네시아 지질학에 관한 방대한 모노그래프에는 판구조론의 틀에서 고전적인 유전체 영역의 전체를 묘사하는 최초의 지역 구조 지도가 포함되어 있다"[9]고 보고했다. 키스 하워드는 "전 세계 전도 벨트에 대한 수많은 새로운 연구를 비교하는 기준"이라고 설명했다."[10]

해밀턴이 1970년대부터 90년대 초까지 행한 다른 작품도 대륙 지각의 진화를 이해하기 위한 것이었다. 그는 지구 역사상 지난 5억 4천만 년의 산물을 정의하는 지질학과 지각 지구물리학에 초점을 맞췄고, 판구조론은 오늘날 형성되는 것과 같은 융합 플레이트 지질학적 조립체를 만들어냈다. 는 마그매틱 아크의 지각암과 맨틀암 사이의 모호로비치 불연속성을 노출시킨 두 가지 암석을 포함하여 다양한 유형, 나이, 형질 깊이의 암석 복합체를 연구하기 위해 광범위하게 여행했다. 그는 5명의 초빙교수직을 수락했고, 또한 많은 초청된 짧은 강좌와 전 세계 강연도 했다.

해밀턴은 경험적 증거에 중점을 두었기 때문에 종래의 설명과 대립하게 되었다. 해저 확산이 기록되면서 많은 지질학자들이 이동적 관점을 채택했지만, 대부분은 바닥에서 난방에 의해 구동되는 대류계통에서 플레이트가 수동적 승객이라는 가정 하에 그렇게 했다. 이러한 추측은 여전히 이론적 지질역학에서 지배하고 있다. 해밀턴은 이 관점이 실제 플레이트 상호작용에 관한 정보와 물리학과 지구과학의 다른 많은 증거와 양립할 수 없다고 주장했다.

대체 지구와 지구 행성

1996년 해밀턴은 콜로라도 광산학교 지구물리학과로 옮겨 일부 교사로 연구를 계속하였다. 그는 지구 전체의 지구물리학과 맨틀 진화에 관한 데이터의 다원적 통합에 힘썼고, 판구조론의 운동학을 이해했으며, 파네로조 판구조학에 의해 생성된 암석 조립과 관계와 지구 역사상 처음 40억년 역사의 관계들 사이의 심오한 대조를 해석하고, 그 통합에 힘썼다.oes 지구 행성의 진화에 대한 새로운 해석으로 통찰력. 이러한 광범위한 주제는 그의 출판물 목록에서 볼 수 있듯이 병행하여 발전되었다. 주요 주제들이 2015년 논문에 업데이트되고 요약되었다.

지구와 그 이웃들의 역학관계와 내적 진화에 대해 널리 받아들여지고 있는 설명은 여전히 1970년대와 1980년대의 추측에 근거하고 있다.[11] 이들은 여전히 대부분 굴절되지 않고 동일한 바닥 구동 패션에서 활발하게 대류를 거치고 있는 맨틀에서 대륙 지각의 느린 순수 분리를 가정하지만, 각 행성에 서로 다른 얕고 표면적인 영향을 미친다.

해밀턴은 지구, 금성, 화성, 그리고 지구의 달을 위해 그러한 관습적인 가정들의 기초를 독립적으로 재평가함으로써 근본적으로 새로운 해석을 개발했다. 그의 견해로는 이러한 가정은 열역학 제2법칙을 비롯한 경험적 지식과 물리적 원리 모두에 반하는 것이다. 각 행성에 대한 독립적인 증거는 매직적으로 분리된 맨틀과 마피크 지각으로 각각에서 본질적으로 완전한 크기의 성장을 나타내며, 늦어도 약 45억 5천만년 전(B.Y) 이전까지이다. 그러나 응축과 동시에 용해되는 열원은 여전히 불분명하다. 해밀턴의 2015년 논문에서 제시된 우라늄, 토륨, 칼륨 40은 이 작업에 부적합했다. 그러나 그러한 요소들은 모두 선택적으로 용해로 갈라져 있어서 원자와 그 파생상품에 집중되었는데, 방사성 동위원소에서는 얕은 온도를 증가시키면서도 비포장적인 하부 맨틀을 생산한다.[12]

판구조론의 메커니즘

기존의판구조론적가설은 세부적으로는 다르지만, 1980년대 이후 대부분의 사람들은 지구가 영구히 뜨거운 중심핵에 의해 추진되는 플룸 기반의 전망대류로 적어도 3b.y.동안판구조론적 모드에서 작동해왔으며, 이 대류가 맨틀을 휘저으며 대부분 굴절되지 않은 상태로 유지시켜 왔다고 가정해 왔다. 해밀턴을 포함한 소수의 지구과학자들은 대신 그러한 대류에 대한 대부분의 요소와 예측이 반증되었고, 확실하게 확인되지 않았다고 주장한다. 그들의 대체적인 설명은 상하의 냉각과 침몰에 의해 추진되는 판의 움직임을 포함한다. 하와이 섬과 같은 중간판 화산은 지각의 약함을 반영한다(전파 균열과 같이). 맨틀 깊숙한 곳에서 솟아오르는 뜨거운 물질의 플럼이 아니라, 이미 녹는 온도에서 또는 가까운 온도에서 이미 선천권의 압력을 감소시킨다..

해밀턴의 모델은 다학제 지구물리학과의 판상행동을 통합하고, 판구조론의 3-D 순환을 약 660km 깊이에서 심오한 지진 불연속성 위에 완전히 상부 맨틀에 국한시켰다. 서브덕팅 슬래브는 경사진 슬롯에 주입되지 않고 수직으로 가라앉고 경첩은 인바운드 해양 암석권으로 이동한다. 가라앉는 슬래브는 뚫을 수 없는 "660" 위에 평평하게 놓여 있고, 퇴각 슬래브 쪽으로 당겨진 오버라이드 플레이트들이 오버라이드 플레이트 뒤에 있는 퍼지는 잠재적 간격(예: 대서양, 태평양 백아크 베이스)을 메우고 있다. 그들의 바다 방향에서, 넓은 측면으로 구부러진 슬래브는 "660" 위와 들어오는 해양 판 아래, 그 판들 아래로 전체 상단의 맨틀을 밀어넣고, 그러한 바다가 전진하는 전도 시스템과 오버라이딩 플레이트 사이에서 좁혀지는 동안에도 그들의 해양(예: 빠르게 확산되는 태평양)에 급속한 확산을 강요한다.

프레암브리아식 구조론

Mainstream literature on Earth's Precambrian geology—the Archean (4.0-2.5 b.y. ago), and Proterozoic (2.5-0.54 b.y.) eons—has been dominated since the 1980s by the concept that plate-tectonic and "plume" processes, like those thought to be operating now, were then active, and that Earth's thermal structure and geodynamics have varied relatively lit시간을 헤치고 [13]나아가다

그러나 해밀턴은 다른 사람들이 발표한 설명이나 자신의 다원적 현장 작업에서 보다 최근의 판구조론의 산물들과 유사한 후기 프로테로동대보다 오래된 암석이나 집단을 보지 못했다. 초기 판구조학에 대한 지질학적 증거가 부족하다. 대부분의 고고학적 화산암과 화강암 암석은 같은 광대한 석회암을 가진 암석암들 조차도 파네로조암과는 대량 구성과 발생이 현저하게 다르다. 이러한 결여는 몇몇 미량 원소의 비율과 상당히 다른 대량 구성, 조립 및 발생의 현대 암석의 비율의 유사성에 기초하여 판구조적 설정에 개별 암석 표본의 전통적인 할당에 의존하여 암묵적으로 인정된다. 아르칸 마픽 라바의 현장 관계와 화학적 구성 모두 그것들이 오래된 대륙의 그란티크 암석을 통해 그리고 위에서 분출되었고, 판 해석에서 가정된 것처럼 해양 지각으로서 형성되지 않았다는 것을 보여준다.[14] 판구조학에 대한 명확한 증거는 6억 5천만 년도 채 되지 않은 암석에서만 발견되었다.

현재 아르칸 크라톤 아래에 보존되어 있는 지배적인 암석인 기원전 4.50년 전의 높은 상층 암석은 전통적인 해석에 의해 예측된 부분적인 굴절 맨틀이 아니라, 대신 대륙이나 오세아니아 중 일부 용융에 기여했을 수 있는 대부분의 규산염 물질들의 극도로 굴절적인 차별화, 고갈이다.갑각암 이 초기 굴절된 맨틀 바위는 원래 지구의 주요 열 발생 원소의 많은 부분을 포함하여, 그 이후의 잠재적인 지각 성분을 포함하고 있는 두꺼운 마프크러스트에 의해 직접 덮혀 있었다. 기원전 4.0년 경, 지구는 소행성대의 바깥 부분에 처음 형성된 얼음 볼리데스를 통해 바다와 대기로 진화한 휘발성 성분들을 받았다. 볼륨의 하향 순환은 원소체의 수성 부분 용융을 시작할 수 있게 하여 잔류 원소 위에 독특한 비판형 그래니티 크러스트를 형성했다. 고고학자와 원생대의 상당히 다른 지질학적 집합체는 수화가 시작된 후 원생대의 가변 복사성 부분 용해로 인해 화강암과 화산 용해로 인해 솟아오른 화강암과 화산 용해로 형성되고, 더 가벼운 성분들의 상실로 밀도가 높은 나머지 원생성의 파괴와 침하로 설명된다. 상단의 맨틀을 재조립하는 오랜 시간 동안 진행되어 결국 판구조학을 가능하게 했다.

지구 행성

해밀턴의 2015년 논문은 지구와 마찬가지로 금성과 화성은 매우 일찍부터 지각, 맨틀, 중심부를 분할하였음을 보여주는 자료를 요약하였지만, 지구와 달리, 둘 다 달과 같은 고대의 폭격 역사를 표면에 보존하고 있다. 화성의 거의 모든 관측자들은 이것을 인식한다. 초창기 비너스의 레이더 사진들도 마찬가지였지만,[15] 해밀턴과는 달리, 이 행성의 거의 모든 후속 통역관들은 대신에 수천 개의 테를 두른 원형 분지와 분화구의 대부분을 어린 맨틀 플럼 탓으로 돌렸다.[16] 해밀턴은 중력장과 지형의 직접적인 상관관계는 대부분의 화성 지형과 금성 지형이 차갑고 강한 상부 맨틀에 의해 지지되어야 하며, 일반적으로 가정되는 뜨겁고 활동적인 맨틀과 양립할 수 없다고 강조했다. (지구의 매우 다른 상관관계는 여기서 유사한 차원의 지형이 정말로 뜨겁고 약한 맨틀 위에 등좌적으로 떠 있다는 것을 보여준다.) 올림푸스 몬스를 포함한 금성 화산과 화성 화산은 지구의 내인성 화산을 닮지 않았으며, 그 대신 대략 둥글고 일반적으로 부드러운 면의 거대한 확산 덩어리의 산물이 단일 사건에서 녹는다. 그것들은 대부분 달 유추에 의해 기원전 3.9년보다 오래된 충격 녹은 구조물로 보인다. 지구는 비슷한 충격의 역사를 가지고 있다. 지르콘은 기원전 4.5-4.0년 전에 하데스 산맥에서 녹았다.[17]

금성과 화성 모두 지표지질학에서 주요 폭발물 역사에서 볼리데스에 의해 전달된 거대한 양의 물의 획득을 보여준다. 따라서 약 기원전 4.0년 전, 지구가 수분이 공급된 것과 거의 동시에 말이다. 그러나 지구와 달리 금성과 화성 원형은 훨씬 일찍부터 활동하지 않아 지구의 역동적이고 마술적인 역사를 4.5 b.y. 비록 물의 원천과 시기가 논의되기는 하지만, 대부분의 관측자들은 과거 화성 해양과 심각한 수성 침식에 대한 증거를 인정한다. 형태에 맞지 않은 금성 해양 퇴적물은 거대한 저지대 평원의 소련 착륙선 광학 이미지에서 인정받았으며,[18] 해밀턴은 후속 레이더 이미지에서 해양과 깊은 수성 침식에 대한 훨씬 더 많은 증거를 지적했다. 1990년 이후의 전통적인 금성 연구에서는 금성 표면이 젊은 깃털로 형성되고, 여전히 극도로 활동적이라는 가정과, 가시적인 원천이 없는 비지질 라바를 포함한 이 깃털들의 생산물들에 의해 형성된다는 가정과 양립할 수 없는 그러한 증거를 거부한다.[citation needed]

지구의 달

지구와 달은 구성이 비슷해서 같은 몸에서 온 것이 틀림없다. 달은 화성 크기의 시체와 초기 충돌로 인해 발사되지 않은 물질로 형성되었다는 것이 일반적인 설명이다. 해밀턴은 2015년 논문에서, 대신에 핵분열, 아직 부분적으로 녹은 지구에서 회전하고 빠르게 회전하는, 일반적으로 바람직하지 않은 선택사항에 의한 달 형성을 주장하였다. 마그마 대양의 느린 분율은 일반적으로 달 고원을 형성했다고 가정되지만, 지리학, 그리고 그 설명으로 인한 애완동물학상의 문제들로 인해 해밀턴은 여기서 너무 전체 평면의 분율이 약 기원전 4.5년까지 완료되었다고 제안했고, 이후 표면의 매직은 충격 용해로 인한 것이었다.

물과 다른 휘발성 물질이 약 기원전 4.0년에 달로 전달되었을 가능성은 화성암의[19] 휘발성 물질에 대한 이용 가능한 데이터와 일치하지만 화학 문헌에는 명시되지 않았다. 그러므로 지구, 달, 화성, 금성은 모두 원래 소행성대의 바깥쪽 절반에 형성된 얼음 볼리데스의 폭격을 받은 사람들일 것이다. 이것은 지구상의 생명체를 가능케 했다. 이러한 추론은 소행성 형성에 대한 현재의 개념과 일치하며, 특히 목성의 이동에 대한 대응으로, 이들 개념은 타이밍에 있어 거의 제약이 없다.

선택한 게시물

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  • Hamilton, W.B., 2007년, 지구 최초의 20억년—내부 이동 지각의 시대: GSA Mem. 200, 233–296.
  • Hamilton, W.B., 2007, 운전 메커니즘과 판구조론의 3-D 순환: GSA Sp. Pap. 433, 1–25.
  • 해밀턴, W.B., 2007, 대안 금성: GSA Sp. 용지 430, 879–911.
  • 해밀턴, W.B., 2011년 판구조학은 네오프로테로조 시대에 시작되었으며, 깊은 맨틀에서 나온 플럼은 한 번도 작동되지 않았다. 리토스, 123, 1-20.
  • Hamilton, W.B., 2013년, 시냅스 4.5 Ga protocrust로부터의 아르칸 모호로비치 불연속성의 진화: 609년, 706년–733년.
  • 해밀턴, W.B., 2015년, 지구 행성들은 점화와 동시에 분화되었지만, 금성과 화성은 40억년 이상 동안 불활성화 되어온 반면, 지구는 이후 내부 동적 단계를 통해 발전했다: GSA Sp. Paper 514와 Amer. 지오피스. Union Sp. Pub. 71, 123–156.
  • 해밀턴, W.B., 2019년, 지구와 그 이웃들의 신화 없는 지구역학 역사를 향하여: 지구과학 리뷰, 1983, 102905.

주요명예

  • 얘야, Geol. Soc. London; 동료, GSA, Geol. 캐나다 협회
  • 1967년, 나틀 아카드. 공상과학. USSR과의 선임 교환 과학자
  • 1968, 1978년, Scripps Inst. 방문교수. 해양학/UCSD
  • 1973년 USGS 공로상
  • 1973년 캘리포니아주 방문교수. 기술;
  • 1979년, 냇 의원님 아카드. 공상과학. 중국·티베트 판구조론 대표단
  • 1980년, 예일대 초빙교수.
  • 1981년, 미국 공로훈장. 실내
  • 1981년, 유니브 방문교수 암스테르담과 프리 유니브. 암스테르담 (공동 앱)
  • 1989, 펜로즈 메달, GSA
  • 1989년, 미국 국립과학원 선출 위원
  • 2007, 구조지질학 및 지질공헌상, GSA

참조

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외부 링크