Drummond Matthews

Drummond Hoyle Matthews (ur. 5 lutego 1931 w Porlock, Anglia, zm. 20 lipca 1997 w Taunton) – brytyjski geolog i geofizyk, profesor na University of East Anglia, badacz spreadingu w grzbietach oceanicznych, który wniósł znaczący wkład do teorii tektoniki płyt, współtwórca modelu ułatwiającego poszukiwania złóż ropy naftowej, powstających w oceanicznych basenach sedymentacyjnych^[1][2][3][4].

Drummond Hoyle Matthews

Drum

Data i miejsce urodzenia	5 lutego 1931 Porlock, Anglia
Data i miejsce śmierci	20 lipca 1997 Taunton, Anglia
Zawód, zajęcie	geolog (geofizyka, geomagnetyzm), paleomagnetyzm), oceanograf, pedagog
Narodowość	brytyjska
Alma Mater	University of Cambridge
Uczelnia	University of Cambridge
Wydział	Marine Geophysics, Marine Geology
Stanowisko	kierownik Marine Geophysics Group wykładowca geologii morza, dyrektor British Institutions Reflection Profiling Syndicate (BIRPS)

Życiorys

Dzieciństwo i młodość

Uczęszczał do Bryanston School w Dorset^[1]. Studiował w King's College przy University of Cambridge^[3][4], a następnie odbył ćwiczenia w Royal Navy^[2][4]. W King's College specjalizował się w dziedzinie geologii i petrologii^[3]. Po uzyskaniu stopnia BS spędził dwa lata (1955–1957) na Wyspach Falklandzkich jako pracownik Dependencies Survey (później British Antarctic Survey), a następnie wrócił do Cambridge, aby zakończyć pracę doktorską w dziedzinie geofizyki morza^[2][3].

Przebieg pracy zawodowej w Cambridge University

W 1960 r. został starszym asystentem w Department of Geodesy and Geophysics i pracownikiem naukowym King's College. Stopień doktora uzyskał w 1962 r. Wśród jego studentów był wówczas obiecujący doktorant, Frederick Vine, interesujący się również geofizyką morza, z którym wspólnie opracowywał zgromadzone wcześniej magnetogramy. Wraz z nim opublikował w Nature, w roku 1963, przełomową pracę nt. "Magnetic Anomalies Over Ocean Ridges"^[3][4]. Od roku 1966 był w Cambridge zastępcą dyrektora ds. badań; został mianowany kierownikiem Marine Geophysics Group. Zorganizował ok. 70 naukowych ekspedycji tej grupy i opublikował ok. 200 publikacji naukowych, zawierających wyniki badań wykonanych na Morzu Północnym, wschodniej części Morza Śródziemnego i w Zatoce Omańskiej^[2][3].

W roku 1971 został mianowany wykładowcą geologii morza w University of Cambridge. Od 1979 r. rozpoczął badania sejsmiczne. Współpracował z British Institutions Reflection Profiling Syndicate (BIRPS) (zob. sejsmika refleksyjna) i był dyrektorem BIRPS od 1982 r. Odszedł na wcześniejszą emeryturę w 1990 r. z powodu złego stanu zdrowia^[2][3].

Tematyka badań naukowych

Jest znany przede wszystkim jako współtwórca teorii tektoniki płyt, potwierdzającej hipotezę Alfreda Wegenera, dotyczącą wędrówki kontynentów (1912). Pierwszą próbę wyjaśnienia mechanizmu wędrówki, połączonej z rozrastaniem się dna oceanów, przedstawił w roku 1929 Sir Arthur Holmes, który po raz pierwszy opisał proces konwekcji w płaszczu Ziemi. Model ulepszył w roku 1960 Harry Hess (1906–1969) z Princeton University. Model został wkrótce uzupełniony przez J. Tuzo Wilsona i doświadczalnie potwierdzony przez L.R. Sykesa – sejsmologa z Columbia University. Drummond Matthews i jego student Frederick Vine potwierdzili zjawisko rozrastania się dna oceanicznego, korzystając z nowej techniki badawczej – magnetometrii bazaltów skorupy oceanicznej. Stwierdzili istnienie naprzemianległych pasów skał o namagnesowaniu zgodnym z dzisiejszym położeniem biegunów i przeciwnym (dodatnie i ujemne anomalie magnetyczne, związane z kolejnymi przebiegunowaniami Ziemi), stosunkowo symetrycznie rozmieszczonych po obu stronach grzbietu śródoceanicznego. Wyniki opublikowano w roku 1963^[a]. Były początkowo interpretowane w oparciu o orientacyjne założenie, że szybkość spreadingu była stała w całym okresie powstawania płyty. Na tej podstawie oszacowano przybliżony wiek skał w różnych odległościach od grzbietu^[5][2].

Wyniki paleomagnetometrycznych badań skał płyty oceanicznej (rozrastającej się od ryftu) połączonych z datowaniem skał
(zegar K-Ar; kolor czerwony – skały najmłodsze) umożliwiły rozwinięcie teorii Wegenera w dzisiejszą teorię tektoniki płyt.
Paleomagnetyczny zapis historii Ziemi jest szczegółowy i wiarygodny do jury. Zapisy starsze są trudno dostępne i fragmentaryczne – skorupa oceaniczna uległa zniszczeniu w strefach subdukcji płyt.

Wyniki oszacowań zweryfikowano w późniejszym czasie, korzystając z nowej geologicznej skali czasu, opracowanej przez Allana Coxa. Podstawą tej skali były przede wszystkim wyniki badań wielowarstwowych pokryw law bazaltowych na lądach, wykonywane magnetometrycznie i z użyciem zegara potasowo-argonowego (bezpośrednie oznaczenia wieku próbek). Zastosowanie tej nowej skali czasu pozwoliło ustalić wiek kolejnych „pasów Vine'a” i wyznaczyć rzeczywiste tempo rozrastania się dna^[5].

W latach 1971–1990 Drummond Matthews prowadził badania sejsmiczne dolnej skorupy i górnego płaszcza Ziemi, zmierzając do określenia struktury i wyjaśnienia problemów ewolucji skorupy kontynentalnej. Kierowana przez niego grupa BIRPS ustaliła nowe standardy rejestracji i interpretacji sejsmogramów refleksyjnych^[2][3]. We współpracy z Danem McKenzie D. Matthews doprowadził też do doświadczalnego potwierdzenia teoretycznego modelu Dana Mackenzie, dotyczącego przemian zewnętrznych warstw litosfery w oceanicznych basenach sedymentacyjnych. Pozwoliło to stworzyć model, który jest podstawą wiedzy o basenach sedymentacyjnych na całym świecie i umożliwia określanie zasobów ropy naftowej. Zgodnie ze swoim zwyczajem Matthews usunął swoje nazwisko z nazwy modelu – przypisywał autorstwo całemu zespołowi współpracowników i studentów^[2].

Publikacje (wybór)

Jest autorem ok. 200 prac naukowych, których tematykę reprezentują^[2]:

• Vine, F.J., Matthews, D.H. (1963). Magnetic anomalies over oceanic ridges, Nature, 199, 947–949.
• Black, M., Hill, M.N., Laughton, A.S., Matthews, D.H. (1964), Three non-magnetic seamounts off the Iberian coast, Quarterly Journal of the Geological Society, 120 (1–4), 477–513.
• Matthews, D.H., Bath, J. (1967). Formation of magnetic anomaly pattern of mid-oceanic ridge, Geophysical Journal of the Royal Astronomical Society, 13, 349–357.
• Matthews, D.H. (1969). Model Study of the Magnetic Anomaly Pattern Across the Mid-Atlantic Ridge at 45° North, Tectonophysics, 8, 353–358.
• Smythe, David K., Dobinson, A., Mcquillin, R, Brewer, J.A., Matthews, D.H., Blundell, D.J., Brian Kelk. (1982). Deep structure of the Scottish Caledonides revealed by the MOIST reflection profile, Nature, 299, 338–340.
• Klemperer, Simon L., Matthews, D. H. (1987). Iapetus suture located beneath the North Sea by BIRPS deep seismic reflection profiling, Geology,15, 195–198.
• White, Robert S., Matthews, D. H. (2007). Variations in oceanic upper crustal structure in a small area of the north-eastern Atlantic, Geophysical Journal of the Royal Astronomical Society, 61 (2), 401–435. [pierwsze wydanie: 1979]

Członkostwo w stowarzyszeniach naukowych

Był członkiem^[1]:

• American Geophysical Union (1982)
• Geological Society of America
• Royal Society (1974)

Odznaczenia i nagrody

Za geomagnetyczne badania dna oceanów Drummond Matthews i Frederick Vine otrzymali wspólnie:

• Chapman Medal od Royal Astronomical Society (1973)
• International Balzan Prize (z Danem McKenzie, 1981)
• Hughes Medal od Royal Society (1982)

Ponadto Drummond Matthews otrzymał indywidualnie:

• tytuł Fellow od Royal Society (1974)
• Arthur L. Day prize and lectureship od National Academy of Sciences (1975)
• Bigsby Medal od Geological Society of London (1975)
• tytuł Fellow od American Geophysical Union (1982)
• G.P. Woollard Award od Geological Society of America (1986)
• Wollaston Medal, najwyższe odznaczenie przyznawane przez Geological Society of London(1989)

Uwagi

1. Równocześnie z D. Matthewsem i F. Vinem geomagnetyczne badania dna oceanu wykonywał geofizyk kanadyjski, Lawrence Morley (ur. 1920). Jest mniej znany, ponieważ opublikował swoje wyniki nieco później i w mniej poczytnym czasopiśmie.