Hvad ville du sætte på din liste over de store videnskabelige gennembrud i det 20. århundrede?
General relativitetsteori? Kvantemekanikken? Noget, der har med genetik at gøre, måske?
En opdagelse, der burde være på alles liste, er pladetektonikken – beskrivelsen af, hvordan den stive ydre skal af vores planet (dens lithosfære) bevæger sig og genbruges.
Theorien fejrer sit 50-års jubilæum i år, og nogle af de nøglepersoner, der har skabt rammerne, er i øjeblikket i London for at markere lejligheden med en særlig konference i The Geological Society.
De virkelig store ideer inden for videnskaben virker ikke kun genialt enkle og intuitive, når de kommer i fokus, men de har også denne ekstraordinære evne til at besvare så mange andre spørgsmål i naturen.
Plattentektonik er et perfekt eksempel på dette.
- Rummet viser Jordens magnetiske klipper
- Kortlægning af Jordens langsomme overfladeforvridning
- Gravitationssatellit sonderer den dybe Jord
Det fortæller os, hvorfor Himalaya er så høje; hvorfor Mexico oplever ødelæggende jordskælv, hvorfor Australien har udviklet en mangfoldig gruppe af pungdyr, og hvorfor Antarktis er gået i dybfrysning.
Men når man befinder sig på indersiden af boblen og forsøger at få alle beviserne til at passe ind i en sammenhængende fortælling – så virker løsningen langt fra indlysende.
“Vi havde ingen anelse om, hvad der var årsagen til jordskælv og vulkaner og den slags ting,” husker Dan McKenzie. “Det er ualmindelig svært nu at sætte sig tilbage i den sindstilstand, vi havde, da jeg var bachelorstuderende. Og selvfølgelig bliver de idéer, jeg kom med, nu undervist i folkeskolen.”
McKenzie betragtes som en af arkitekterne bag den moderne pladetektoniske teori.
I 1967 offentliggjorde han en artikel i tidsskriftet Nature med titlen “The North Pacific: An Example of Tectonics on a Sphere” sammen med Robert Parker, en anden kandidat fra Cambridge University.
Det byggede på en række opdagelser fra efterkrigstiden og tegnede et overbevisende billede af, hvordan havbunden i den del af kloden kunne bevæge sig som en buet brolægningssten og udløse jordskælv, hvor den interagerede med de andre store plader af fast bjergart, der dækker Jorden.
Og selv om det blev set som et “aha!”-øjeblik, var det faktisk et langt tilløb til dette punkt med en gruppe engagerede videnskabsmænd, der alle sprintede og dykkede mod stregen i 1966/67/68.
Historien går tilbage til 1915 til Alfred Wegener, den tyske polarforsker og meteorolog, som vi mest forbinder med ideen om kontinentaldrift.
Wegener kunne se, at kontinenterne ikke var statiske, at de måtte have flyttet sig over tid, og at Sydamerikas og Afrikas kystlinjer så mistænkeligt tæt ud, som om de engang var blevet sat sammen. Men han kunne ikke udtænke en overbevisende mekanisme til at drive bevægelsen.
Det måtte virkelig vente på Anden Verdenskrig og de teknologier, som den affødte, såsom ekkolodser og magnetometre. Disse muligheder, der blev udviklet til at jage ubåde og finde miner, blev brugt i fredstid til at undersøge havbundens egenskaber. Og det var disse undersøgelser, der afslørede, hvordan plader dannes ved de mellemoceaniske rygge og ødelægges ved deres rande, hvor de undertrykker kontinenterne.
“Pladetektonikken kommer virkelig fra havene. Det var, da vi opdagede de oceaniske højderygge, subduktionszoner og transformforkastninger osv.”, sagde John Dewey fra Oxford University, en anden af de sprællende forskere. “I tresserne var der denne massivt øgede viden gennem oceanografiske ekspeditioner.
“Indtil da havde vi kigget ned i mikroskoper på tyndt klippesnit og kigget på forkastninger og udgravninger på land. Og en gang imellem var vi så heldige at finde en eller anden komponent af pladetektonik, men vi vidste ikke, at det var pladetektonik, fordi vi ikke havde oceanerne. Uden havene har man ingenting,” sagde han til BBC’s program Science In Action.
En af de vigtigste observationer var spredningen af havbunden – den proces, der skaber ny skorpe på højderyggene på grund af opstrømmende magma.
Når klippen afkøles og bevæger sig væk fra en højderyg, fastlåser den i sine mineraler retningen af Jordens magnetfelt. Og når feltet vender om, hvilket det gør med nogle få hundrede tusinde års mellemrum, gør polariteten i klipperne det samme, hvilket giver et zebra-lignende, stribet mønster for de gennemsejlende forskningsskibe og deres magnetometre.
I 1967 førte alle veje til forårsmødet i American Geophysical Union. Der blev indsendt ca. 70 abstracts (resuméer af forskning) alene om spredning af havbunden. Det må have været en berusende tid.
Den sammenhængende fortælling om pladetektonikken var ved at falde hurtigt på plads. McKenzies artikel blev offentliggjort i december samme år. Samtidig udvidede andre forskere modellen til at beskrive alle de andre plader.
Med hensyn til den mekanisme, der undgik Wegener, kan forskerne nu se, hvordan vægten af de underliggende plader spiller en så stor rolle for hele systemets fremdrift.
Som den slæbende hund ikke har brug for nogen opmuntring, når den først er begyndt sin rejse nedad, synes den nedadgående sten at have en ustoppelig fremdrift.
Tony Watts, en geolog fra Oxford, der er indkaldt til denne uges konference Plate Tectonics at 50, forklarer: “Vi ved, at de plader, der bevæger sig hurtigst, og som spreder sig hurtigst, har meget lange plader, lange stykker lithosfære, der går ned i havgravene.
“Så det ser ud til, at noget, der kaldes ‘trench pull’, er en meget vigtig kraft, og man er generelt enig om, at den er større end ‘ridge push’. Selvfølgelig er alting forbundet i den dybe kappe gennem konvektion, men trench pull synes at være nøglen.”
Ingen er nogensinde færdig og støvet af i videnskaben. Der er f.eks. stadig en livlig debat om, præcis hvornår og hvordan pladetektonikken kom i gang på Jorden. For mere end fire milliarder år siden som følge af asteroide nedslag, hævdes det i en nyere artikel i Nature Geoscience.
I dag har vi ekstraordinære værktøjer som GPS og satellitradarinterferometri, der gør det muligt for os at følge pladernes march, millimeter for millimeter. Endnu mere bemærkelsesværdig er teknikken med seismisk tomografi, som bruger jordskælvssignalerne til at skabe 3D-visualiseringer af nedsunkne klippeblokke.
“Pladetektonikken var en revolution. Jeg er geolog, så det vil jeg sige,” sagde Tony Watts til BBC News.
“Når man ser tilbage, er geologiens historie meget lang. Det Geologiske Selskab blev grundlagt i 1807, så pladetektonikken kom virkelig sent i dens historie. Men det krævede de rigtige teknologier og en relativt lille gruppe af forskere fra stærkt ledede institutioner for at få det til at ske.
“Den anden ting, man skal huske, er, hvor unge nogle af disse videnskabsmænd var: Dan McKenzie havde kun lige afsluttet sin ph.d.-afhandling.”
