Χάρι Χάμοντ Χες:Πατέρας της Ενοποιητικής Θεωρίας της Τεκτονικής των Πλακών

Ενώ τώρα γνωρίζουμε ότι οι ήπειροι κάποτε ήταν ολόκληρες και απομακρύνονταν η μία από την άλλη, λόγω της δραστηριότητας των ηφαιστειακών κορυφογραμμών των ωκεανών, δεν ήταν πάντα έτσι. Ο άνθρωπος που συνήθως πιστώνεται με την αποκάλυψη αυτής της πλέον γενικά αποδεκτής επιστημονικής θεωρίας ήταν ο Χάρι Χάμοντ Χες, γεωλόγος και αξιωματικός του Ναυτικού των Ηνωμένων Πολιτειών κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου.

Continental Drift

Η θεωρία της ηπειρωτικής μετατόπισης είχε προταθεί πριν από την εποχή του Hess, ίσως ήδη από το 1907 από διάφορους επιστήμονες και ερευνητές. Ωστόσο, το άτομο που υποστήριξε επίσημα τη θεωρία της ηπειρωτικής μετατόπισης ήταν ο Alfred Wegener, ο οποίος δημοσίευσε μια εργασία για το θέμα το 1912. Ο Wegener πρότεινε στην εργασία του την ιδέα ότι οι ήπειροι ήταν κάποτε μια ενιαία ογκώδης ξηρά, την οποία ονόμασε Pangea, πριν που απομακρύνονται.

Η θεωρία του Wegener ότι οι ήπειροι ήταν κάποτε ολόκληρες και είχαν απομακρυνθεί για εκατομμύρια χρόνια απορρίφθηκε από πολλούς ακαδημαϊκούς της εποχής του και μόλις το 1953 εισήχθη η θεωρία της τεκτονικής πλακών, σε μεγάλο βαθμό χάρη στον Hess. ότι η ηπειρωτική μετατόπιση θα ληφθεί σοβαρά υπόψη.

Ο Χες έλαβε το διδακτορικό του από το Πανεπιστήμιο του Πρίνστον το 1932 και στη συνέχεια συνέχισε να διδάσκει στο Πανεπιστήμιο Ράτγκερς για σύντομο χρονικό διάστημα πριν επιστρέψει στο Πρίνστον το 1934. Ο Χες έμεινε στο Πρίνστον για το μεγαλύτερο μέρος της ζωής του και θα υπηρετούσε ως Έδρα Γεωλογίας στο Πρίνστον από το 1950 έως το 1966.

Ο Hess ενδιαφέρθηκε βαθιά για το πώς η ηφαιστειακή δραστηριότητα θα μπορούσε να επηρεάσει το σχηματισμό νησιωτικών τόξων και οροσειρών και ερευνούσε πώς το κρυσταλλωμένο μάγμα θα μπορούσε να οδηγήσει στη δημιουργία νησιωτικών τόξων όταν ξέσπασε ο δεύτερος Παγκόσμιος Πόλεμος. Ο Hess ήταν έφεδρος αξιωματικός στο Πολεμικό Ναυτικό των ΗΠΑ εκείνη την εποχή, επομένως αναφέρθηκε στο καθήκον και τελικά του ανατέθηκε να κυβερνήσει ένα πλοίο μεταφοράς επίθεσης.

Guyots και το μεγάλο παγκόσμιο ρήγμα

Ευτυχώς για τον Hess, το σκάφος που διοικούσε ήταν γεμάτο εξοπλισμό για την παρακολούθηση του βυθού του ωκεανού χρησιμοποιώντας ηχογράφηση. Ο Χες χρησιμοποίησε τον εξοπλισμό για τη διεξαγωγή έρευνας και συγκέντρωσε μεγάλο όγκο δεδομένων στον πυθμένα του Ειρηνικού Ωκεανού. Μία από τις ανακαλύψεις του ήταν η ύπαρξη επίπεδων θαλάσσιων βουνών τα οποία ονόμασε "guyots" (που ονομάστηκαν από τον πρώτο καθηγητή γεωλογίας στο Princeton, A.H. Guyot).

Όταν τελείωσε ο πόλεμος, ο Hess θα συνέχιζε να μελετά guyots καθώς και τις μεσόγειες κορυφογραμμές τόσο του Ειρηνικού όσο και του Ατλαντικού. Τα δεδομένα που συνέλεξε ο Hess στη θάλασσα παρέμειναν στο ράφι για αρκετά χρόνια, μέχρι το 1953. Το 1953, δύο επιστήμονες, ο Maurice Ewing και ο Bruce Heezen ανακοίνωσαν την ανακάλυψη του «Μεγάλου Παγκόσμιου Ρήγματος». Το Great Global Rift, που τώρα ονομάζεται Mid-Ocean Ridge, ήταν μια ορεινή κορυφογραμμή που διέσχιζε όλη τη διαδρομή του Ατλαντικού ωκεανού στη νότια Αφρική. Ανακαλύφθηκε επίσης ότι υπήρχε ένα βαθύ φαράγγι στη μέση αυτής της υποβρύχιας οροσειράς. Τα ευρήματα των Ewing και Heezen ενέπνευσαν τον Hess να επανεξετάσει τα δεδομένα που συνέλεξε κατά τη διάρκεια του πολέμου.

Μετά από χρόνια εκτεταμένης έρευνας και αξιολόγησης, ο Hess δημοσίευσε την εργασία History of Ocean Basins το 1962. Η εργασία του Hess εξήγησε πώς θα μπορούσε να είναι δυνατή η θεωρία του Wegener για την ηπειρωτική μετατόπιση. Έδειξε ότι υπήρχε ένας μηχανισμός που μπορούσε πραγματικά να μετατοπίσει τις ηπείρους για εκατομμύρια χρόνια. Στην εργασία του, ο Hess έδειξε πώς το μάγμα μπορούσε να γεμίσει περιοχές που απομακρύνονταν οι τεκτονικές πλάκες. Το ζεστό μάγμα θα έβγαινε φυσαλίδες κάτω από τον φλοιό της Γης και όταν το μάγμα τελικά ψύχθηκε δημιούργησε περισσότερη γη που γέμιζε τα κενά καθώς οι τεκτονικές πλάκες διαλύονταν. Ο Hess αναφέρθηκε σε αυτή τη διαδικασία ως "εξάπλωση στον πυθμένα της θάλασσας".

Η θεωρία του Hess έλυσε μερικά αναπάντητα γεωλογικά ερωτήματα, όπως το πώς ήταν δυνατόν να βρεθούν απολιθώματα παλαιότερα των 180 εκατομμυρίων ετών στην ξηρά αλλά όχι κάτω από τον ωκεανό. Ο Hess έδωσε επίσης μια εξήγηση για τη φαινομενική αντίφαση ότι ο πυθμένας του ωκεανού ήταν ηλικίας 4 εκατομμυρίων ετών, αλλά δεν υπήρχε σχεδόν κανένα ίζημα εναπόθεση σε αυτόν. Σύμφωνα με τον Hess, νέος φλοιός δημιουργείται στο μεσοωκεάνιο ρήγμα και στη συνέχεια ωθείται κάτω από τον ηπειρωτικό φλοιό μετά από 300 εκατομμύρια χρόνια, όπου τελικά λιώνει και μετατρέπεται σε μάγμα. Αυτή η διαδικασία συμβαίνει σε "ζώνες υποβύθισης".

Ο Hess βρήκε ακόμη και μια εξήγηση για τους τύπους που είχε ανακαλύψει νωρίτερα στην καριέρα του, ήταν κάποτε ηφαιστειακά βουνά που είχαν διαβρωθεί και παρασύρονταν από την κινούμενη ωκεάνια πλάκα.

Στοιχεία για εξάπλωση στον πυθμένα

Όπως και ο Wegener πριν από αυτόν, ο Hess αντιμετώπισε σημαντική αντίσταση στην υπόθεσή του από άλλους γεωλόγους. Υπήρχαν λίγα δεδομένα από τον πυθμένα του ωκεανού που θα μπορούσαν να υποστηρίξουν την τρέχουσα υπόθεσή του. Γνωρίζοντας ότι χρειαζόταν ακόμα περισσότερα δεδομένα για να πείσει την επιστημονική κοινότητα, ο Hess συνέχισε να εργάζεται για την έρευνά του. Ωστόσο, ορισμένες βασικές ανακαλύψεις την ίδια εποχή υποστήριξαν την ιδέα του.

Η χρονολόγηση δειγμάτων ωκεανικού πυρήνα που έγινε στις αρχές της δεκαετίας του 1960 προσέφερε περισσότερη υποστήριξη στη θεωρία του Hess, καθώς ανακάλυψαν ότι ο πυθμένας του ωκεανού ήταν ο νεότερος ακριβώς στο Mid-Atlantic Ridge και ότι προοδευτικά γερνούσε καθώς απομακρύνονταν. Ωστόσο, περισσότερα στοιχεία θα έρθουν χάρη στις προσπάθειες των Frederick Vine και Drummond Matthews, οι οποίοι ανακάλυψαν ότι το μαγνητικό πεδίο της Γης αντιστρεφόταν κάθε 200.000 περίπου χρόνια. Αυτό σήμαινε ότι οι βραχώδεις σχηματισμοί με την ίδια ηλικία θα είχαν την ίδια μαγνητική πολικότητα που είχε το τμήμα του φλοιού στο οποίο βρισκόταν όταν σχηματίστηκε. Τα δείγματα που συλλέχθηκαν από πετρώματα στην κορυφογραμμή του Μεσοατλαντικού βρήκαν μια συμμετρική διάταξη λωρίδων πολικότητας, που εναλλάσσονταν με αλλαγές στο μαγνητικό πεδίο της Γης, επιβεβαιώνοντας περαιτέρω την υπόθεση του Hess.

Σεισμικά δεδομένα συλλέχθηκαν επίσης στον πυθμένα του ωκεανού και διαπιστώθηκε ότι ο ωκεάνιος φλοιός βυθιζόταν στα χαρακώματα στην κορυφογραμμή του Μεσοατλαντικού, όπως ακριβώς είχε υποθέσει ο Χες.

Ο συνδυασμός των ανακαλύψεων δικαίωσε τον Hess, και κατ' επέκταση τον Wegener. Αν και ο Βέγκενερ είχε πεθάνει πριν δει τον τομέα της γεωλογίας δίπλα του, ο Χες έζησε για να αναγνωριστεί για τα επιτεύγματά του. Ο Hess ήταν ο αποδέκτης του Penrose Medal, του κορυφαίου βραβείου που απονέμεται από την Geological Society of America. Ο Χες θα συνέχιζε να παίζει μεγάλο ρόλο στη δημιουργία της NASA και του διαστημικού προγράμματος, χάρη στην αναγνώριση από τον Πρόεδρο Τζον Φ. Κένεντι. Ο Κένεντι έκανε τον Χες Πρόεδρο του Επιστημονικού Συμβουλίου του Διαστήματος της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών και ο Χες επέβλεψε τα στάδια σχεδιασμού για τις προσγειώσεις του Απόλλωνα στο φεγγάρι.

Ο Χες πέθανε σχετικά νωρίς, μόλις στα 63. Ο Χες υπέστη καρδιακή προσβολή σε μια συνεδρίαση του Επιστημονικού Συμβουλίου του Διαστήματος τον Αύγουστο του 1969. Ο Χες τιμήθηκε μετά θάνατον, με το Βραβείο Διακεκριμένης Δημόσιας Υπηρεσίας της NASA.

Η συνεισφορά του Hess στην επιστήμη δημιούργησε μια συγκεκριμένη θεωρία για την υποστήριξη της ηπειρωτικής μετατόπισης και η κατανόησή μας για τον κόσμο δεν θα ήταν η ίδια χωρίς αυτόν.