|
Dagens Philosoph : Inge Lehmann |
16:42:03 |
 Inge Lehmann in 1932. Image courtesy The Royal Library, National Libary of Denmark and University of Copenhagen University Library. 
Inge Lehmann, 1888-1993 Inge Lehmann forskede til hun fyldte 99. 
Inge Lehmanns gravsten (th) på Hørsholm Kirkegård. Dansk statsgeodæt, professor og seismolog. Alfred Lehman (tv), (1858-1921). Dr. phil. og far til Inge Lehmann. I 1886 oprettede han, Alfred Lehmanns Psykofysiske Laboratorium. 
Wichert horisontal seismograf, Seismografstation – København. Seismografstationen ligger i det gamle fæstningsværk, Vestvolden, som omkranser København. Den første seismograf blev installeret i Vestvolden i 1926, og stedet har siden fungeret uafbrudt som seismografstation.
Inge Lehmann beskæftigede sig især med den Indre[1] og den Ydre[2] kernePå figuren ses et Tværsnit af hele Jordens opbygning: 6. Jordskorpen 5. Øvre kappe 4. Asthenosfære 3. Nedre kappe (mesosfære) 2. Ydre kerne 1. Indre kerne 3+4+5 udgør kappen. 5+6 udgør lithosfæren. I 1936 sandsynliggjorde Inge Lehmann, at der inde i Jordens kerne, i 5120 km dybde findes en diskontinuitetsflade, der adskiller Jordens kerne i en flydende og en fast del og at den inderste del af kernen er fast. Konvektionsstrømme i den elektrisk ledende, flydende del af kernen anses for at være ophav til Jordens magnetiske felt. Jordens kerne består fortrinsvis af metallerne jern og nikkel, i den ydre kerne på flydende form og i den indre kerne på fast form. |
Seismolog, Inge Lehmann, 13. maj 1888 - 21. februar 1993
Indholdsfortegnelse :Seismolog, Inge Lehmann, 13. maj 1888 - 21. februar 1993 Liv og gerning Teori om jordkernen og seismiske bølger Ansættelse Anerkendelse Inge Lehmann og Jordens indre Nyere opdagelser om Jordens kerner Den ydre kerne Den indre kerne Vi ved nu om den faste kerne Inge Lehmann opdagede: Jordens indre Inge Lehmann, Citater: Nedenstående tekst består af ialt: 33 afsnit Seismolog, Inge Lehmann, 13. maj 1888 - 21. februar 1993Inge Lehmann var mere forsker og videnskabsmand (M/K) end hun egentligt var Philosoph, men hun fortjener bestemt en plads her på siden. Ikke mindst pga. hendes fremtrædende indsats for kvinders ligeberettigelse, men også for hendes store forståelse for seismologi og hendes påvisning omkring den faste del af jordens kerne, en påvisning der senere (i 1971) er blevet endeligt bevist. Og så var/er hun jo dansk 😀 Og med stor international indflydelse på den videnskabelige verden.Inge Lehmann, født i København, død sammesteds, var en dansk seismolog og statsgeodæt. Hun fik i 1920 kandidatgraden i matematik fra Københavns Universitet. I 1936 fremsatte hun som den første en teori, hvor hun argumenterede for at Jorden har en fast indre kerne inden i den smeltede ydre kerne. Inden da havde seismologer ment, at jordens kerne bestod af én stor smeltet kerne, men var dog ikke i stand til at forklare de grundige målinger af seismiske bølger fra jordskælv, som var inkonsistente med denne ide. Lehmann analyserede målingerne fra seismiske bølger og konkluderede at Jorden måtte have en fast indre kerne og en smeltet kerne omkring denne, for at kunne danne seismiske bølger, der stemte overens med målingerne. Andre seismologer testede og accepterede Lehmanns teori. Lehman er også en af de længst-levende videnskabspersoner nogensinde, da hun blev 104 år. Liv og gerningHun blev født i Danmark i 1888 som datter af professor Alfred Georg Ludvig Lehmann (1858-1921) og Ida Sophie Tørsleff (1866-1935). Hendes tidlige uddannelse skete på en progressiv skole, Hanna Adlers Fællesskole, hvor drenge og piger blev behandlet nøjagtig ens, i modsætning til datidens matematiske og videnskabelige mandssamfund, som hun senere stødte på, som hun engang protesterede over til sin nevø: "Du skal vide, hvor mange inkompetente mænd, jeg var nødt til at konkurrere med - forgæves." Lehmann studerede på Newham College i Cambridge fra 1911, hvor hun også besøgte Niels Bohr. Tilbage i Danmark arbejdede Lehmann for Gjensidige Forsikring, og fra 1918 studerede hun på Københavns Universitets Matematisk-Naturvidenskabelige Fakultet hvor hun fik eksamen i 1923. Professor på Geodætisk Institut Niels Erik Nørlund inkluderede hende i instituttet, hvor hun senere blev leder af dets Seismiske Afdeling indtil 1953.Teori om jordkernen og seismiske bølgerI 1929 indtrådte et stort jordskælv nær New Zealand. Inge Lehmann studerede chokbølgerne og blev forvirret af, hvad hun så.Seismografen, der registrerer seismiske bølger, blev opfundet i 1880. Ved udgangen af samme årti var der oprettet seismiske stationer over hele verden. På dette tidspunkt troede geofysikerne, at jorden bestod af en flydende kerne omgivet af en fast kappe, der selv var omgivet af en skorpe, alle adskilt af pludselige ændringer i jordens tæthed, kaldet "diskontinuiteter." Seismiske signaler består af flere slags bølger. De vigtige for forståelsen af jordens indre er P-bølger, (primære eller trykbølger) og S-bølger (sekundære eller forskydningsbølger), som rejser gennem fast og flydende materiale på forskellige måder. Et par P-bølger, som burde have været afbøjet af kernen, var faktisk registreret ved seismiske stationer. Lehmann opstillede den teori, at disse bølger var nået et stykke ind i kernen og først derefter prellede af en slags grænse. Hendes fortolkning af disse data var grundlaget for en artikel i 1936, i hvilken hun argumenterede for, at Jordens kerne ikke kun er flydende, men at der også er en fast kerne som accelererer og afbøjer P-bølger (eftervist i 1971 af computerberegninger). Hun skrev også en afhandling med titlen P' der beskriver P-bølger og andre aspekter ved seismografien. AnsættelseHun var ansat på Geodætisk Institut, som hun bevarede tilknytning til også efter pensioneringen. Hun fortsatte med at publicere videnskabelige artikler, til hun var højt oppe i årene.AnerkendelseLehmann modtog Tagea Brandts Rejselegat hele to gange, i 1938 og igen i 1967.Først sent i hendes karriere fulgte anerkendelsen, der til gengæld kom i rigt mål: 1957 udnævntes hun til Associate of The Royal Astronomical Society i London, 1959 til Honorary Fellow Royal Society Edinburgh, og 1969 blev hun optaget som Foreign Member of the Royal Society i London. Hun blev tildelt æresdoktorgraden ved Columbia University, New York i 1964, og fire år efter hædrede Københavns Universitet hende med den samme titel. Endvidere modtog hun bl.a. Harry Oscar Wood Award in Seismology 1960, Deutsche Geophysikalische Gesellschafts Emil Wiechert medalje 1964, Videnskabernes Selskabs guldmedalje 1965 og Seismological Society of Americas medalje 1978. I 1996 stiftede American Geophysical Union The Inge Lehmann Medal, og en seismisk målestation på Grønland er desuden opkaldt efter hende. Inge Lehmann og Jordens indreInge Lehmann var kvinden, der i 1936 med udgangspunkt i nyskabende læsninger af seismologiske målinger ræsonnerede sig frem til, at Jorden må have en fast indre kerne. På den måde satte hun sig i opposition til datidens ekspertmeninger, men det viste sig snart, at det var hende, der havde ret, og hun kunne høste sin velfortjente anerkendelse i hele verden. Men i Danmark var hun stadig ukendt.Danmarks førende Mars-forsker, geofysikeren Jens Martin Knudsen (1930-2005), nævnte ofte Inge Lehmann som en af landets bedste videnskabsmænd sammen med Tycho Brahe, Ole Rømer, H.C. Ørsted og Niels Bohr, men alligevel er det de færreste, der har hørt om hende i dag. Med Bjarne Kousholts biografi, Inge Lehmann og Jordens kerne (2005), som en bemærkelsesværdig undtagelse er der også kun udkommet ganske få artikler og bøger om den store danske kvinde. I 1936 sandsynliggjorde Inge Lehmann, at der inde i Jordens kerne, i 5120 km dybde findes en diskontinuitetsflade, der adskiller Jordens kerne i en flydende og en fast del og at den inderste del af kernen er fast. Konvektionsstrømme i den elektrisk ledende, flydende del af kernen anses for at være ophav til Jordens magnetiske felt. Jordens kerne består fortrinsvis af metallerne jern og nikkel, i den ydre kerne på flydende form og i den indre kerne på fast form. Nyere opdagelser om Jordens kernerDen ydre kerne- er flydende og består af jern og af grundstoffer, som tiltrækkes af jern, fx nikkel. Jordens magnetfelt genereres her pga. trømningerne i det flydende materiale. At den ydre kerne er flydende, har geologerne beregnet ud fra seismiske undersøgelser. At den består af jern, er beregnet ud fra kendskabet til Jordens totale masse.Dybde: 2.900-5.000 km Temperatur: 4.000-4.500 °C Den indre kerne- er fast og består ligesom den ydre kerne primært af jern og nikkel. Formodentlig er en stor del af Jordens ædelmetaller (bl.a. guld og platin) også endt her. Jernkernen menes at være dannet, ca. 500 mio. år efter at planeten blev dannet. Nogle forskere har foreslået, at kernen kan være dannet som en enkelt enorm jernkrystal.Dybde: 5.000-6.370 km Temperatur: 4.500-7.000 °C Vi ved nu om den faste kerne Inge Lehmann opdagede:Den har omtrent samme temperatur som solens overflade, som er ca. 5.507 °CDen består af en jern-nikkel legering Den er fast på grund af det enorme tryk fra jordens ydre lag, der presser ned på den Den har en radius på 1220 km, hvilket gør den noget mindre end månen, hvis radius er 1737 km, og svarer i størrelse til Pluto, der har en radius på 1188 km. Jordens indreJordskælv, vulkanudbrud og gejsere er voldsomme udtryk for Jordens indre. Men kvinden, der opdagede vores planets kerne, formulerede sig yderst forsigtig om sin hypotese i en artikel fra 1936 med den simple, men gådefulde titel "P".Den Jord, vi lever på og i dag kender i så store detaljer, er i det væsentlige begrænset til en tynd jordskorpe. Det dybeste borehul er blot 12 km, eller knap 0,2 % af jordradien, af samme størrelsesorden som den største havdybde og højden af Mount Everest. Langt det meste af den indre Jord er utilgængelig for direkte undersøgelser, et gådefuldt terra incognita, om hvilket man indtil for ret nylig var henvist til spekulationer. Teorier om Jordens indre struktur var populære i 1600-tallet, hvor fx den lærde tysk-italienske jesuit Athanasius Kircher (1602-1680) i 1664 skrev en storslået Mundus subterraneus (Den Underjordiske Verden), hvor han i store detaljer redegjorde for de forekomster af ild og vand i Jordens indre, der efter hans mening var ansvarlige for vulkanudbrud, jordskælv og oversvømmelser. Også den geniale matematiker og filosof Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716) bidrog til denne genre, der som helhed må betegnes som mere fantastisk end videnskabelig. Newton havde i sin Principia fra 1687 vist, at Jordens gennemsnitlige massefylde var 5-6 g/cm3, omtrent det dobbelte af jordskorpens, og han sluttede sig derfor til, at den indre Jord måtte være kompakt. Meget andet vidste man ikke, og situationen ændrede sig ikke væsentligt gennem de følgende to århundreder. Da den franske forfatter Jules Verne (1828-1905) i 1864 skrev sin roman "Rejsen til Jordens Indre", var der tale om science fiction uden et reelt videnskabeligt grundlag. Først med geofysikkens og seismologiens fremkomst i slutningen af 1800-tallet ændredes dette uvidenhedens billede, og forskerne begyndte så småt at kunne danne sig realistiske forestillinger om den indre Jord. Viden om Jordens indre var – og er stadig – intimt knyttet til de seismografer, der benyttes til at registrere jordskælv og som især blev udviklet af den tyske fysiker Emil Wiechert (1861-1928), professor ved universitetet i Göttingen, der regnes som den vigtigste af seismologiens fædre. Ligesom astrofysik er næsten utænkelig uden spektroskopet, er den indre Jords geofysik næsten utænkelig uden seismografen. Ud fra analyser af seismiske signaler fra jordskælv foreslog Wiechert i 1896 den første kvantitative model for Jordens indre struktur, nemlig en fast central kerne af jern omgivet af et magmatisk stenlag, en kappe på ca. 1.400 km. Et vigtigt fremskridt blev gjort i 1912, da Wiecherts elev Beno Gutenberg (1889-1960) kunne påvise en diskontinuitet i jordbølgers udbredelse i en dybde af 2.900 km, svarende til grænsen mellem Jordens kappe og dens kerne. Man vidste på den tid, at de jordskælvsbølger, der går gennem Jorden, kan inddeles i P-bølger og de langsommere S-bølger (P og S står for henholdsvis "primær" og "sekundær"). Gutenbergs indsigt var baseret på en brat aftagen af P-bølgernes hastighed i en dybde af 2.900 km. Hans model nød almindelig anerkendelse, men 1. Verdenskrig satte en stopper for videre udforskning af Jordens indre. I 1920'erne var det fremherskende synspunkt, at både kappe og kerne var faste, men i 1926 blev dette synspunkt udfordret af den engelske matematiker og geofysiker Harold Jeffreys (1891-1989), der argumenterede, at kernen bestod af flydende jern. Jeffreys konklusion om – eller opdagelse af – den flydende kerne var i starten kontroversiel, da den stred mod Gutenbergs bredt accepterede model. I løbet af nogle få år blev den dog anerkendt og indgik i geofysikernes standardmodel for Jordens struktur. Den todelte standardmodel og dens antagelse om en homogen og flydende kerne skulle imidlertid vise sig at være forkert. Ændringen fra en todelt til en tredelt model af Jorden skyldtes især den danske geodæt og geofysiker Inge Lehmann (1888-1993), der oprindeligt var uddannet som matematiker, men omkring 1925 skiftede til geodæsien, læren om Jordens form og struktur. Hun studerede en tid under Gutenberg i Tyskland, hvorefter hun blev leder af den seismiske afdeling ved Geodætisk Institut i København. I starten af 1930'erne var det kendt, at der i seismogrammer kunne optræde en komponent af P-bølger, der dengang blev betegnet P', men som i dag bærer betegnelsen PKP. Disse bølger passerer Jordens kerne såvel som dens kappe, og de var vanskelige at forklare ud fra antagelsen om en flydende eller blød kerne med ensartet struktur. Deres afvigende opførsel blev normalt tilskrevet afbøjnings- eller spredningseffekter, hvorved man kunne bibeholde antagelsen, om end med noget besvær. Ifølge Lehmann var denne forklaring dog utilstrækkelig eller direkte forkert. Især ud fra analyse af seismogrammer fra et stort jordskælv, der fandt sted i New Zealand i 1929, foreslog hun en hypotese, "der synes at have nogen sandsynlighed, om end den ikke kan bevises med eksisterende data", som hun forsigtigt skrev. Hendes hypotese om en tredelt indre Jord indebar, at der i jordkernen fandtes en indre kerne, der reflekterede eller stærkt afbøjede de problematiske P'-bølger. Artiklen med denne fortolkning blev publiceret i det internationale seismologiske centralbureaus tidsskrift i 1936 med den summariske titel "P'". Formentlig den korteste titel, man kan finde i den videnskabelige litteratur overhovedet – men en artikel af stor værdi. Hvad Lehmann meddelte i sin artikel var, at P'-bølgernes hastighed under jordskælvet i New Zealand havde ændret sig brat ved en afstand på ca. 1.400 km fra centret. Det måtte derfor være radius af den indre kerne. Hun var meget forsigtig i sine konklusioner og helt klar over hypotesens tentative karakter: "Det kan ikke hævdes", skrev hun, "at den her givne forklaring er korrekt, da data er utilstrækkelige ... Ikke desto mindre synes fortolkningen mulig, og i det mindste modsiges den ikke af observationerne." Desuden argumenterede hun, at denne mulige hypotese var den simpleste forklaring på de målte seismiske data. Da disse data ikke tillod slutninger om den indre kernes tilstandsform eller fysiske parametre, undlod hun at udtale sig herom. Lehmanns næsten selvudslettende artikel fra 1936 vakte ikke stor opmærksomhed, men var dog kendt i det lille geofysiske forskningsmiljø. Allerede i 1937 gjorde Jeffreys sig til talsmand for, hvad der senere skulle blive kendt som Lehmann-diskontinuiteten eller -zonen. Året efter blev hypotesen også anerkendt af den indflydelsesrige Gutenberg og den amerikanske geofysiker Charles Richter (1900-1985), der især er kendt for den richterskala for jordskælv, der er opkaldt efter ham og som stammer fra 1935. I deres artikel fra 1938 undgik Gutenberg og Richter dog at nævne Lehmann overhovedet. Som nævnt var Lehmann klar over, at der dog kun var tale om en hypotese, og det tog lang tid, før der var tilstrækkelig seismisk evidens til at ændre dens status fra interessant hypotese til anerkendt kendsgerning. Dette skete først i 1960'erne, blandt andet ud fra analyser af det store chilenske jordskælv, der i 1960 dræbte 5.700 mennesker. I og med at hypotesen har opnået almindelig anerkendelse, er det rimeligt at sige, at Lehmann i 1936 opdagede Jordens indre kerne, ligesom Jeffreys ti år tidligere opdagede den flydende kerne. Derimod kan opdagelsen af den indre kernes faste struktur ikke tilskrives Lehmann, da hun i 1936 ikke forholdt sig til dens tilstandsform. Det første forslag om, at "Lehmann-zonen" består af fast jern, kom i 1940, og seks år senere underbyggede den newzealandske seismolog Keith Edward Bullen (1906-1976) forslaget med videnskabelige data. I dag er det bredt anerkendt, at der inde i Jordens kerne, i en dybde af 5.120 km, findes en diskontinuitet, og at det inderste af kernen er fast. Den faste kerne af jern og nikkel har en temperatur på omkring 6.500 °C – omtrent det samme som Solens overflade, hvilket dog er et tilfælde. Dens radius er 1.225 km, hvilken værdi kun afviger 14 % fra den værdi, Lehmann nåede frem til i 1936. Den fulde anerkendelse af Inge Lehmanns vigtige indsats kom sent og først mange år efter, hun i 1953 var gået på pension fra sin stilling ved Geodætisk Institut. Hun blev i 1964 tildelt graden som æresdoktor ved Columbia University i New York og modtog samme år den fornemme Wiechert-medalje fra det tyske Geofysiske Selskab. Den stærkt forsinkede anerkendelse skyldtes dog hverken, at hun var kvinde eller kom fra et lille land. Der var ikke tale om en grim ælling, der efter mange genvordigheder endelig blev erkendt at være en hvid svane, men blot at det tog tid at fremskaffe de data, der var nødvendige for at bekræfte hypotesen om den indre kerne. Data fra jordskælv kan ikke fremskaffes efter behov. Man må pænt vente på, at naturen leverer dem. Den forståelse af Jordens indre struktur, som Lehmann og hendes kolleger nåede frem til, har også resulteret i en bedre forståelse af årsagen til jordmagnetismen, der i lang tid var henvist til spekulationer. I dag er det anerkendt, at kernen er en gigantisk dynamo, hvor der dannes elektriske strømme i den ydre del af den flydende jernkerne. Fra den indre kerne stiger varmt materiale op og afkøles, hvorefter det synker ned igen. Ved denne cykliske proces skabes der elektriske strømme, der igen skaber et kraftigt magnetfelt. Ideen om en geodynamo af denne art skyldes især den tysk-amerikanske fysiker Walter Elsasser (1904-1991), der udviklede den i 1946, men det er først senere, den har opnået bred anerkendelse og er blevet bekræftet af computersimulationer. Historien om Jordens indre er ikke en historie om en enkelt genial opdagelse, men en historie om, hvordan et pålideligt billede møjsommeligt blev stykket sammen gennem flere gennembrud. Wiechert og Gutenberg i Tyskland var pionerer på området, og deres arbejder blev forbedret af Jeffreys i England. Den væsentlige indsigt om en indre kerne blev opnået af Lehmann i Danmark, og hendes hypotese blev kompletteret af Bullen fra New Zealand. Udviklingen af vores forståelse af den indre Jord i det 20. århundrede er et eksempel på den kumulative karakter, der er et vigtigt træk i mange videnskabelige fremskridt. Den er også et eksempel på, hvordan moderne naturvidenskab er af international karakter. Kilde: Jacob Nybroe JP/Politikens Hus A/S Inge Lehmann, Citater:"You should know how many incompetent men I had to compete with – in vain.""Du skulle vide, hvor mange inkompetente mænd jeg har konkurreret med – forgæves." "Jeg var måske 15 eller 16 år (ca. i 1903-04), da jeg en søndag morgen sad hjemme sammen med min mor og søster, og gulvet begyndte at rykke under os. Den hængende lampe svajede. Det var meget mærkeligt. Min far kom ind i værelset. "Det var et jordskælv," sagde han. Centret havde åbenbart været i betydelig afstand, for bevægelserne føltes langsomme og ikke rystende. På trods af en stor indsats blev et nøjagtigt epicenter aldrig fundet. Dette var min eneste oplevelse med et jordskælv, indtil jeg blev seismolog 20 år senere." |
|
