Марк С. Гиорсо - Mark S. Ghiorso

Марк С. Гиорсо
Портрет Марка Гиорсо.jpg
Родившийся(1954-10-21)21 октября 1954 г.[1]
Сан-Франциско, Калифорния[1]
ГражданствоАмериканец
ОбразованиеКалифорнийский университет в Беркли
Известенмоделирование фазовых равновесий в магматических системах
Научная карьера
Полягеохимия
УчрежденияOFM Research, Вашингтонский университет, Университет Вандербильта[2]
ДокторантЯн Кармайкл
ВлиянияХэл Хегельсон, Ян Кармайкл, Ричард Сак, Бернард Эванс[3]
Интернет сайтMarkghiorso.org

Марк С. Гиорсо (родился 21 октября 1954 г.) - американский геохимик, проживающий в Сиэтле, штат Вашингтон. Он наиболее известен созданием MELTS, программного инструмента для термодинамический моделирование фазовые равновесия в магматические системы.[4]

Образование

Гиорсо получил степень бакалавра, магистра и доктора философии в Калифорнийский университет в Беркли. Он выбрал Беркли из практических соображений: «Я поехал в Беркли, потому что это была местная школа, потому что обучение было по сути бесплатным, и потому что в старшей школе я был очарован горячими источниками, вулканами и, в частности, работами Хауэлла. Уильямс и Артур Л. Дэй ".[5]

Карьера

В 1980 году Гиорсо был нанят Вашингтонский университет (UW) как доцент в отделении геологических наук.[1] Он был повышен до Доцент (а постоянная должность ) три года спустя и полный профессор в 1986 г. Он занимал должность заведующего кафедрой с 1994 по 1999 гг.

В 2003 году он был принят на работу в Чикагский университет. Уйти из UW было трудным решением, поскольку Гиорсо твердо верит в общественное образование. Он назвал серьезную озабоченность по поводу администрации UW в качестве основной причины для отъезда.[нужна цитата ]

В 2005 году он решил оставить академию и полностью посвятить себя исследованиям. Он вернулся в Сиэтл и вместе со своим коллегой Ричардом Саком основал небольшую некоммерческую исследовательскую компанию OFM Research, где он является вице-президентом и старшим научным сотрудником.[6][1] Он также работает на факультетах Вашингтонского университета и Университет Вандербильта.[7][8]

Гиорсо также работал младшим редактором следующих научных журналов: Американский журнал науки (1990 – настоящее время); Американский минералог (1990–1993); Geochimica et Cosmochimica Acta (1991–1993); и Вклад в минералогию и петрологию (2015 – настоящее время),

Научный вклад

Будучи студентом, Гиорсо написал диплом с отличием по теме горячие источники в зоне Дьявольской кухни Вулканический парк Лассен. Эта работа никогда не публиковалась.[9] Во время учебы в аспирантуре продолжил экспериментальную работу, связанную с кислота сульфат горячих источников, пока он не заинтересовался попытками Ян Кармайкл создать модель растворов в силикатных жидкостях, которые могут быть использованы в качестве геотермометр для магматических пород.[9]

Фон

В магматическая петрология, геологи пытаются узнать больше о вулканических системах через записи в Магматические породы. Наиболее магма генерируется в мантии посредством процесса, называемого декомпрессионная плавка. Когда материал поднимается, а давление уменьшается, солидус снижается, пока часть мантии не сможет растаять.[10] На поверхности или вблизи нее магма охлаждается и кристаллизуется. В зависимости от условий он может успеть равномерно остыть или фракционная кристаллизация может произойти, если части магмы удаляются после того, как они кристаллизуются.[11]

Серия реакций Боуэна

Ранняя модель фракционной кристаллизации, которая объясняла, почему определенные типы минералов, как правило, встречаются вместе в магматических породах, была Серия реакций Боуэна, сформулированный в 1922 году. Боуэн обнаружил, что по мере кристаллизации магмы она разделяется на две серии: непрерывную серию минералов, которая непрерывно регулирует свой состав посредством взаимодействия с расплавом, и прерывистую серию минералов, состав которых остается неизменным при охлаждении. Таким образом, тип минерала указывает на температуру, при которой он образовался.[12]:297[13]:89–91

До 1960-х годов интерпретация пластов вулканических пород была в основном качественной. Ян Кармайкл хотел определить количественную информацию, такую ​​как температура и давление магмы при образовании кристаллов, а также содержание растворенной воды и кислорода.[14] За это, термодинамические модели были нужны. Хотя попытки применить строгую термодинамику к магматическим процессам восходят, по крайней мере, к 1949 году, им мешало отсутствие экспериментальных данных.[15] Используя такие инструменты, как капельный калориметр и влажная химия, Кармайкл и его коллеги намеревались систематически исследовать термодинамические свойства магмы при высоких температурах.[14]

Термодинамические модели

Гиорсо начал работать с Кармайклом над силикатно-жидкими моделями в 1978 году, а в 1980 году они опубликовали свои первые геотермометры.[16] Кармайкл нанял Ричарда Сэка в 1980 году, и он начал обширные эксперименты, в результате которых была получена более сложная модель, которая была опубликована в 1983 году, когда Гиорсо работал в Вашингтонском университете. Гиорсо написал программу на FORTRAN 77 который он распространил среди других исследователей.[16] Однако Гиорсо и Сак поняли, что модель должна стать более сложной.

Сначала менеджеры программ NSF скептически относились к этому вычислительному подходу, и Гиорсо отклонил три предложения NSF.[9] К счастью, ему удалось уговорить Корпорация цифрового оборудования для финансирования его работы.[16] После десятилетия публикации термодинамических данных о минералах, таких как оливин и полевой шпат, Гиорсо и Сак представили свою новую модель, которая теперь называется MELTS. Их публикация в 1995 г. Вклад в минералогию и петрологию стала самой цитируемой статьей журнала, на начало 2017 года было цитировано более 2100 ссылок.[17]

После публикации MELTS Гиорсо продолжал улучшать и расширять его с помощью таких коллег, как Марк Хиршманн, Пол Азимов, Пит Райнерс и Виктор Кресс. После того, как они определили некоторые фундаментальные проблемы теории высокого давления, они разработали pMELTS, модель для высоких давлений (1-3 гигапаскали (ГПа)) и опубликовал его в 2001 году.[16] Asimow и соавторы опубликовали phMELTS, модель для Срединно-океанический хребет базальты, в которых учтено влияние водности.[18] В 1998 году Гиорсо, Хиршманн и Тим Гроув создали Библиотеку экспериментальных фазовых соотношений (LEPR), онлайновую базу данных для экспериментальных результатов по равновесию твердое тело-расплав.[16][19] Вместе с Гильерме (Гилом) Гуальда он модифицировал MELTS, чтобы он лучше работал с риолит, богатая силикатами серия горных пород, и выделил риолит-расплавы.[16]

Гиорсо является ведущим исследователем гранта NSF на совместные исследования в области разработки ENKI (обеспечение интеграции знаний), веб-портала для конфигурации и тестирования моделей для вычислительной термодинамики и гидродинамики. Он является ведущим исследователем проекта.[20] Вместе с Дмитрием Сверженским из Университета Джона Хопкинса Гиорсо возглавляет Глубокая углеродная обсерватория проект по интеграции MELTS с моделью глубинных вод Земли (DEW), созданной Сверженским.[21] Программа DEW моделирует взаимодействие воды и породы на глубинах до 200 км.[22] Движение углерода между силикатными расплавами и водными жидкостями все еще плохо изучено.[21]

Награды

В 1984 году, когда Гиорсо учился в Вашингтонском университете, он получил Премия Президента молодому исследователю, исследовательский грант в размере 245 918 долларов США от Национальный фонд науки.[23] Для статьи, опубликованной в Computers & Geosciences,[24] он получил премию за лучшую бумагу от своего издателя, Международная ассоциация математических наук о Земле.[25] Он был избран членом Минералогическое общество Америки в 1993 г. Геологическое общество Америки в 1997 году, а Американский геофизический союз в 1999 году. Минералогическое общество Америки сделало его заслуженным лектором в 1996–1997 годах, избрало его советником на 1997–2001 годы и наградило его Медаль Дана в 2003 г.[9] Он получил медаль Бунзена от Европейский союз геонаук в 2010 году и Норман Л. Боуэн Награда от секции VGP Американского геофизического союза в 2014 году.[4][5][1]

Работает

Гиорсо опубликовал 115 рецензируемых статей с общим количеством цитирований 7289 и индексом Хирша 41. Ниже приведены некоторые из наиболее цитируемых статей:[26]

  • Sack, R.O .; Кармайкл, И. С. Э .; Реки, М .; Гиорсо, М. С. (февраль 1981 г.). «Железо-двухвалентное равновесие в природных силикатных жидкостях при давлении 1 бар». Вклад в минералогию и петрологию. 75 (4): 369–376. Bibcode:1981CoMP ... 75..369S. Дои:10.1007 / BF00374720.
  • Мешок, Ричард О; Гиорсо, Марк S (1991). «Хромовые шпинели как петрогенетические индикаторы: термодинамика и петрологические приложения». Американский минералог. 76 (5–6): 827–847.
  • Ghiorso, Mark S .; Сак, О. (октябрь 1991 г.). «Геотермометрия оксида Fe-Ti: термодинамическая формулировка и оценка интенсивных переменных в кислых магмах». Вклад в минералогию и петрологию. 108 (4): 485–510. Bibcode:1991CoMP..108..485G. Дои:10.1007 / BF00303452.
  • Ghiorso, Mark S .; Мешок, Ричард О. (март 1995 г.). «Химический массоперенос в магматических процессах IV. Пересмотренная и внутренне согласованная термодинамическая модель для интерполяции и экстраполяции равновесий жидкость-твердое тело в магматических системах при повышенных температурах и давлениях». Вклад в минералогию и петрологию. 119 (2–3): 197–212. Bibcode:1995CoMP..119..197G. Дои:10.1007 / BF00307281.
  • Baker, M. B .; Hirschmann, M. M .; Ghiorso, M.S .; Столпер, Э. М. (25 мая 1995 г.). «Составы окололидусных перидотитовых расплавов по результатам экспериментов и термодинамических расчетов». Природа. 375 (6529): 308–311. Bibcode:1995Натура 375..308Б. Дои:10.1038 / 375308a0.
  • Asimow, Paul D .; Гиорсо, Марк С. (1 октября 1998 г.). «Алгоритмические модификации, расширяющие MELTS для расчета фазовых соотношений субсолидуса». Американский минералог. 83 (9–10): 1127–1132. Bibcode:1998AmMin..83.1127A. Дои:10.2138 / am-1998-9-1022.
  • Ghiorso, Mark S .; Хиршманн, Марк М.; Райнерс, Питер В .; Кресс, Виктор С. (май 2002 г.). «PMELTS: пересмотр MELTS для улучшенного расчета фазовых соотношений и разделения основных элементов, связанных с частичным плавлением мантии до 3 ГПа». Геохимия, геофизика, геосистемы. 3 (5): 1030. Bibcode:2002GGG ..... 3.1030G. Дои:10.1029 / 2001GC000217.

Программные инструменты, созданные Гиорсо самостоятельно или совместно с другими, включают следующее:

  • Калькуляторы MELTS, pMELTS и термодинамических свойств[2]
  • CTserver: веб-сервисы для вычислительной термодинамики геологических материалов[27]
  • LEPR, портал базы данных экспериментальных данных о равновесии минерал-расплав[19]
  • PhasePlot, программа для визуализации фазовых равновесий на сетках давление-температура.[28]
  • MagmaSat (Mac) и MagmaSatApp (iPad), программное обеспечение для расчета условий насыщения H2O-CO2 смешанные жидкости в природном составе силикатные расплавы[29][30]

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж "Биографическая справка: Марк С. Гиорсо" (PDF). Markghiorso.org. Получено 2017-05-03.
  2. ^ а б «Добро пожаловать в MELTS». Melts.ofm-research.org. Получено 2017-05-03.
  3. ^ Гиорсо, Марк С. (2004). «Принятие медали Дана Минерального общества Америки за 2003 год». Американский минералог. 89: 910–911. Получено 23 августа 2017.
  4. ^ а б "Медаль Роберта Вильгельма Бунзена 2010: Марк С. Гиорсо". Награды и медали. Европейский геофизический союз. Получено 2017-05-03.
  5. ^ а б AGU (20 апреля 2015 г.). «Гиорсо и Сак получают премию Нормана Л. Боуэна в 2014 году. AGU». EOS. 96. Дои:10.1029 / 2015EO028095.
  6. ^ «Добро пожаловать в OFM Research». OFM Research Inc. Получено 25 августа 2017.
  7. ^ "Профиль каталога - Науки о Земле и космосе". Ess.washington.edu. Получено 2017-05-03.
  8. ^ "Науки о Земле и окружающей среде | Университет Вандербильта". Vanderbilt.edu. Получено 2017-05-03.
  9. ^ а б c d Кармайкл, Ян (2004). «Вручение медали Дана Минералогическому обществу Америки за 2003 год Марку С. Гиорсо» (PDF). Американский минералог. 89: 909. Получено 23 августа 2017.
  10. ^ Браун, отредактированный Джеффом; Хоксворт, Крис; Уилсон, Крис (1992). Понимание земли: новый синтез (2-е изд.). Кембридж, Англия: Издательство Кембриджского университета. стр.92–93. ISBN  9780521427401.CS1 maint: дополнительный текст: список авторов (связь)
  11. ^ Уилсон, Марджори (1993). Магматический петрогенез (Перепечатка ред.). Лондон: Чепмен и Холл. п. 82. ISBN  9780412533105.
  12. ^ Янг, Дэвис А. (2003). Разум важнее магмы: история магматической петрологии. Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета. ISBN  9780691102795.
  13. ^ Монро, Джеймс С .; Викандер, Рид (2011). Изменяющаяся Земля: изучение геологии и эволюции. Занимайтесь обучением. ISBN  9781133715511.
  14. ^ а б Ланге, Ребекка (14 февраля 2012 г.). «Ян С. Э. Кармайкл (1930–2011)». Eos Транзакции. 93 (7): 68. Bibcode:2012EOSTr..93 ... 68L. Дои:10.1029 / 2012EO070006.
  15. ^ Гиорсо, Марк С. (май 1997 г.). «Термодинамические модели магматических процессов». Ежегодный обзор наук о Земле и планетах. 25 (1): 221–241. Bibcode:1997AREPS..25..221G. Дои:10.1146 / annurev.earth.25.1.221.
  16. ^ а б c d е ж «Фактическая и неполная история MELTS». OFM Research. Получено 25 августа 2017.
  17. ^ "Цитаты из Академии Google". Scholar.google.com. 1995-01-03. Получено 2017-05-03.
  18. ^ Asimow, P.D .; Dixon, J.E .; Ленгмюр, К. Х. (январь 2004 г.). «Модель водного плавления и фракционирования для базальтов срединно-океанических хребтов: приложение к Срединно-Атлантическому хребту у Азорских островов» (PDF). Геохимия, геофизика, геосистемы. 5 (1): Q01E16. Bibcode:2004GGG ..... 5.1E16A. Дои:10.1029 / 2003GC000568.
  19. ^ а б Hirschmann, M. M .; Ghiorso, M. S .; Дэвис, Ф. А .; Гордон, С. М .; Mukherjee, S .; Grove, T. L .; Krawczynski, M .; Medard, E .; Тилль, К. Б. (март 2008 г.). «Библиотека экспериментальных фазовых соотношений (LEPR): база данных и веб-портал для экспериментальных данных о магматических фазовых равновесиях». Геохимия, геофизика, геосистемы. 9 (3): н / д. Bibcode:2008GGG ..... 9.3011H. Дои:10.1029 / 2007GC001894.
  20. ^ «Поиск награды NSF: Награда № 1550482 - SI2-SSI: Совместное исследование: ENKI: Программная инфраструктура, которая позволяет интегрировать знания для моделирования связанных геохимических и геодинамических процессов». Nsf.gov. Получено 2017-05-03.
  21. ^ а б «Модели создают виртуальную углеродную лабораторию». Глубокая углеродная обсерватория. Получено 22 июн 2017.
  22. ^ "Модель глубинных вод Земли". Глубокая углеродная обсерватория. Получено 25 августа 2017.
  23. ^ "Резюме премии № 8451694: Премия президента" Молодому исследователю ". Национальный фонд науки. Получено 23 августа 2017.
  24. ^ Гиорсо, Марк С. (январь 1983 г.). «LSEQIEQ: пакет подпрограмм FORTRAN IV для анализа множественных задач линейной регрессии с возможно неполным псевдорангом и ограничениями линейного равенства и неравенства». Компьютеры и науки о Земле. 9 (3): 391–416. Bibcode:1983CG ...... 9..391G. Дои:10.1016/0098-3004(83)90008-0.
  25. ^ «Компьютеры и науки о Земле - Премия за лучшую работу (1978 -)». Награды и награды. Международная ассоциация математических наук о Земле. Получено 23 августа 2017.
  26. ^ "Web of Science". Thomson Reuters. Получено 22 августа 2017.
  27. ^ «Веб-сервисы CTserver». Расплавы. OFM Research. Получено 23 августа 2017.
  28. ^ «Справочный центр PhasePlot». Phaseplot.org. Получено 2017-05-03.
  29. ^ «MagmaSat в Mac App Store». Itunes.apple.com. 2015-04-06. Получено 2017-05-03.
  30. ^ Ghiorso, Mark S .; Гуальда, Гильерме А. Р. (5 июня 2015 г.). «Модель смешанной флюидонасыщенности H2O – CO2, совместимая с риолитом-MELTS». Вклад в минералогию и петрологию. 169 (6): 53. Bibcode:2015CoMP..169 ... 53G. Дои:10.1007 / s00410-015-1141-8.

внешняя ссылка