哈里·埃爾德菲爾德（1943-2016）

楊雪憶/編譯

哈里·埃爾德菲爾德（1943-2016）

楊雪憶/編譯

哈里·埃爾德菲爾德

· 哈里·埃爾德菲爾德破譯了現代和古代海洋的化學特征，通過研究海水和沉積物中化學物質的分布，揭示海洋在歷史氣候變化中的作用。

哈里·埃爾德菲爾德（Harry Elderfield）是英國劍橋大學地球科學學院海洋地球化學和古化學榮譽教授、圣凱瑟琳學院名譽院士。埃爾德菲爾德是其年代最具盛名的科學家之一，多次獲得業界重要獎章，包括2003年萊爾（Lyell）獎章、2007年歐洲地球化學協會尤里（Urey）獎章和2013年戈爾德施密特（V.M.Goldschmidt）獎，也被推選為2001年英國皇家學會成員。他為科學研究做出了巨大貢獻，在此我們對這位令人尊敬和熱愛的同仁的去世表達沉重的悼念。

今年4月19日逝世的埃爾德菲爾德于1943年出生在英國北約克郡。當時正值二戰巔峰時期，他的父親亨利（Henry）在一次戰斗中失蹤，推測可能溺水身亡。喪父之痛讓埃爾德菲爾德沉浸在深切的悲痛中，同時也激起了他對海洋的好奇心。1965年，埃爾德菲爾德獲得英國利物浦大學化學學位，1969年在倫敦帝國學院完成博士后研究，隨后到利茲大學任教。

1977年，埃爾德菲爾德前往位于金斯頓（牙買加首都）的羅德島大學進行學術休假。在那里，他認識了地球化學家蓋瑞·克林科漢默（Gary Klinkhammer）、約翰·埃德蒙（John Edmond）和華萊士·布勒克（Wallace Broecker）。與這些科學家的交流對埃爾德菲爾德后來的研究產生了深遠的影響。

在利茲大學埃爾德菲爾德的實驗室里，同系的克里斯·霍克斯沃思（Chris Hawkesworth）發現了一種分析稀土元素的方法，在一克巖石樣本中含有17種元素。埃爾德菲爾德和實驗室的技術員默文·格里夫斯（Mervyn Greaves）將這種分析方法進行改良，用來分析一組50升的海水樣品。從北大西洋取得的這組海水樣品中，他們首次對含有10種稀土元素的微小濃度進行了測量。測量結果用皮摩爾（picomolar）為單位（10-12摩爾/千克）。

埃爾德菲爾德很快發現樣本中稀土元素的構成以及元素的特有屬性可以用來辨別不同的水體——全世界海洋里不同區域海水獨特的物理性質。他還準確地預測這些特征可以從覆蓋海床的沉積物中提取，并用來追蹤海洋環流的歷史變遷。（特定地質年代沉積物中稀土元素的構成可以反映當時沉積層形成時海水中元素的組成。）

1982年，埃爾德菲爾德移居到英國劍橋大學的圣凱瑟琳學院。在這里，他第一個發現隨時間衰變的放射性同位素可以用來解決海洋地球化學謎題。埃爾德菲爾德和其在利茲大學時的學生馬丁·帕默（Martin Palmer）一起繪制了過去7 500萬年海水鍶同位素曲線。通過分析已知年代的沉積物中鍶同位素的比率，繪制出了同位素比率隨時間變化的曲線。

這一同位素曲線被“存放”在全球各地的石灰巖中，幫助我們了解大陸風化和熱液噴口的轉移效應。從海床中噴出騰騰的地熱水，將化學物質帶到海洋里，成為海里鍶的主要來源。埃爾德菲爾德提出了“鍶同位素地層學”的概念，用來描述巖層中鍶同位素的繪圖，現在也常常被用來記載沉積物。這一概念對氣象科學家而言也十分有益。風化作用將二氧化碳從大氣中抽離出來，以氣體形式釋放出，在這重要的碳循環構造過程中，鍶同位素曲線扮演了十分重要的作用。

1985年，埃爾德菲爾德的科研小組在一次巡航研究中首次拍攝到了深海熱液噴口 （即TAG噴口點）的照片。這是首次在大西洋（或者說是世界上所有緩慢蔓延的海中央洋脊區）發現的噴口。隨后一年，埃爾德菲爾德開始探索噴口在海洋化學中的角色和流經海床的各種液體。

大約同一時間，埃爾德菲爾德和埃德蒙（當時在麻省理工）都在對方的實驗室里休學術假，但是陰錯陽差從未碰上。在麻省理工，埃爾德菲爾德大部分時間都和古化學家愛德華·波義耳（Edward Boyle）一起工作。波義耳當時試圖把有孔蟲（一種單細胞生物，稱為原生生物）外殼的化學構成和它們生存年代的海水化學構成聯系起來。

他在有孔蟲的外殼——有孔蟲方解石中找到了一些能取代鈣的微量金屬，和可以替代碳酸離子的微量陰離子。埃爾德菲爾德從這些看似是“礦物學的錯誤”中獲得靈感，更深入地了解古代海洋的構成。比如，他發現通過有孔蟲外殼的鎂鈣比率可以推斷有孔蟲形成時期的海洋溫度。這個比率有助于辨別殼中氧同位素的變化是由海洋溫度變化引起的還是由于地球極地冰蓋變化所引起的。最終，埃爾德菲爾德通過對地球冰蓋上萬年間消長變化的研究統計，揭示了全球溫度變化的歷史。

埃爾德菲爾德是一個溫暖、充滿樂趣并且重視家庭的男人。他有略顯淘氣的幽默感和對美術、音樂的獨特品味，還對葡萄酒和小眾烈酒情有獨鐘。除此之外，他對“混亂”有難以置信的本領和覺悟，用他自己的話來說就是“能夠在無法形容的混沌狀態中發掘有意思的趨勢”。

我是埃爾德菲爾德20世紀90年代的博士研究生。有一天，我發現另一課題組的學生提交了與我博士研究課題十分類似的報告。但他的一句話驅散了我的擔憂和恐懼——“這正說明了你所從事的科學研究是多么的令人興奮。”說到這，他稍微頓了一下，露出一個歪斜的微笑，說，“讓我們來做得更好吧。”

［資料來源：Nature］［責任編輯：絲 絲］