哈里·埃尔德菲尔德（1943-2016）

杨雪忆/编译

哈里·埃尔德菲尔德（1943-2016）

杨雪忆/编译

哈里·埃尔德菲尔德

· 哈里·埃尔德菲尔德破译了现代和古代海洋的化学特征，通过研究海水和沉积物中化学物质的分布，揭示海洋在历史气候变化中的作用。

哈里·埃尔德菲尔德（Harry Elderfield）是英国剑桥大学地球科学学院海洋地球化学和古化学荣誉教授、圣凯瑟琳学院名誉院士。埃尔德菲尔德是其年代最具盛名的科学家之一，多次获得业界重要奖章，包括2003年莱尔（Lyell）奖章、2007年欧洲地球化学协会尤里（Urey）奖章和2013年戈尔德施密特（V.M.Goldschmidt）奖，也被推选为2001年英国皇家学会成员。他为科学研究做出了巨大贡献，在此我们对这位令人尊敬和热爱的同仁的去世表达沉重的悼念。

今年4月19日逝世的埃尔德菲尔德于1943年出生在英国北约克郡。当时正值二战巅峰时期，他的父亲亨利（Henry）在一次战斗中失踪，推测可能溺水身亡。丧父之痛让埃尔德菲尔德沉浸在深切的悲痛中，同时也激起了他对海洋的好奇心。1965年，埃尔德菲尔德获得英国利物浦大学化学学位，1969年在伦敦帝国学院完成博士后研究，随后到利兹大学任教。

1977年，埃尔德菲尔德前往位于金斯顿（牙买加首都）的罗德岛大学进行学术休假。在那里，他认识了地球化学家盖瑞·克林科汉默（Gary Klinkhammer）、约翰·埃德蒙（John Edmond）和华莱士·布勒克（Wallace Broecker）。与这些科学家的交流对埃尔德菲尔德后来的研究产生了深远的影响。

在利兹大学埃尔德菲尔德的实验室里，同系的克里斯·霍克斯沃思（Chris Hawkesworth）发现了一种分析稀土元素的方法，在一克岩石样本中含有17种元素。埃尔德菲尔德和实验室的技术员默文·格里夫斯（Mervyn Greaves）将这种分析方法进行改良，用来分析一组50升的海水样品。从北大西洋取得的这组海水样品中，他们首次对含有10种稀土元素的微小浓度进行了测量。测量结果用皮摩尔（picomolar）为单位（10-12摩尔/千克）。

埃尔德菲尔德很快发现样本中稀土元素的构成以及元素的特有属性可以用来辨别不同的水体——全世界海洋里不同区域海水独特的物理性质。他还准确地预测这些特征可以从覆盖海床的沉积物中提取，并用来追踪海洋环流的历史变迁。（特定地质年代沉积物中稀土元素的构成可以反映当时沉积层形成时海水中元素的组成。）

1982年，埃尔德菲尔德移居到英国剑桥大学的圣凯瑟琳学院。在这里，他第一个发现随时间衰变的放射性同位素可以用来解决海洋地球化学谜题。埃尔德菲尔德和其在利兹大学时的学生马丁·帕默（Martin Palmer）一起绘制了过去7 500万年海水锶同位素曲线。通过分析已知年代的沉积物中锶同位素的比率，绘制出了同位素比率随时间变化的曲线。

这一同位素曲线被“存放”在全球各地的石灰岩中，帮助我们了解大陆风化和热液喷口的转移效应。从海床中喷出腾腾的地热水，将化学物质带到海洋里，成为海里锶的主要来源。埃尔德菲尔德提出了“锶同位素地层学”的概念，用来描述岩层中锶同位素的绘图，现在也常常被用来记载沉积物。这一概念对气象科学家而言也十分有益。风化作用将二氧化碳从大气中抽离出来，以气体形式释放出，在这重要的碳循环构造过程中，锶同位素曲线扮演了十分重要的作用。

1985年，埃尔德菲尔德的科研小组在一次巡航研究中首次拍摄到了深海热液喷口 （即TAG喷口点）的照片。这是首次在大西洋（或者说是世界上所有缓慢蔓延的海中央洋脊区）发现的喷口。随后一年，埃尔德菲尔德开始探索喷口在海洋化学中的角色和流经海床的各种液体。

大约同一时间，埃尔德菲尔德和埃德蒙（当时在麻省理工）都在对方的实验室里休学术假，但是阴错阳差从未碰上。在麻省理工，埃尔德菲尔德大部分时间都和古化学家爱德华·波义耳（Edward Boyle）一起工作。波义耳当时试图把有孔虫（一种单细胞生物，称为原生生物）外壳的化学构成和它们生存年代的海水化学构成联系起来。

他在有孔虫的外壳——有孔虫方解石中找到了一些能取代钙的微量金属，和可以替代碳酸离子的微量阴离子。埃尔德菲尔德从这些看似是“矿物学的错误”中获得灵感，更深入地了解古代海洋的构成。比如，他发现通过有孔虫外壳的镁钙比率可以推断有孔虫形成时期的海洋温度。这个比率有助于辨别壳中氧同位素的变化是由海洋温度变化引起的还是由于地球极地冰盖变化所引起的。最终，埃尔德菲尔德通过对地球冰盖上万年间消长变化的研究统计，揭示了全球温度变化的历史。

埃尔德菲尔德是一个温暖、充满乐趣并且重视家庭的男人。他有略显淘气的幽默感和对美术、音乐的独特品味，还对葡萄酒和小众烈酒情有独钟。除此之外，他对“混乱”有难以置信的本领和觉悟，用他自己的话来说就是“能够在无法形容的混沌状态中发掘有意思的趋势”。

我是埃尔德菲尔德20世纪90年代的博士研究生。有一天，我发现另一课题组的学生提交了与我博士研究课题十分类似的报告。但他的一句话驱散了我的担忧和恐惧——“这正说明了你所从事的科学研究是多么的令人兴奋。”说到这，他稍微顿了一下，露出一个歪斜的微笑，说，“让我们来做得更好吧。”

［资料来源：Nature］［责任编辑：丝 丝］