Mark S. Ghiorso

Mark S. Ghiorso
Portrait of Mark Ghiorso.jpg
I Tongariro National Park , Nya Zeeland
Född ( 1954-10-21 ) 21 oktober 1954
San Francisco , Kalifornien
Medborgarskap amerikansk
Utbildning University of California Berkeley
Känd för modellering av fasjämvikter i magmatiska system
Vetenskaplig karriär
Fält geokemi
institutioner OFM Research, University of Washington , Vanderbilt University
Doktorand rådgivare Ian Carmichael
Influenser Hal Hegelson, Ian Carmichael, Richard Sack, Bernard Evans
Hemsida markghiorso .org

Mark S. Ghiorso (född 21 oktober 1954) är en amerikansk geokemist som är bosatt i Seattle, Washington. Han är mest känd för att skapa MELTS, ett mjukvaruverktyg för termodynamisk modellering av fasjämvikter i magmatiska system .

Utbildning

Ghiorso har en AB, MS och PhD från University of California, Berkeley . Han valde Berkeley av praktiska skäl: "Jag gick till Berkeley för att det var den lokala skolan, för att undervisningen i princip var gratis och för att jag som gymnasieelev fascinerades av varma källor, vulkaner och i synnerhet Howells arbeten. Williams och Arthur L. Day."

Karriär

1980 anställdes Ghiorso av University of Washington (UW) som biträdande professor vid institutionen för geologiska vetenskaper. Han befordrades till docent (en fast anställning ) tre år senare och till professor 1986. Han fungerade som institutionsordförande 1994 till 1999.

2003 anställdes han av University of Chicago . Att lämna UW var ett svårt beslut, eftersom Ghiorso är en stor troende på folkbildning. Han nämnde allvarliga farhågor om UW-administrationen som ett primärt skäl för att lämna.

2005 bestämde han sig för att lämna akademin och ägna sig heltid åt forskning. Han återvände till Seattle och grundade tillsammans med sin kollega Richard Sack det lilla ideella forskningsföretaget OFM Research, där han är vicepresident och senior forskare. Han har också anställningar som affiliate fakulteter vid University of Washington och Vanderbilt University .

Ghiorso har också fungerat som Associate Editor för följande vetenskapliga tidskrifter: American Journal of Science (1990–nutid); Amerikansk mineralog (1990–1993); Geochimica et Cosmochimica Acta (1991–1993); och bidrag till mineralogi och petrologi (2015–nuvarande),

Vetenskapliga bidrag

Som student skrev Ghiorso en avhandling om de varma källorna i området Devil's Kitchen i Lassen Volcanic Park . Detta verk publicerades aldrig. Under sitt examensarbete fortsatte han att göra experimentellt arbete relaterat till sura sulfatvarma källor tills han blev intresserad av försök från Ian Carmichael att skapa en modell för lösningar i silikatvätskor som kunde användas som en geotermometer för magmatiska bergarter.

Bakgrund

Inom magmatisk petrologi försöker geologer lära sig mer om vulkaniska system genom registrering i magmatiska bergarter . Mest magma genereras i manteln genom en process som kallas dekompressionssmältning . När materialet stiger och trycket minskar, solidus tills en del av manteln kan smälta. Vid eller nära ytan kyls magman och kristalliseras. Beroende på förhållandena kan den hinna svalna jämnt, eller så fraktionerad kristallisering inträffa om delar av magman avlägsnas efter att de kristalliserat.

Bowens reaktionsserie

En tidig modell för fraktionerad kristallisation, som förklarade varför vissa typer av mineral tenderar att hittas tillsammans i magmatiska bergarter, var Bowens reaktionsserie, formulerad 1922. Bowen fann att när magma kristalliserar separeras den i två serier: en kontinuerlig serie av mineraler som kontinuerligt justerar sin sammansättning genom interaktioner med smältan, och en diskontinuerlig serie mineraler som förblir fixerade i sammansättningen när de svalnar. Således anger typen av mineral vid vilken temperatur det bildades.

Fram till 1960-talet var tolkningen av den magmatiska rockskivan till stor del kvalitativ. Ian Carmichael ville bestämma kvantitativ information som magmans temperatur och tryck när kristaller bildades samt innehåll av löst vatten och syre. För detta behövdes termodynamiska modeller . Även om försök att tillämpa rigorös termodynamik på magmatiska processer går tillbaka till åtminstone 1949, hindrades de av brist på experimentella data. Med hjälp av verktyg som en droppkalorimeter och våtkemi satte Carmichael och kollegor sig för att systematiskt utforska termodynamiska egenskaper hos magma vid höga temperaturer.

Termodynamiska modeller

Ghiorso började arbeta med Carmichael på silikat-vätskemodeller 1978, och 1980 publicerade de sina första geotermometrar. Carmichael anställde Richard Sack 1980, och Sack började omfattande experiment som gick in i en mer sofistikerad modell som publicerades 1983, när Ghiorso var vid University of Washington. Ghiorso skrev ett program i FORTRAN 77 som han distribuerade till andra forskare. Ghiorso och Sack insåg dock att modellen behövde bli mer sofistikerad.

Till en början var NSF-programcheferna skeptiska till denna beräkningsmetod, och Ghiorso fick tre NSF-förslag avslagna. Lyckligtvis lyckades han övertala Digital Equipment Corporation att finansiera hans arbete. Efter ett decennium av att publicera termodynamiska data om mineraler som olivin och fältspat presenterade Ghiorso och Sack sin nya modell, nu kallad MELTS. Deras 1995-publikation i Contributions to Mineralogy and Petrology blev tidskriftens mest citerade artikel, med mer än 2 100 citeringar i början av 2017.

Efter publiceringen av MELTS fortsatte Ghiorso att förbättra och utöka den med hjälp av kollegor som Mark Hirschmann, Paul Asimow, Pete Reiners och Victor Kress. Efter att de identifierat några grundläggande problem med teorin vid högt tryck, utvecklade de pMELTS, en modell för högt tryck (1-3 gigapascal (GPa)), och publicerade den 2001. Asimow och medförfattare publicerade phMELTS, en modell för mitten av -ocean ridge basalter som inkorporerade effekten av vatteninnehåll. År 1998 etablerade Ghiorso, Hirschmann och Tim Grove Library of Experimental Phase Relations (LEPR), en onlinedatabas för experimentella resultat om jämvikter i fasta smältor. Med Guilherme (Guil) Gualda modifierade han MELTS för att fungera bättre med rhyolite , en silikatrik serie av stenar, och släppte rhyolite-MELTS.

Ghiorso är den ledande utredaren för ett NSF-samarbetsforskningsanslag för att utveckla ENKI (Enabling Knowledge Integration), en webbaserad modellkonfigurations- och testportal för beräkningstermodynamik och vätskedynamik. Han är den ledande utredaren i projektet. Tillsammans med Dmitri Sverjensky från Johns Hopkins University leder Ghiorso ett Deep Carbon Observatory- projekt för att integrera MELTS med Deep Earth Water Model (DEW) skapad av Sverjensky. DEW-programmet modellerar interaktioner mellan vatten och berg till 200 km djup. Förflyttningen av kol mellan silikatsmältor och vattenhaltiga vätskor är fortfarande dåligt förstådd.

Utmärkelser

1984, medan Ghiorso var vid University of Washington, fick han ett Presidential Young Investigator Award , ett forskningsanslag på ett belopp av $245 918, från National Science Foundation . För en artikel publicerad i Computers & Geosciences fick han priset för bästa papper från dess utgivare, International Association for Mathematical Geosciences . Han valdes till Fellow i Mineralogical Society of America 1993, Geological Society of America 1997 och American Geophysical Union 1999. Mineralogical Society of America gjorde honom till Distinguished Lecturer för 1996–1997, valde honom till Councillor för 1997– 2001, tilldelade honom Dana-medaljen 2003 och valde honom till president 2021. Han fick Bunsen-medaljen från European Geosciences Union 2010 och Norman L. Bowen Award från VGP-sektionen av American Geophysical Union 2014.

Publikationer

Ghiorso har publicerat mer än 120 referentgranskade artiklar för totalt mer än 10 000 citeringar och ett h-index på 47. Några av de mer citerade artiklarna följer:

  •   Ghiorso, Mark S.; Sack, Richard O. (mars 1995). "Kemisk massöverföring i magmatiska processer IV. En reviderad och internt konsekvent termodynamisk modell för interpolation och extrapolering av vätske-fasta jämvikter i magmatiska system vid förhöjda temperaturer och tryck". Bidrag till mineralogi och petrologi . 119 (2–3): 197–212. Bibcode : 1995ComP..119..197G . doi : 10.1007/BF00307281 . S2CID 95737651 .
  • Gualda, Guilherme AR; Ghiorso, Mark S.; Citroner, Robin V.; Carley, Tamara L. (maj 2012). "Rhyolite-MELTS: En modifierad kalibrering av MELTS optimerad för kiseldioxidrika, vätskebärande magmatiska system" . Journal of Petrology . 53 (5): 875–890. doi : 10.1093/petrology/egr080 .
  • Ghiorso, Mark S.; Hirschmann, Marc M.; Reiners, Peter W.; Kress, Victor C. (maj 2002). "The pMELTS: En revidering av MELTS för förbättrad beräkning av fasrelationer och huvudelementuppdelning relaterad till partiell smältning av manteln till 3 GPa" . Geokemi, Geofysik, Geosystem . 3 (5): 1030. Bibcode : 2002GGG.....3.1030G . doi : 10.1029/2001GC000217 .
  •   Asimow, Paul D.; Ghiorso, Mark S. (1 oktober 1998). "Algoritmiska modifieringar som utökar MELTS för att beräkna subsolidus fasrelationer". Amerikansk mineralog . 83 (9–10): 1127–1132. Bibcode : 1998AmMin..83.1127A . doi : 10.2138/am-1998-9-1022 . S2CID 28848135 .
  •   Sack, RO; Carmichael, ISE; Rivers, M.; Ghiorso, MS (februari 1981). "Järn-järn-jämvikter i naturliga silikatvätskor vid 1 bar". Bidrag till mineralogi och petrologi . 75 (4): 369–376. Bibcode : 1981CoMP...75..369S . doi : 10.1007/BF00374720 . S2CID 96610217 .
  • Sack, Richard O; Ghiorso, Mark S (1991). "Kromiska spineller som petrogenetiska indikatorer: termodynamik och petrologiska tillämpningar". Den amerikanske mineralogen . 76 (5–6): 827–847.
  •   Baker, MB; Hirschmann, MM; Ghiorso, MS; Stolper, EM (25 maj 1995). "Kompositioner av nära-solidus peridotite smälter från experiment och termodynamiska beräkningar". Naturen . 375 (6529): 308–311. Bibcode : 1995Natur.375..308B . doi : 10.1038/375308a0 . S2CID 4264062 .
  •   Ghiorso, Mark S.; Evans, Bernard W. (november 2008). "Termodynamik för Rhombohedral Oxide Solid Solutions och en revision av FE-TI tvåoxid geotermometer och syrebarometer". American Journal of Science . 308 (9): 957–1039. Bibcode : 2008AmJS..308..957G . doi : 10.2475/09.2008.01 . S2CID 93837671 .
  •   Ghiorso, Mark S.; Sack, Richard O. (oktober 1991). "Fe-Ti-oxidgeotermometri: termodynamisk formulering och uppskattning av intensiva variabler i kiselmagma". Bidrag till mineralogi och petrologi . 108 (4): 485–510. Bibcode : 1991CoMP..108..485G . doi : 10.1007/BF00303452 . S2CID 128750411 .
  •   Ghiorso, Mark S.; Carmichael, Ian SE; Rivers, Mark L.; Sack, Richard O. (november 1983). "Den Gibbs fria energin för blandning av naturliga silikatvätskor; en expanderad normal lösningsapproximation för beräkning av magmatiska intensiva variabler". Bidrag till mineralogi och petrologi . 84 (2–3): 107–145. Bibcode : 1983CoMP...84..107G . doi : 10.1007/BF00371280 . S2CID 94652920 .

Mjukvaruverktyg

Programvaruverktyg som Ghiorso har skapat, antingen ensam eller tillsammans med andra, inkluderar följande:

  • ENKI-portalen
  • MELTS, pMELTS och termodynamiska egenskaper räknare
  • CTserver: webbtjänster för beräkningstermodynamik av geologiska material
  • LEPR, en databasportal för experimentella data om mineral-smältjämvikter
  • PhasePlot, programvara för att visualisera fasjämvikter på tryck-temperaturnät.
  • MagmaSat (Mac) och MagmaSatApp (iPad), programvara för att beräkna mättnadsförhållandena för H 2 O-CO 2 blandade vätskor i naturliga silikatsmältor

externa länkar

Hämtad från " https://sv.wikipedia.org/w/index.php?title=Mark_S._Ghiorso&oldid=1139776653 "