玛丽·萨普的地图彻底改变了我们对海底的认识

尽管在过去的100年里进行了所有的深海探险，并从海底采集了样本，但人类对海洋最深处的了解仍然很少。而且有很好的理由去了解更多。

大多数海啸都始于海底以下或附近的地震。海底为鱼类、珊瑚以及复杂的微生物、甲壳类和其他生物群落提供了栖息地。它的地形控制着分配热量的气流，有助于调节地球气候。

7月30日是地质学家和海洋学家玛丽·萨普(Marie Tharp)诞辰100周年，她创作的地图改变了人们对世界三分之二地区的想象。从1957年开始，萨普和她的研究伙伴、地质学家布鲁斯·希岑(Bruce Heezen)开始出版第一张全面的地图，显示了海底的主要特征-山脉、山谷和海沟。

作为一名地球科学家，我认为萨普应该和简·古德尔或尼尔·阿姆斯特朗一样出名。原因如下。

直到20世纪50年代，许多科学家都认为海床毫无特色。萨普显示，它包含了崎岖的地形，而且大部分都是以系统的方式进行布局的。

她的照片对板块构造理论的发展至关重要-板块或地壳的大片相互作用，产生了地球的地震和火山活动。早期的研究人员，特别是地球物理学家和气象学家阿尔弗雷德·韦格纳(Alfred Wegener)注意到非洲和南美的海岸线是多么紧密地结合在一起，并提出这两个大陆曾经是相连的。Tharp发现了大西洋中心的山脉和一个裂谷，在那里两个大陆可能被撕裂了。

多亏了萨普手绘的海底再现，我可以想象从纽约步行穿过大西洋海底到里斯本的情景。这次旅行会把我带到大陆架上。然后向下驶向索姆深海平原。我需要绕过水下的山，叫做海山。然后，我会开始缓慢攀登大西洋中部山脉，这是一条南北走向的水下山脉。

在攀登到低于海平面8200英尺的山脊顶峰后，我会下降几百英尺，穿过山脊的中心裂谷，然后沿着山脊的东边往上走。然后又回到了海底，直到我开始沿着欧洲大陆的斜坡长途跋涉到达里斯本。总步行约3800英里-几乎是阿巴拉契亚小径长度的两倍。

萨普出生于密歇根州的伊普西兰蒂，在大学里学习英语和音乐。但后来在1943年，她报名参加了密歇根大学的一个硕士学位项目，该项目旨在培养女性在第二次世界大战期间成为石油地质学家。

萨普后来回忆说：“需要女孩来填补空缺的职位，因为男孩们都出去打架了。”

在为俄克拉何马州的一家石油公司工作后，萨普于1948年在哥伦比亚大学寻找了一份地质学工作。女性不能登上考察船，但萨普可以征兵，并受雇帮助男性研究生。

萨普与研究生希岑(Heezen)合作，希岑给出了她要起草的海底概况。这些是长长的纸卷，用声纳从船上测量，显示沿着线性路径的海底深度。

萨普从一张大白纸开始，标出了纬度和经度的线条。然后，她会仔细地标出船经过的地方。接下来，她将读取声纳剖面上每个位置的深度，将其标记在船的航迹上，并创建自己的压缩剖面，显示到海底的深度与船行驶的距离。

她的一项重要创新是绘制了描绘海底面貌的草图。这些视图使得可视化海底地形和创建地形图变得更容易。

萨普小心翼翼地绘制了横跨北大西洋的六条东西剖面，揭示了以前没有人描述过的东西：海洋中心有一个几英里宽、几百英尺深的裂缝。萨普认为这是一个裂谷-一种已知存在于陆地上的长槽。

希岑称这个想法是“女孩子的谈话”，并告诉萨普重新计算和重新起草。当她这么做的时候，裂谷还在那里。

另一名研究助理正在相同大小和比例的地图上绘制地震震中位置。对比两张地图，希岑和萨普意识到地震震中落在裂谷内。这一发现对板块构造理论的发展至关重要：它表明裂谷正在发生运动，大陆实际上可能正在漂移。

这一见解是革命性的。1957年，刚刚获得博士学位的希岑在普林斯顿大学发表演讲，展示了裂谷和震中，地质系主任哈里·赫斯(Harry Hess)回答说：“你动摇了地质学的基础。”

1959年，美国地质学会出版了希岑、萨普和他们工作的拉蒙特地质天文台主任莫里斯·尤因(Maurice“Doc”Ewing)的“海洋地板：一、北大西洋”(The Floans of the Ocean：I.The North Atlantic)一书。它包含了Tharp的海洋概况、想法和访问Tharp的地形图的权限。

一些科学家认为这项工作很出色，但大多数人不相信。法国海底探险家雅克·库斯托决心证明萨普是错的。乘坐他的科考船“卡利普索号”航行时，他故意越过中大西洋海脊，放下了一台水下电影摄影机。令库斯托惊讶的是，这部电影显示了一个裂谷的存在。

“一张照片胜过千言万语，眼见为实，这句老话是真的，”萨普在1999年的一篇回顾文章中评论道。

是什么造成了裂痕呢？赫斯在1962年的一篇论文中提出了一些想法。它假设热的岩浆从裂谷处的地球内部升起，随着冷却而膨胀，并将相邻的两个板块推向更远的地方。这一观点是对板块构造理论的关键贡献，但赫斯没有参考“海底”中提出的批判性工作--这是为数不多的将萨普列为合著者的出版物之一。

萨普继续与希岑合作，使海底栩栩如生。他们的合作包括1967年由国家地理出版的印度洋地图，以及1977年世界海洋地底地图，现在保存在国会图书馆。

1977年希岑去世后，萨普继续她的工作，直到2006年去世。1978年10月，Heezen(死后)和Tharp被授予哈伯德奖章，这是国家地理学会的最高荣誉，加入了欧内斯特·沙克尔顿、路易斯和玛丽·利基以及简·古德尔等探险家和发现者的行列。

今天，船只使用一种叫做条带映射的方法，这种方法测量带状路径上的深度，而不是沿着一条线。这些丝带可以缝合在一起，以创建一张准确的海底地图。

但由于船只移动缓慢，一艘船需要200年才能完全绘制出海底地图。一项在2030年之前绘制整个海底详细地图的国际努力正在进行中，该努力使用了多艘船，由日本基金会(Nippon Foundation)和海洋总等深图(General Bathmetic Chart Of The Ocean)牵头。

这些信息对于开始了解邻里尺度上的海底是什么样子至关重要。萨普是第一个展示海底及其不同社区丰富地形的人。

苏珊娜·奥康奈尔(Suzanne OConnell)是卫斯理大学(Wesleyan University)地球与环境科学教授。本文最初发表在theconversation.com上。