(f. Saranac, Michigan, 2 September 1882; D. Homewood, Illinois, 3 februari 1981),
glacialgeologi, kalkstensgrottornas ursprung, geovetenskaplig utbildning.
J Harlen Bretz (”J” är hela hans förnamn, inte en förkortning som ska följas av en period) var den centrala figuren i en av de viktigaste kontroverserna i geologins historia. I en serie artiklar på 1920-och 1930-talet formulerade och försvarade Bretz hypotesen att katastrofal översvämning under den senaste istiden producerade det ovanliga landskapet i den kanaliserade scabland-regionen i östra Washington State. Kontroversen varade fram till 1960-och 1970-talet, då överväldigande fältbevis kombinerat med nya förståelser av översvämningsmekanik, erosion och sedimentering för att övertyga de flesta geologer om att enorma översvämningar verkligen var orsaken till det kanaliserade scablandlandskapet.
Tidigt Liv. J Harlen Bretz föddes den 2 September 1882 i Saranac, Michigan, till Oliver och Rhoda Bretz, på familjens gård. Hans far dabbled i jordbruk men arbetade främst i en butik (sort och möbler) och i ett företag, som han båda ägde. Den unga J Harlen Bretz (hans ursprungliga förnamn var Harley) hade intensiva intressen för amatörastronomi och att utforska den naturliga miljön runt familjegården, inklusive den närliggande Grand River. Han gick på Albion College, där han studerade biologi och fick en AB-examen 1905. På Albion träffade han också klasskamraten Fanny Challis, som blev hans fru 1906. Senare, som gymnasielärare i Flint, Michigan, Bretz utvecklade ett starkt amatörintresse för glacial Geologi. Han producerade sin första publikation om ämnet 1907, och efter att ha flyttat till Washington för att undervisa vid Seattle High School utvecklades Bretz hobby till hans yrke. Han organiserade sina mest självfinansierade fältstudier av glacial geologi i Puget Sound-regionen i en doktorsavhandling, som tilldelades summa cum laude från University of Chicago 1913. Hans avhandlingsrådgivare i Chicago var de kända glacialgeologerna Thomas Chrowder Chamberlin och Rollin D. Salisbury.
Bretz utsågs till biträdande professor i geologi vid University of Washington för perioden 1913-1914. Han var inte glad på universitetet och klagade över sin avdelnings lärobok och föreläsningsmetoder och bristen på uppmärksamhet åt fältstudier. En brådskande vädjan från Salisbury att hjälpa till med fältorienterad undervisning vid University of Chicago fick honom att flytta dit 1915 vid instruktörens startrankning, men 1921 hade han flyttat upp till den fasta lektorns rang. Bretz arbete med att undervisa Geologi fältkurser, dock, snart förde honom tillbaka till nordväst, initialt till Columbia River Gorge mellan Washington och Oregon. År 1922 inledde hans sommarfältkurs för avancerade studenter en studie av det kanaliserade scabland-landskapet i östra Washington.
Översvämningshypoteser. Bretz presenterade formellt sin berömda hypotes i ett papper från 1923,” The Channeled Scablands of the Columbia Plateau”, publicerad i Journal of Geology. Han föreslog att en enorm sen pleistocen översvämning (nu daterad för ungefär sexton tusen år sedan) härstammar från marginalerna på det närliggande Cordilleran-Isarket, som sedan täckte mycket av västra Kanada, sträcker sig från Alaska ner till Puget Sound och de norra delarna av Washington State, Idaho och Montana. Namngivna Spokane Flood för sitt då antagna källområde, denna katastrof stod snyggt för många sammanhängande aspekter av det kanaliserade scabland-landskapet. De enorma volymerna av flodvatten, upp till 200 meter (cirka 660 fot) djupa, registrerades av högnivåutsläpp som utvecklades när dalar före Flood översvämmades utöver deras kapacitet, vilket fick flodvattnet att spillas över klyftor från en dal till en annan. Över en region på cirka 150 x 200 kilometer (cirka 490 till 660 fot) gick denna process samman med olika dalar i preflod till ett anastomoseringskomplex av delande och återförening av kanaler. (Anastomosering avser ett interlacing nätverksmönster av förgrening och återförening av kanaler.) Detta fenomenalt djupa flodvatten rörde sig tillräckligt snabbt för att producera en ovanlig form av erosion i basaltberggrunden, kallad ”scabland” erosion på grund av dess skarpa utseende. Bretz tolkade också stora högar av fluvial grus i scabland-kanalerna för att vara subfluviala flodstänger, deponerade i något långsammare delar av flodvattnet. Namnet” channeled scabland ” applicerades på hela komplexet av funktioner. Längre nedströms översvämningen passerade genom Columbia Gorge, bildade sedan ett stort grusdelta på platsen för dagens Portland, Oregon, och slutligen vidare till Stilla havet.
allt detta visade sig för mycket för tidens geologiska samhälle. Vid mötet i Washington den 12 januari 1927 (D. C.) Vetenskapsakademin, var Bretz inbjuden att försvara sin ”upprörande” hypotes inför en publik av enhetligt skeptiska forskare. Hans muntliga presentation följdes av sex andra samtal, som alla var starkt kritiska till översvämningsteorin. Under de närmaste decennierna, trots Bretz fortsatta ansträngningar, inklusive tjugo stora artiklar om ämnet, motstod det geologiska samhället till stor del den katastrofala översvämningshypotesen. Bland de många geologer som publicerade artiklar som motsatte sig Spokane-Översvämningshypotesen, några av de mest kända är Oscar E. Meinzer, Richard Foster Flint, James Gilluly och William H. Hobbs.
upplösningen av kontroversen kom gradvis, initialt med erkännandet av Joseph Thomas Pardee av en trolig källa för de enorma mängderna flodvatten. På 1940-talet visade Pardee att den isdammade Pleistocene glacial Lake Missoula, som innehöll cirka 2500 kubik kilometer (600 kubik miles) vatten, bildades i norra Idaho och västra Montana och dränerades därefter mycket snabbt till den kanaliserade scabland. Så småningom blev det ackumulerande fältbeviset överväldigande, särskilt när Bretz och andra syntetiserade nya data som erhållits av Bureau of Reclamation under utvecklingen av Columbia Basin bevattningsprojekt på 1950-talet. särskilt viktigt för att övertyga skeptikerna var upptäckten att Jätte nuvarande krusningar lockar många av de grushögar som Bretz korrekt tolkat på 1920-talet för att vara flodbarer. Liknar de relativt små krusningsmärkena som bildar sig längs sandbotten av aktiva floder, förekommer de jätteskaliga krusningarna i tåg på tjugo eller
mer, med individuella krusningar på upp till 10 meter (cirka 33 fot) i höjd och 100 meter i avstånd. Istället för sand består dessa krusningar av översvämningsgrus och stenblock upp till en meter i diameter. Vid 1960-och 1970-talet, när detta bevis monterades och som framsteg inträffade i förståelsen av de fysiska processerna för katastrofal översvämning, blev Bretz djärva hypotes nästan allmänt accepterad.
debatterna från 1920-och 1930-talet om ursprunget till den kanaliserade scabland är viktiga för geologin av metodologiska skäl. Den långvariga karaktären av Spokane Flood-kontroversen uppstod delvis på grund av att många geologer följde materiella och epistemologiska föreställningar om uniformitarism, en princip som felaktigt ansågs ligga till grund för deras vetenskap. Enligt de vanligaste felaktiga tillämpningarna av den uniformitära principen ansågs kataklysmiska processer, såsom de som var ansvariga för ursprunget till det kanaliserade scab-landet, vara olämpliga ämnen för vetenskaplig undersökning. Denna doktrin hade ursprungligen uppstått med Charles Lyell(1797-1875), som använde den för att argumentera mot förslag i början av 1800-talet att katastrofala processer
(några av dem bibliska) var viktiga att tänka på för att förstå jordens historia. För att motverka denna presumtion om uniformitarism kunde Bretz endast tillhandahålla noggrant beskrivna fältbevis för dem som är villiga att allvarligt överväga det. Den slutliga triumfen av hans hypotes, mot dess ursprungligen antagonistiska mottagning, satte scenen för återuppkomsten av en ny typ av geologisk katastrof, som är mest framträdande i den nya förståelsen av rollen som slagkratering på jordens historia.
arbeta på Grönland. Efter ett decennium av nästan kontinuerlig forskning om den kanaliserade scabland, Bretz vände sig till andra studier, börjar med deltagande i Louise A.Boyd Expedition till Östra Grönland 1933. Arbetet med den surficiella geologin i Chicago-regionen ledde till två monografier. Dessa skisserar geniala analyser av dräneringen av Glacial Lake Chicago, en föregångare till modern Lake Michigan. Från 1938 till 1961 ägnades mycket av Bretz uppmärksamhet åt studier av kalkstensgrottornas ursprung.Han argumenterade vältaligt för ursprunget till många grottfunktioner genom processer av grundvattencirkulation under vattentabellen. Hans grottstudier i sjutton amerikanska stater, Mexiko och Bermuda placerade fysisk Speleologi på en fast vetenskaplig grund. Bretz mest omfattande grottundersökning var hans bok, Caves of Missouri, publicerad 1956. Hans insikter och energi var viktiga för det sena tjugonde århundradets återuppkomst av karst geomorfa och hydrologiska studier i USA.
medan en fakultetsmedlem vid University of Chicago från 1915 till 1947 och i efterföljande semiretirement övervakade Bretz fältgeologiutbildning av mer än tre hundra doktorander, inklusive de framtida geologiska armaturerna M. King Hubbert, William C. Krumbein, Francis P. Shepardoch Hakon A. Wadell. Hans undervisningsförmåga, som använder den sokratiska metoden, var känd bland alla programmets akademiker och erkändes 1959 av Neil Minor Award för undervisningsförmåga från National Association of Geology Teachers.
efter sin formella pensionering från University of Chicago fortsatte ”Doc” Bretz (som han var känd för studenter och kollegor) tillfälligt arbete i samband med geological surveys of Illinois, Missouri och Washington. Med C. Leland Horberg på 1940-och 1950-talet publicerade Bretz innovativ forskning om uppkomsten av bergliknande kalciumkarbonatkrustation i calichejord. Hans monografi från 1965,” Geomorphic History of the Ozarks of Missouri”, står som klassisk analys av landskap. På 1970-och 1980-talet, nya upptäckter av scablandlike landskap i andra delar av jorden och överraskande på planeten Mars, förklarades alla av katastrofala översvämningsprocesser, mycket på samma sätt som Bretz först hade skandalöst föreslagit 1923.
vid åldern nittiosju, som ett erkännande av en livstid av vetenskapliga prestationer som spänner över mer än sjuttio år, J Harlen Bretz hedrades 1979 med Penrose Medal, Den högsta utmärkelsen av Geological Society of America. Genom att acceptera priset gav Bretz följande bedömning av sina stora forskningsresultat: ”kanske kan jag krediteras med att återuppliva och avmystifiera legendarisk katastrof och utmana en för rigorös uniformitarism” (1980, s. 1095).
bibliografi
J Harlen Bretz papper (25 lådor, 12.5 linjära fötter) är inrymda vid Special Collections Research Center, University of Chicago Library, 1100 East 57th Street, Chicago, Illinois 60637. Arkivet innehåller många av Bretz skrifter från 1905 till 1977. Det finns ingen fullständig bibliografi över alla publicerade verk.
fungerar av BRETZ
”Glaciation av Puget Sound-regionen.”Washington Division ofminor och geologi Bulletin 8 (1913): 1-244. Den publicerade versionen av Bretz doktorsavhandling.
”de kanaliserade Scablandsna på Columbia Plateau.”Journal ofGeology31 (1923): 617-649.
”geologi och mineralresurser av kungarna Fyrkant.”Illinois State Geological Survey Bulletin 43 (1923): 205-304.
” Spokane-översvämningen bortom de kanaliserade Scablandsna.”Journal of Geology33 (1925): 97-115, 236-259.
” den kanaliserade Scabland i östra Washington.”GeographicalReview 18 (1928): 446-477.
”Grande Coulee.”American Geographical Society SpecialPublication 15 (1932): 1-89.
” Fysiografiska studier av Östra Grönland.”I Fjordregionen i Östra Grönland, redigerad av Louise A. Boyd. New York: Amerikanska Geografiska Samhället, 1935.
” geologi i Chicago-regionen: Del 1, Allmänt.”Illinoisgeologisk Undersökning Bulletin65 (1939): 1-118.
” Vadose och Phreatic funktioner i kalkstensgrottor.”Journal ofGeology50 (1942): 675-811
. ”Stadierna i Lake Chicago: deras orsaker och korrelationer.”American Journal of Science 249 (1951): 401-429.
” geologi i Chicago-regionen: del 2, pleistocen.”Illinois Geological Survey Bulletin 65 (1955): 1-132.
”grottor i Missouri.”Missouri Geological Survey och WaterResources Report 39 (1956): 1-490.
med H. T. U. Smith och George Neff. ”Kanaliserad Scabland of Washington-nya Data och tolkningar.”Geological Society of America Bulletin 67 (1956): 957-1049.
”Washingtons kanaliserade Scabland.”Washington Department ofConservation, avdelningen för gruvor och geologi Bulletin 45 (1959): 1-57.
”Bermuda: En Delvis Drunknad, Sen Mogen Pleistocen Karst.”Geological Society of America Bulletin 71 (1960): 1729-1754.
”Geomorf historia av Ozarks i Missouri.”MissouriDivision av geologisk undersökning och Vattenresursrapport 41 (1965): 1-147.
” sjön Missoula översvämmar och den kanaliserade Scabland.”Journal of Geology77 (1969): 505-543.
” Inledning.”I den kanaliserade Scabland: en Guide till thegeomorfologi av Columbia Basin, redigerad av Victor R. Baker och Dag Nummedal. Washington, DC: nationell flygteknik och Rymdadministration, 1978.
”Presentation av Penrose-medaljen till J Harlen Bretz: svar.”Geological Society of America Bulletin, del II, 91 (1980): 1095.
andra källor
Baker, Victor R. ”Spokane Flood-kontroversen och de Martiska utflödeskanalerna.”Vetenskap 202 (1978): 1249-1256.
–, Red. Katastrofal översvämning: ursprunget till den Kanaliseradecabland. Stroudsburg, PA: Dowden, Hutchinson och Ross, 1981. Redaktionella kommentarer och omtryckta artiklar beskriver Spokane Flood-kontroversen och betonar Bretz roll och relevanta historiska och vetenskapliga sammanhang.
———. ”Spokane-Översvämningsdebatten och dess arv.”I Geomorfa system i Nordamerika, redigerad av William L. Graf. Boulder, CO: Geological Society of America, 1987.
———. ”Joseph Thomas Pardee och Spokane Flood-kontroversen.”GSA idag 5 (1995): 169-173.
Baker, Victor R. och R. C. Bunker. ”Cataclysmic Late Pleistocene översvämningar från Glacial Lake Missoula: en översyn.”Quaternary Science Recensioner 4 (1985): 1-41.
Victor R. Baker
