Клэр Кэмерон Паттерсон
Клэр Кэмерон Паттерсон | |
|---|---|
 Клэр Паттерсон | |
| Рожденный | 2 июня 1922 г. Митчелвилл, Айова , США |
| Умер | 5 декабря 1995 г. ( 73 года Си-Ранч, Калифорния , США |
| Альма-матер | |
| Известный | Уран-свинцовое датирование , возраст Земли , загрязнение свинцом |
| Супруг | Лорна «Лори» Паттерсон |
| Дети | 4 (Сьюзен, Клэр, Чарльз, Кэмерон) [1] |
| Награды | Премия Тайлера (1995) Премия В.М. Гольдшмидта (1980). Медаль Дж. Лоуренса Смита (1973) |
| Научная карьера | |
| Поля | Геохимия |
| Учреждения | Калифорнийский технологический институт |
| Диссертация | Изотопный состав следовых количеств свинца и кальция (1951) |
| Докторантура | Харрисон Браун |
Клер Кэмерон Паттерсон (2 июня 1922 г. - 5 декабря 1995 г.) [1] был американским геохимиком . Паттерсон родился в Митчелвилле , штат Айова , окончил Гриннелл-колледж . Позже он получил докторскую степень. из Чикагского университета и всю свою профессиональную карьеру провел в Калифорнийском технологическом институте (Калифорнийский технологический институт).
В сотрудничестве с Джорджем Тилтоном Паттерсон разработал метод датирования свинец-свинец на основе установленных процедур датирования уран-свинец . Используя свинца по изотопам данные из метеорита Каньон Диабло , он рассчитал возраст Земли в 4,55 миллиарда лет — цифра, гораздо более точная, чем оценки, существовавшие в то время, и которая остается практически неоспоримой с 1956 года.
Паттерсон впервые столкнулся с повсеместным загрязнением свинцом в конце 1940-х годов, будучи аспирантом Чикагского университета. Позже его работа на эту тему привела к тотальной (в США и во всем мире) переоценке нерегулируемого роста концентрации промышленного свинца в атмосфере и в организме человека. Его активность в отношении этой проблемы оказалась плодотворной в запрете «этилированного бензина» , а также «этилированного припоя» в консервных банках .
Ранний период жизни
[ редактировать ]Паттерсон родился в Митчелвилле, штат Айова . Его отец был почтальоном, мать — членом местного школьного совета. У него было двое братьев и сестер, брат и сестра. [1] [2] С юных лет у него развилось интеллектуальное любопытство. [2] а в 1939 году он окончил среднюю школу в возрасте 16 лет. Затем он поступил в соседний Гриннелл-колледж, встретил там свою будущую жену Лорну (Лори) Макклири и получил диплом по химии в 1943 году. [1] [3] Оба студента учились в аспирантуре Университета Айовы , где получили степень магистра в области молекулярной спектроскопии , и в 1944 году они поженились. [4] Оба затем работали в Манхэттенском проекте в качестве гражданских лиц, сначала в Чикагском университете, а затем в Ок-Ридже, штат Теннесси , где он специализировался на масс-спектрометрии . [4] [5]
После Второй мировой войны Паттерсоны вернулись в Чикаго, где Лори работал инфракрасным спектроскопистом и поддерживал Паттерсона, пока он учился на докторскую степень. в Чикагском университете под руководством Харрисона Брауна . Проводя эксперименты в старой лаборатории, Паттерсон обнаружил широкое присутствие свинца в качестве загрязнителя по всей лаборатории, в том числе в его собственных волосах . (Этот предмет — широкое распространение свинца в атмосфере и окружающей среде — стал предметом изучения позже в его карьере. Его более поздние работы дали шокирующие результаты, показывающие повсеместное присутствие токсичного свинца в окружающей среде.) [6] После года постдокторской диссертации в Чикаго в 1952 году Паттерсон вместе с Брауном переехал в Калифорнийский технологический институт в Пасадене, штат Калифорния , в частности, в (ныне) отдел геологических и планетарных наук, где они стали членами-основателями новой программы геохимии Калифорнийского технологического института . [4] Он оставался в Калифорнийском технологическом институте до конца своей жизни. У него и Лори было четверо детей. [7]
Измерение возраста Земли
[ редактировать ]Постдокторскую работу Паттерсон в Чикагском университете проводил под руководством Харрисона Брауна , который объединил его с Джорджем Тилтоном для изучения геологического старения кристаллов циркона . Циркон чрезвычайно полезен для геологического датирования: при формировании он собирает мельчайшие дефекты урана, но никогда не содержит свинца. Отсюда следует, что если свинец присутствует в цирконе, то он должен образоваться в результате распада присутствующего урана. (Этот процесс известен как U-Pb-датирование .) Команда измерила концентрации и изотопный состав посторонних элементов внутри циркона. Тилтон измерил уран, а Паттерсон — типы и количества свинца. [8] Целью Паттерсона было вычислить состав первичного свинца на Земле. Тогда можно было бы вычислить возраст Земли — и, в свою очередь, Солнечной системы, используя те же методы для метеоритов . [ нужна ссылка ]
Начав свою работу в 1948 году, Паттерсон вскоре заметил, что его образцы свинца были загрязнены. Возраст магматической породы, из которой произошел циркон, был известен, и измерения урана Тилтона соответствовали тому, что ожидалось в цирконе в этом конкретном возрасте; но данные Паттерсона обычно были искажены из-за «слишком большого» свинца. [8] Спустя шесть лет команда опубликовала статью о методах определения возраста кристаллов циркона, и Паттерсон получил докторскую степень, но они не приблизились к определению возраста Земли. [ нужна ссылка ]
Браун получил грант от Комиссии по атомной энергии США на продолжение работы по датированию Земли, но, что более важно, он был выбран для ввода в эксплуатацию нового масс-спектрометра в Пасадене, Калифорния, в Калифорнийском технологическом институте. В 1953 году Браун и Паттерсон прибыли в Калифорнийский технологический институт, где Паттерсону было разрешено построить с нуля собственную лабораторию. Он приступил к защите всех точек входа от воздуха и других загрязнений. Он очищал кислотой все аппараты и даже перегонял все поставляемые ему химикаты. По сути, Паттерсон создал здесь одну из первых чистых лабораторных комнат , чтобы предотвратить загрязнение свинцом его работы и данных. [8] Он закончил свой анализ метеорита Каньон-Диабло в 1953 году и использовал масс-спектрометр Аргоннской национальной лаборатории для исследования изолированного свинца из железного метеорита для сбора данных о содержании изотопов свинца. Используя новые данные, в 1956 году он опубликовал «Возраст метеоритов и Земли» — первую статью, объясняющую «истинный» возраст аккреции Солнечной системы как 4,550 Гр ± 70 млн лет; [9] [10] [11] [12] цифра, которая с тех пор практически не оспаривается.
До его статьи считалось, что Земле около 3,3 миллиарда лет. Паттерсон щедро поделился благодарностью за эту работу со своими коллегами. [13]
Отслеживание геохимической эволюции Земли
[ редактировать ]Способность Паттерсона изолировать количества свинца на уровне микрограммов из обычных горных пород и определять их изотопный состав позволила ему анализировать свинец в образцах отложений Атлантического и Тихого океанов . Получив сравнительные данные на основе данных разных эпох, в течение которых массивы суши осушались в океаны, он показал, что воздействие антропогенного свинца, рассеиваемого в окружающей среде, более чем в 100 раз превышает количество свинца, естественным образом выщелачиваемого в океан поверхностными потоками. [14] Паттерсону казалось, что геохимический цикл свинца на Земле сильно разбалансирован.
Чтобы обойти ограничения доступных в то время аналитических процедур, Паттерсон разработал новые подходы. Он обнаружил, что при сравнении аналогичных металлов, таких как барий , поверхностные океанские воды содержат в 20 раз больше свинца, чем глубоководные океанские воды. [8] Такие данные заставили его усомниться в общепринятом мнении о том, что антропогенная деятельность привела к увеличению концентрации свинца только в (примерно) два раза по сравнению с естественными уровнями. [ нужна ссылка ]
Паттерсон вернулся к проблеме своих первоначальных экспериментов и загрязнению, которое он обнаружил в бланках, использованных для отбора проб. Он определил, анализируя образцы ледяного керна из Кэмп Сенчури в Гренландии, взятые в 1964 году и из Антарктиды в 1965 году, что уровни свинца в атмосфере начали неуклонно и опасно расти вскоре после того, как был введен тетраэтилсвинец (TEL), который был разработан для уменьшения детонации двигателей. в двигателях внутреннего сгорания . Затем Паттерсон определил «этилированное» моторное топливо и несколько других случаев использования свинца в производстве как причину загрязнения его образцов. Осознавая значительные последствия своих выводов для общественного здравоохранения, он посвятил остаток своей жизни предотвращению попадания свинца в окружающую среду. [8]
Кампания против отравления свинцом
[ редактировать ]В 1965 году Паттерсон опубликовал свою статью « Загрязненная и естественная свинцовая среда человека» , начав свои усилия по привлечению внимания общественности к проблеме повышения уровня свинца в окружающей среде, включая пищевую цепочку. Он раскритиковал экспериментальные методы других учёных и, таким образом, столкнулся с сильной оппозицией со стороны признанных тогда экспертов, включая Роберта А. Кехо , [8] известный ученый и решительный сторонник ведущих производителей.
В своей кампании по удалению свинца из бензина (бензина) Паттерсон воспользовался лоббистской силой Ethyl Corporation (в которой работал Кехо), а также наследием покойного Томаса Миджли-младшего (который изобрел тетраэтилсвинец (TEL) и хлорфторуглероды ), а также индустрию добавок в целом. После его критики в адрес ведущей отрасли ему отказали в контрактах несколько якобы нейтральных исследовательских организаций, включая Службу общественного здравоохранения США . [8] В 1971 году его исключили из комиссии Национального исследовательского совета (NRC) по загрязнению атмосферы свинцом, хотя к тому времени он был выдающимся экспертом по этому вопросу. [15]
Следуя аргументам Кехо, наблюдаемые уровни свинца в крови, почве или воздухе в целом назывались «нормальными», то есть значениями, близкими к среднему; предполагалось, что, поскольку эти уровни были обычными, они безвредны. «Нормальный» также несет в себе часть значения «естественный». Паттерсон утверждал, что слово «нормальный» следует заменить на «типичный», и что тот факт, что определенный уровень свинца был обычным явлением, не означает, что он безвреден. «Природный», настаивал он, ограничивался концентрациями свинца, которые существовали до того, как человеческая деятельность привела к значительному загрязнению свинцом, которое в последнее время имело широкое распространение, особенно после начала промышленной революции. [8]
В своей сверхчистой лаборатории в Калифорнийском технологическом институте, которая считается одной из первых чистых комнат, Паттерсон измерял соотношение изотопов в условиях, свободных от загрязнений, которые противоречили выводам Кехо и других. В то время как Кехо измерял свинец у (заявленных) «не подвергавшихся воздействию» рабочих на заводе TEL и среди мексиканских фермеров, Паттерсон изучал мумии дожелезного века и тунца, выращенного в пелагических водах. [8] Кехо утверждал, не приводя никаких доказательств, что люди адаптировались к увеличению содержания свинца в окружающей среде. Точные аргументы Паттерсона заключались в том, что люди лишь недавно увеличили концентрацию свинца и что короткий промежуток времени более высокого воздействия (несколько тысяч лет) был всего лишь мгновением в дарвиновской шкале времени - далеко не тем временем, которое необходимо для развития адаптивных реакций. [16]
Паттерсон сосредоточил свое внимание и свои передовые лабораторные методы на загрязнении пищевых продуктов свинцом, в отношении которого официальные данные испытаний также показали заметный рост. В одном исследовании он показал увеличение уровня свинца с 0,3 нг/г до 1400 нг/г — в некоторых рыбных консервах по сравнению со свежей рыбой, при этом официальная лаборатория сообщила об увеличении с 400 нг/г до 700 нг/г. [17] скелетах возрастом 1600 лет Он сравнил уровни свинца, бария и кальция в перуанских и обнаружил увеличение содержания свинца в костях современного человека в 700–1200 раз без каких-либо сопоставимых изменений в уровнях бария и кальция . [18]
Начиная с 1975 модельного года, Соединенные Штаты обязали использовать неэтилированный бензин для защиты каталитических нейтрализаторов во всех новых автомобилях. [19] Однако усилия Паттерсона привели к ускоренному отказу от использования свинца во всех стандартных автомобильных бензинах, но не во всех этилированных топливах, в Соединенных Штатах к 1986 году. Сообщалось, что к концу 1990-х годов уровень свинца в крови американцев снизился почти на 80%. . [20]
В 1978 году Паттерсон был назначен членом комиссии Национального исследовательского совета, которая признала рост загрязнения свинцом и необходимость его сокращения, но некоторые члены выступали за дополнительные исследования, прежде чем рекомендовать действия. [21] Паттерсон выразил свое мнение в 78-страничном отчете меньшинства, в котором утверждалось, что меры контроля в некоторых чувствительных секторах, включая все этилированные виды топлива, общественные системы водоснабжения, пищевые контейнеры, краски и глазури, должны начаться немедленно. [22]
Смерть
[ редактировать ]Паттерсон умер в своем доме в Си-Ранч, штат Калифорния , в возрасте 73 лет 5 декабря 1995 года. [11]
Награды и почести
[ редактировать ]- Медаль Дж. Лоуренса Смита , 1973 г. ( Национальная академия наук ) [23]
- Премия В. М. Гольдшмидта , 1980 ( Геохимическое общество ) [24]
- Премия Тайлера за достижения в области охраны окружающей среды , 1995 г. ( Университет Южной Калифорнии ) [25]
- малая планета 2511 Паттерсон . В его честь названа [26]
Мемориалы
[ редактировать ]- Премия Клера К. Паттерсона, [27] присуждается ежегодно с 1998 года Геохимическим обществом.
Наследие
[ редактировать ]Паттерсон упоминается в документальном фильме Дерека Мюллера 2022 года « Человек, который случайно убил наибольшее количество людей в истории» . [28] Паттерсон также был показан в « Чистой комнате » — седьмом эпизоде американского документального телесериала « Космос: Пространственно-временная одиссея» .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д Дике, Уильям (8 декабря 1995 г.). «Клер К. Паттерсон, установивший возраст Земли, умер в возрасте 73 лет» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 26 февраля 2019 г.
- ^ Jump up to: а б Паттерсон, Клер (1997) [интервью проведено 5, 6 и 9 марта 1995 г.]. «Интервью с Клером Паттерсоном» (Интервью). Проект «Устная история». Беседовала Ширли К. Коэн. Пасадена, Калифорния : Архив Калифорнийского технологического института . Проверено 26 февраля 2019 г.
- ^ «Размышления СэмРа: Гриннеллианцы, которых вы должны знать (или знать): Клэр Паттерсон '43» . rebelsky.cs.grinnell.edu . Проверено 9 октября 2022 г.
- ^ Jump up to: а б с Интервью с Ширли Коэн из архива устной истории Калифорнийского технологического института
- ^ Биографические мемуары Джорджа Р. Тилтона.
- ^ Биографические мемуары . 1998. дои : 10.17226/6201 . ISBN 978-0-309-06086-8 .
- ^ Биографические мемуары Национальной академии наук (NAS) Клера К. Паттерсона. См. стр. 17.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Рейли, Лукас (17 мая 2017 г.). «Самый важный учёный, о котором вы никогда не слышали» . Проверено 26 мая 2017 г.
- ^ Коэн, Ширли «Утиный суп и свинец»
- ^ Деграсс-Тайсон, Нил (20 апреля 2014 г.). «Чистая комната». Космос: Пространственно-временная одиссея . Лиса.
- ^ Jump up to: а б Дике, Уильям «Клер К. Паттерсон, установивший возраст Земли, умер в 73 года»
- ^ Паттерсон, К. (октябрь 1956 г.), «Эпоха метеоритов и Земли», Geochimica et Cosmochimica Acta , 10 (4): 230–237, Бибкод : 1956GeCoA..10..230P , doi : 10.1016/0016-7037( 56)90036-9
- ^ Денворт, Лидия (2009), «Токсичная правда: ученый, врач и битва за свинец», Комплексная экологическая оценка и менеджмент , 5 (4), Beacon Press: 723, Bibcode : 2009IEAM....5.. 723D , doi : 10.1897/1551-3793-5.4.723
- ^ Паттерсон, Клер К. (1 сентября 1965 г.). «Загрязненные и естественные свинцовые среды обитания человека» . Архивы гигиены окружающей среды . 11 (3): 344–360. дои : 10.1080/00039896.1965.10664229 . ISSN 0003-9896 . ПМИД 14334042 .
- ^ Тот же источник (NAS), что и выше . См. стр. 14.
- ^ Нидлман, Х.Л. (1998), «Клер Паттерсон и Роберт Кехо: два взгляда на токсичность свинца», Environmental Research , 78 (2): 79–85, Bibcode : 1998ER.....78...79N , doi : 10.1006 /enrs.1997.3807 , PMID 9719611
- ^ Сеттл, DM; Паттерсон, CC (1980), «Свинец в альбакоре: руководство по загрязнению свинцом в американцах», Science , 207 (4436): 1167–76, Бибкод : 1980Sci...207.1167S , doi : 10.1126/science.6986654 , PMID 6986654
- ^ Эриксон, Дж. Э.; Сирахата, Х.; Паттерсон, CC (1975), «Концентрация свинца в скелете у древних перуанцев», N. Engl. Дж. Мед. , 300 (17): 946–51, doi : 10.1056/nejm197904263001703 , PMID 372802
- ^ Опыт США в сокращении содержания свинца в бензине (PDF) , 15 июня 2003 г. , получено 12 декабря 2014 г.
- ^ Уровень свинца в крови продолжает падать; Новые рекомендации, предложенные для наиболее уязвимых слоев населения , 20 февраля 1997 г. , дата обращения 13 января 2016 г.
- ^ Лидер в области человеческой среды , Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия наук, 1980 г.
- ^ Тилтон, Джордж Р. (1998). «Клэр Кэмерон Паттерсон». Биографические воспоминания: Том 74 . Национальными академиями наук, техники и медицины . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий . стр. 278–279. дои : 10.17226/6201 . ISBN 0-309-06086-9 .
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ «Медаль Дж. Лоуренса Смита» . Национальная академия наук (получено из веб-архива) . Архивировано из оригинала 27 мая 2016 года . Проверено 3 декабря 2020 г.
- ^ «Премия В.М. Гольдшмидта» . Геохимическое общество . Проверено 3 декабря 2020 г.
- ^ «Бывшие лауреаты» . Премия Тайлера за достижения в области охраны окружающей среды .
- ^ «(2511) Паттерсон» . (2511) Паттерсон В: Словарь названий малых планет . Спрингер. 2003. с. 205. дои : 10.1007/978-3-540-29925-7_2512 . ISBN 978-3-540-29925-7 .
- ^ Премия Клера К. Паттерсона
- ^ «Человек, который случайно убил больше всего людей в истории» . Ютуб . Апрель 2022.
Дальнейшее чтение (и прослушивание)
[ редактировать ]- Паттерсон, К.; Чоу, Т.Дж. (1962), «Распространение и значение изотопов свинца в пелагических отложениях», Geochimica et Cosmochimica Acta , 26 (2): 263–308, Bibcode : 1962GeCoA..26..263C , doi : 10.1016/0016- 7037(62)90016-9
- Паттерсон, К. (1965), «Загрязненные и естественные свинцовые среды обитания человека», Arch. Окружающая среда. Health , 11 (3): 344–360, doi : 10.1080/00039896.1965.10664229 , PMID 14334042
- Брайсон, Билл (2004), Краткая история почти всего , Бродвей, стр. 149, 156–160, ISBN 978-0-7679-0818-4
- Казанова, И. (1998), «Клер К. Паттерсон (1922–1995), первооткрыватель возраста Земли», Int. Микробиол. , том. 1, нет. 3 (опубликовано в сентябре 1998 г.), стр. 231–2, PMID 10943366.
- Дэвидсон, Клифф И., изд. (1998), Чистые руки: крестовый поход Клера Паттерсона против загрязнения окружающей среды свинцом , Нью-Йорк: Nova Science Publishers, стр. xxxiv+162, ISBN 978-1-56072-568-8
- Денворт, Л. Токсичная правда: ученый, врач и битва за свинец , Beacon Press, 2009.
- ДиМео, Нейт (11 апреля 2022 г.), «Маленький образец» , Дворец памяти , серия 192 , получено 13 апреля 2022 г.
{{citation}}: CS1 maint: местоположение ( ссылка ) - Флегал, А. (1998), «Влияние Клера Паттерсона на экологические исследования», Environ. Рез. , том. 78, нет. 2 (опубликовано в августе 1998 г.), стр. 65–185, Bibcode : 1998ER.....78...65F , PMID 9719609 .
- Флегал, Арканзас (1998), «Влияние Клера Паттерсона на экологические исследования», Environ. Рез. , том. 78, нет. 2 (опубликовано в августе 1998 г.), стр. 64–70, Bibcode : 1998ER.....78...65F , doi : 10.1006/enrs.1998.3861 , PMID 9725987
- МакГрейн, С. Берч (2002), «Глава 9: Бензин, не содержащий свинца, и Клер К. Паттерсон», « Прометеи в лаборатории» , Нью-Йорк: McGraw-Hill, ISBN 978-0-07-140795-3
- Нидлман, Х.Л. (1998), «Клэр Паттерсон и Роберт Кехо: два взгляда на токсичность свинца», Environ. Рез. , том. 78, нет. 2 (опубликовано в августе 1998 г.), стр. 79–85, Bibcode : 1998ER.....78...79N , doi : 10.1006/enrs.1997.3807 , PMID 9719611
- Нриагу, Дж.О. (1998), «Парадигма Клера Паттерсона и Роберта Кехо «покажи мне данные» об отравлении свинцом в окружающей среде», Environ. Рез. , том. 78, нет. 2 (опубликовано в августе 1998 г.), стр. 71–8, Bibcode : 1998ER.....78...71N , doi : 10.1006/enrs.1997.3808 , PMID 9719610
- Рейли, Лукас (17 мая 2017 г.), «Самый важный ученый, о котором вы никогда не слышали» , Mental Floss
- Тилтон, Джордж Р., Клэр Кэмерон Паттерсон , получено 1 июля 2018 г.
- Ребельски, Сэмюэл А., Разные размышления и разглагольствования SamR: гриннеллианцы, которых вы должны знать (или знать): Клэр Паттерсон '43 , получено 9 октября 2022 г.
