瑪麗·薩普：畫出世界海床的人

張雷 陳杜梨

2009年2月2日，谷歌海洋應(yīng)用軟件上市，讓世界上數(shù)億人看到了海底的地形。在此之前，地球表面70%被水覆蓋的地方，只是一片冰冷的藍(lán)色，在扶手椅上探索自然的人基本上都忽略這里。谷歌海洋的特色之一是美國地質(zhì)學(xué)家瑪麗·薩普繪制的海洋地圖。 只不過谷歌的衛(wèi)星相片取代了由她和合作伙伴布魯斯·希森還有藝術(shù)家海因里希1977年制作的世界海洋全景圖中的畫筆筆觸。

瑪麗·薩普是拉蒙特 - 多爾蒂地球觀測站的開創(chuàng)性海洋學(xué)制圖師，第一張海底全球地圖的共同制作者，以及穿過大西洋中脊的中央裂谷的共同發(fā)現(xiàn)者，她是地球科學(xué)史上最被低估的科學(xué)家之一。作為第一個(gè)繪制全球海底地形圖的科學(xué)家。薩普使用圓珠筆，鋼筆和直尺工作，根據(jù)哥倫比亞大學(xué)研究人員和其他人所做的成千上萬的聲納數(shù)據(jù)描繪出水下細(xì)節(jié)。她的地圖后來成為現(xiàn)代科學(xué)和大眾流行的圣像。

直到1952年，瑪麗開始處理聲納探測器的龐大數(shù)據(jù)之前，沒有人研究過海底的地形?，旣惖难芯繉?dǎo)致了一個(gè)革命性的發(fā)現(xiàn)：在大西洋中心有一條裂谷，這條裂谷從冰島海岸開始，在大西洋海底延伸超過40，000英里。這種裂痕的存在幾乎是大陸漂移說無可辯駁的證據(jù)，當(dāng)時(shí)，大陸漂移假說在美國不受歡迎，學(xué)者們認(rèn)為它是一種科學(xué)的異端邪說。薩普研究對于地球科學(xué)中的板塊構(gòu)造理論和大陸漂移說的最終被接受至關(guān)重要。

土壤測量師的女兒

毫無疑問，一張地圖可以改變我們對世界的看法。但是1953年，年輕地質(zhì)學(xué)家瑪麗·薩普的制作了一張可以證明備受爭議的板塊構(gòu)造理論的海洋地圖。她在地圖上發(fā)現(xiàn)了一萬多英里長的大西洋中脊，這一發(fā)現(xiàn)可以證明海底在擴(kuò)張，薩普的發(fā)現(xiàn)一開始被認(rèn)為是“女孩子的空談”。

1920年薩普出生在密歇根州的伊普西蘭蒂，在她成長的年代，人們普遍懷疑女性是否可以從事科學(xué)工作。應(yīng)該說，作為美國農(nóng)業(yè)部的土壤測量師的女兒，薩普似乎天生具有地質(zhì)學(xué)和制圖學(xué)的基因天分，因?yàn)楦赣H的工作性質(zhì)，他們一家不停遷移，冬季到南部，夏季到北部。據(jù)她自己的估計(jì)，她在高中畢業(yè)時(shí)讀了近二十幾所學(xué)校。她的母親是個(gè)教授德語和拉丁語的老師，在她15歲的時(shí)候去世。在薩普的成長過程中，他們一家從來沒有在一個(gè)地方待的久到可以交到朋友，融入當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)。但是，跟隨父親的腳步，她也對風(fēng)景和地圖制作有直觀的感受。

很小的時(shí)候，薩普就跟隨她的父親進(jìn)行實(shí)地。但是當(dāng)時(shí)地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域的女性人數(shù)非常少，在1920年至1970年間，獲得地球科學(xué)博士學(xué)位的女性比例不到4%，考慮到這樣的現(xiàn)實(shí)，薩普能夠從事地質(zhì)方面的工作讓人頗感意外。

年輕的薩普喜歡閱讀，她想在安納波利斯的圣約翰學(xué)院學(xué)習(xí)文學(xué)，但當(dāng)時(shí)該學(xué)院不錄取女性。于是她去了俄亥俄大學(xué)，1943年畢業(yè)。在大學(xué)時(shí)，對于未來的生活，薩普并沒有方向。她幾次改變了學(xué)習(xí)重點(diǎn)，最終以英語和音樂作為主科畢業(yè)。

像她那個(gè)時(shí)代的許多其他女科學(xué)家一樣，薩普發(fā)現(xiàn)世界大戰(zhàn)，帶給了她們的機(jī)會(huì)。第二次世界大戰(zhàn)改變了美國的局勢，國家需要受過高等教育的女性來替代參戰(zhàn)的男人，也鼓勵(lì)女性在科學(xué)和技術(shù)等“男子漢”學(xué)科獲得學(xué)位。在20世紀(jì)40年代，由于密歇根大學(xué)地球科學(xué)系的年輕人很少，瑪麗因此進(jìn)行了石油地質(zhì)學(xué)的學(xué)習(xí)，獲得了的地質(zhì)學(xué)碩士學(xué)位。1944年畢業(yè)后成為第一位“石油地質(zhì)學(xué)女孩”。她在石油工業(yè)工作了很短時(shí)間，但發(fā)現(xiàn)這工作沒有發(fā)展前途，所以薩普決定在塔爾薩大學(xué)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。

薩普知道從事地質(zhì)學(xué)是場冒險(xiǎn)。當(dāng)時(shí)，女性還沒有得到某些專業(yè)協(xié)會(huì)的認(rèn)可，并且長期以來不被允許從事野外考察工作。但地質(zhì)研究的核心就是實(shí)地考察。 薩普的導(dǎo)師們知道這將是一場艱苦的戰(zhàn)斗； 有一位導(dǎo)師鼓勵(lì)薩普提升她的繪圖技巧，以增加她在戰(zhàn)爭結(jié)束后從事地質(zhì)學(xué)工作的機(jī)會(huì)。這是一個(gè)很好的建議，如果一位女性拒絕分析和繪制男性研究人員搜集的數(shù)據(jù)，那她在科學(xué)領(lǐng)域就找不到工作。 對薩普來說，幸運(yùn)的是，她磨練的看似很低級(jí)的繪圖技巧后來導(dǎo)致了她職業(yè)生涯中的重大發(fā)現(xiàn)。

在掌握了這些技能，另外獲得了數(shù)學(xué)碩士學(xué)位之后，1948年薩普與一位名叫大衛(wèi)·弗拉納根的人結(jié)婚，并隨同他一起前往紐約，并在哥倫比亞大學(xué)拉蒙特地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室找到工作。這個(gè)實(shí)驗(yàn)室今天被稱為拉蒙特-多爾蒂地球天文臺(tái)，被認(rèn)為是最先進(jìn)最前沿的地球?qū)W研究所。實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家都是男性，在那里工作的婦女都被降級(jí)為秘書或助理。薩普就擔(dān)任拉蒙特實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)始人莫里斯·尤因的研究助理，當(dāng)時(shí)她28歲。

發(fā)現(xiàn)海底大裂谷

薩普進(jìn)入地質(zhì)學(xué)的時(shí)候，這個(gè)領(lǐng)域也正處于爆發(fā)期的前夜，因?yàn)樗暮芏囝I(lǐng)域都尚未開發(fā)。在20世紀(jì)40年代末，地下地質(zhì)學(xué)，對地表下巖石和土壤的研究，還不存在?？茖W(xué)家們也沒有辦法繪制洋底的海床，所以地質(zhì)學(xué)家們一直認(rèn)為海床是平坦而乏味的。

拉蒙特實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)始人莫里斯·尤因不愿意容忍這種現(xiàn)狀，不想將地質(zhì)研究困在雜亂的辦公室和博物館內(nèi)。他將實(shí)驗(yàn)室同事推向海洋，堅(jiān)持使用物理和化學(xué)方法來研究海底的現(xiàn)象。聲納技術(shù)在第二次世界大戰(zhàn)期間得到發(fā)展，現(xiàn)在又被推向了海洋地質(zhì)學(xué)的研究。在冷戰(zhàn)期間，為各種地質(zhì)項(xiàng)目籌集資金也很容易，比如說研究和繪制海底地圖，可以說是為了探索未來的潛艇戰(zhàn)戰(zhàn)場。這也是尤因的項(xiàng)目得以進(jìn)行的原因之一。

海軍條例規(guī)定了薩普不能出現(xiàn)在尤因和她的其他同事特許使用的研究船上。即使她登上了研究船，那里也不是對女性友好之地（在科學(xué)考察中，尤因使用的一架深海相機(jī)中的一架因其外形，被親切地稱為“派熱克斯陰莖”）。

作為研究助理的這項(xiàng)工作壓力很大，得到的感激之情很少，而且沒有什么智力上挑戰(zhàn)。薩普一度曾回到父親的農(nóng)場，不過她又答應(yīng)尤因回來，堅(jiān)守在她的畫圖桌。1952年，她與地質(zhì)學(xué)家布魯斯·希森組成搭檔，他們一起合作描繪海底地圖。這個(gè)組合將會(huì)改變世界。

希森是海底地震和地形數(shù)據(jù)的專家。作為女性，瑪麗把希森出海獲得數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算，解釋，并呈現(xiàn)出來。1952年，希森給了薩普幾箱子的資料，她把所有的探測數(shù)據(jù)放在一起，并利用她的地質(zhì)和數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行繪圖。在多年的協(xié)作中，希森收集數(shù)據(jù)，而薩普鼓搗這些數(shù)據(jù)并將其繪制出來。在計(jì)算機(jī)發(fā)明之前，這是一件吃力不討好的工作，薩普不得不梳理一大堆聲納探測器的數(shù)據(jù)，并手動(dòng)繪制出來。

盡管如此，薩普找到了工作靈感。1999年她在贏得了伍茲霍爾海洋學(xué)研究所的女性海洋學(xué)先驅(qū)獎(jiǎng)后，所寫的一篇傳記性作品中提到這段時(shí)期時(shí)寫道：沒有幾個(gè)人可以這樣描述她們的生活：全世界都在我面前展開（或者至少70%的世界被海洋覆蓋）。有一片空白的畫布，可以讓我來填滿無限的可能性，把迷人的拼圖拼湊在一起，映射出那片廣闊的被隱藏的海底世界。對于任何人來說，特別是對20世紀(jì)40年代的女性而言，這是一次千載難逢的機(jī)會(huì)，但時(shí)代的本質(zhì)，科學(xué)的狀態(tài)，大大小小的事件，合乎邏輯的和不合邏輯，促使這一切發(fā)生了。

然后，在薩普的畫布上出現(xiàn)了意想不到的事情：她正描繪的巨大大西洋山脊中間有一個(gè)巨大的山谷。這個(gè)山谷非常深，薩普不得不重新檢查她的計(jì)算。如果事實(shí)正如她描繪出來的那樣，那在北大西洋底部的山脊內(nèi)有裂谷存在。反過來，這也將證明她正在繪制的巨大山脈是海洋地殼分裂的地方?！爱?dāng)我向布魯斯展示我的發(fā)現(xiàn)的時(shí)，”薩普回憶說，“他咕噥著說，'不可能。這看起來太像大陸漂移了......“......布魯斯最初駁斥了我對圖表的解釋，認(rèn)為是‘女孩的空話。

在薩普和希森發(fā)現(xiàn)大西洋裂谷之前，關(guān)于世界地質(zhì)的理論有數(shù)十種，其中有一種非常不受歡迎的是大陸漂移說，這是德國氣象學(xué)家阿爾弗雷德·魏格納提出的。他在1915年發(fā)現(xiàn)，非洲和南美洲的地形形狀互補(bǔ)，兩個(gè)大洲沿海地區(qū)發(fā)現(xiàn)的巖石和化石也相似，這說明兩個(gè)大陸曾經(jīng)是一個(gè)整體，經(jīng)過緩慢的漂移逐漸分離開來。這一學(xué)說，在美國遭到嘲笑和詛咒，最終被遺忘，人們不能接受大陸漂移說，因?yàn)闊o法想象這一學(xué)說背后的解釋機(jī)制。在當(dāng)時(shí)，沒有辦法證明曾經(jīng)存在過一個(gè)巨大的超級(jí)大陸，而大陸可能穿過海底漂移的想法似乎也很荒謬。

薩普又仔細(xì)核對，重新檢查自己的工作。希森花了將近一年的時(shí)間才相信薩普的發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樗谝淮慰睖y任務(wù)中發(fā)現(xiàn)了海底地震情況?；氐窖芯克螅嬖V瑪麗他發(fā)現(xiàn)了一些不可思議的東西：他的海底地震地圖與瑪麗的海底裂縫圖正好重合，地震中心與裂谷完美匹配。于是一個(gè)必然的結(jié)論出現(xiàn)了，即地震和巖漿的爆發(fā)導(dǎo)致了海底裂縫的形成。而且越來越的證據(jù)顯示，裂谷延伸到整個(gè)大西洋。今天，大西洋裂谷被認(rèn)為是地球上最大的物理特征。

1956年，希森對外宣布了大西洋中脊的發(fā)現(xiàn)，摘取了這項(xiàng)功勞，獨(dú)享了發(fā)現(xiàn)的榮譽(yù)，他的論文在地質(zhì)學(xué)界不亞于一場大地震，和當(dāng)時(shí)的許多女科學(xué)家一樣，薩普隱身在陰影中。

揭開深淵之謎

直到1959年紐約國際海洋學(xué)大會(huì)召開之前，許多科學(xué)家仍然不相信裂痕的存在，法國生態(tài)學(xué)家雅克·庫斯托本來也對希森和薩普的發(fā)現(xiàn)抱懷疑的態(tài)度，但是他在大會(huì)上放映了他跨越大西洋拍攝的裂谷影像，證實(shí)了薩普的發(fā)現(xiàn)?，F(xiàn)在，大西洋中脊地圖被看作是海底擴(kuò)張和大陸漂移的重要證據(jù)，這里是板塊構(gòu)造的邊界，巖漿從地幔和地殼內(nèi)部涌出，然后冷卻。

在看到這樣的具體證據(jù)后，科學(xué)家們開始使用瑪麗的手繪鳥瞰海底地形圖作為他們研究工作的基礎(chǔ)，撰寫出了導(dǎo)致地球科學(xué)研究范式轉(zhuǎn)變的論文。20世紀(jì)60年代發(fā)表的這批論文，大部分出自美國，英國和加拿大的科學(xué)家之手，現(xiàn)在被認(rèn)為開創(chuàng)性的建立了板塊構(gòu)造學(xué)說。如果沒有瑪麗的地圖，他們所支持的理論是不可能成立的，但是這一事實(shí)很快就被板塊構(gòu)造革命所帶來的興奮集體遺忘了。

1959年，薩普和希森完成了他們的第一張北大西洋海底地圖。 1961年，他們完成了南大西洋的海底地圖，1964年完成印度洋海底地圖。板塊構(gòu)造革命在20世紀(jì)70年代已經(jīng)結(jié)束，公眾注意力也隨之下降。《美國國家地理》對薩普和希森想把所有作品集中在一張圖紙上的想法不感興趣，所以薩普和希森又轉(zhuǎn)移到美國海軍研究的辦公室。 1977年夏天，他們收到了世界海底全景圖的打印稿，這張圖告訴世人，海底不是一片平坦的泥地，而是有山脈，山脊和峽谷，甚至比大陸上的地形特征還要明顯。幾周后，布魯斯在冰島海岸的一艘潛艇上進(jìn)行研究考察時(shí)心臟病突發(fā)去世。

曾經(jīng)花了25年的時(shí)間收集制作地圖所需數(shù)據(jù)的希森活著看到了地圖的誕生，但在印刷之前就去世了。1977年希森去世后，薩普專注于完成全球海洋地形圖，在哀悼的同時(shí)，還得跟印刷廠，彩色專家和渴望分享希森的遺產(chǎn)地質(zhì)學(xué)家們打交道。世界海底地形圖于當(dāng)年晚些時(shí)候由海軍研究辦公室發(fā)布，目前仍在廣泛使用。

這幅名為“世界海床”的巨作看起來就像是有人在一個(gè)如地球般大小的浴缸中拔開了塞子，來自全世界海洋的水一下子排泄出去，只把地球表面的特征毫無保留地公諸于世。這幅地圖還展現(xiàn)了一條連綿不斷、長約4萬英里的裂痕，這條裂痕橫穿地球的表層，看上去就像是給一個(gè)跳動(dòng)的籃球縫了一個(gè)長長的針腳。薩普對自己的這一巨作感覺萬分自豪，她表示：“至少在這個(gè)行星上，你不可能再找到比那更大的了。

1978年，薩普應(yīng)邀參加美國海洋指導(dǎo)委員會(huì)的水深圖會(huì)議，該委員會(huì)正在計(jì)劃與世界和平組織合作。薩普發(fā)現(xiàn)，會(huì)議開始之前，世界已經(jīng)被饑餓的海洋學(xué)家們瓜分了。留給她的只是澳大利亞附近的幾個(gè)地區(qū)，幾乎只夠維持她幾個(gè)月的工作。

然而，她還有將近三十年的時(shí)間需要以某種方式填補(bǔ)。在與一位令人興奮的伴侶進(jìn)行鼓舞人心的工作多年之后，薩普發(fā)現(xiàn)自己現(xiàn)在孤身一人，她的服務(wù)不被需要了，她的發(fā)現(xiàn)記錄在海洋學(xué)史上的腳注中。就像當(dāng)時(shí)很多女性知識(shí)分子一樣，合伙人的離世，也剝奪了她未來創(chuàng)造新作品的機(jī)會(huì)。瑪麗從此再?zèng)]能完成一個(gè)繪圖項(xiàng)目，即使在今天，科學(xué)家估計(jì)，只有大約10-15%的海洋被仔細(xì)繪制過了，所以瑪麗和她的地圖在今天和在當(dāng)年一樣重要。

遲到的榮譽(yù)

“我認(rèn)為她是一個(gè)非常謙虛謹(jǐn)慎的人，似乎真的不需要外部來驗(yàn)證和肯定她的工作”，薩普的傳記作者這樣評論薩普受挫的夢想和不可否認(rèn)的成就，而且哥倫比亞大學(xué)對她的待遇很差。盡管薩普知識(shí)豐富，但她從來沒有獲得過豐厚的報(bào)酬，也從來沒有一個(gè)配得上她實(shí)際工作的頭銜或職位。薩普與希森合著了一本書和多篇論文；然而她的工作往往被嚴(yán)重低估。20世紀(jì)60年代，尤恩和希森以及薩普之間的斗爭越演越烈。由于希森在哥大的才華已經(jīng)得到大家的認(rèn)可，因此尤恩“未能成功地解雇他”，所以最終，尤恩“炒了薩普的魷魚”，所以有時(shí)候薩普不得不在家工作。

作為20世紀(jì)中葉的職業(yè)女性，薩普在男性主導(dǎo)的領(lǐng)域工作，她的成就令人驚嘆?？梢哉f她是現(xiàn)代海洋學(xué)的先驅(qū)，盡管瑪麗·薩普是一位地質(zhì)學(xué)家，但她的大部分工作是在為海洋繪制地圖，她的制圖工作對板塊構(gòu)造理論的最終被接受做出了突出貢獻(xiàn)，但她的貢獻(xiàn)沒有得到應(yīng)有的肯定。

即使她因海洋地圖所獲得的贊賞，也沒有達(dá)到那些令人難以置信的地圖應(yīng)得的水平?，旣悺に_普的制圖非比尋常，因?yàn)樗龥_破了那個(gè)時(shí)代對女性教育和就業(yè)設(shè)置的層層障礙，毫無疑問，她為其他研究人員開拓了新的研究領(lǐng)域；，她本人在所有時(shí)代最具革命性的地質(zhì)理論之一：板塊構(gòu)造學(xué)的發(fā)展中扮演了重要的角色。她為世人揭開了隱藏的深淵，她不只是制作地圖，她也因此了解地球是如何運(yùn)作的。

在生命的末期，薩普對科學(xué)的貢獻(xiàn)才獲得廣泛所認(rèn)可。 1998年，是美國國會(huì)圖書館地理和地圖部誕辰100周年，薩普被國會(huì)圖書館評為二十世紀(jì)四大制圖師之一，她的作品被納入地理與地圖部門誕辰100周年的展覽中。她的作品掛在獨(dú)立宣言最初的草稿的旁邊，另一邊是美國國內(nèi)首次橫越大陸西抵太平洋沿岸的往返考察，劉易斯和克拉克遠(yuǎn)征的記錄冊頁。當(dāng)看到自己花了那么多時(shí)間制作的地圖時(shí)，薩普流下來眼淚。1999年，她獲得了伍茲霍爾海洋研究所的表彰。今天，拉蒙特 - 多爾蒂地球觀測站一項(xiàng)旨在鼓勵(lì)科學(xué)界女性研究員的獎(jiǎng)金以她的名字命名。

瑪麗的科學(xué)知識(shí)，對細(xì)節(jié)的關(guān)注以及作為藝術(shù)家的技能為世人展示了蔚藍(lán)色大海下面的世界，那里不是早先人們所認(rèn)為的那樣是一馬平川，而是有山脈和火山，山脊和裂谷，瑪麗的繪圖還為世人打開了通向過去的大門，使科學(xué)家能夠想象，隨著時(shí)間的推移，大陸和海洋是如何創(chuàng)造出來的。

薩普沒有孩子，2006年去世前，她的一生都在忙著為世界各地的海洋繪制圖譜，她的時(shí)間還奉獻(xiàn)給了她工作上的合作者，生活中的伙伴布魯斯·希森，隨著他們在科學(xué)界的地位越來越越高，兩人的友誼也越來越真摯，但最終被他們所愛的研究嫉妒并最終被解雇。他們一起努力，不斷提升和完善他們的工作，不僅為人類對海底的看法做出了貢獻(xiàn)，而且為后世的人們?nèi)绾慰创麄€(gè)地球做出了貢獻(xiàn)。

“我忙著繪圖，讓他們?nèi)幷摪?，”薩普曾經(jīng)這樣評論圍繞著她的繪圖所引發(fā)的爭論?！拔蚁胛視?huì)給他們看一張裂谷在哪里開始以及在哪里分叉的圖片。一張圖片勝過千言萬語，眼見為實(shí)，這是陳詞濫調(diào)但也是真理”。薩普在回憶文章中寫道，多虧了薩普的工作，我們看不見的海底，甚至是地殼下面，都不再僅僅是科學(xué)上的想象，而是成為了眼見為實(shí)的研究對象。