Sierd Cloetingh, az Academia Europaea leköszönő elnökének előadása: „Európa mint alapvető földtudományi felfedezéseket lehetővé tévő természeti laboratórium”

Az előadás helyszíne és időpontja

Sierd Cloetingh, az Academia Europaea leköszönő elnöke 2021. december 10-én tartja meg előadását Budapesten, az MTA Székház Nagytermében 16:15-17:15 között. Közvetítés és utólagos megtekintés: az MTA youtube csatornáján: https://www.youtube.com/watch?v=IyRd52nX_1g

Az előadás ismertetője

A teljes földrendszer integrált megismerése különféle tér- és időskálákon gyors ütemben halad előre. A geofizikai és geológiai tudományok határterületeit összefogó Nemzetközi Litoszféra Program (ILP) elősegíti a földmegismerési alapkutatást, ami a geo-környezet, -kockázat és -erőforrások vonatkozásában is jelentős társadalmi hatással bír. E téren az elmúlt évtizedek egyik fontosabb fejleménye minden bizonnyal az volt, hogy felismertük a mélybeli dinamikus folyamatok felszíni és felszínközeli geológiai folyamatokkal való összekapcsolásának fontosságát (pl. Cloetingh és TOPO-EUROPE Team, 2007, Global and Planetary Change; Cloetingh et al., 2013, Tectonophysics; Cloetingh, 2020, Encyclopaedia of Solid Earth Geophysics). A Föld mélyének kutatása – ami olyan diszciplínákat foglal magában, mint a szeizmológia és a köpeny-geodinamika – működését illetően mindeddig elkülönült a felszínközeli térrészek dinamikájára összpontosító diszciplínáktól, mint például üledékgeológia, geomorfológia, valamint éghajlat és paleo-éghajlat.

Az ILP azonban felismerte mindezen törekvésekben a közös pontot: a Föld domborzatának valamint eredetének és változási ütemének tanulmányozását, illetve előrejelzését. A felszíni vizsgálatokból származó megfigyelések, mint például a medencék rétegtani vizsgálata, a tájak geomorfológiája, a felszínmagasság változásai és a tengerszint változásai (Cloetingh és Haq, 2015, Science) mind-mind meghatározó korlátokat jelentenek a geodinamikai és tektonikai modellek számára. Ugyanakkor a regionális éghajlatot, az eróziót és az üledékképződést egyaránt módosító domborzatot – a felszín geológiáját –  geodinamikai folyamatok hozzák létre. Rétegzett reológiai (’anyagfolyási’) szerkezetének köszönhetően a litoszféra a mélyebb források felől nézve nemlineáris szűrőként működik. Gyengíti a hosszú deformációs hullámhosszt és új, rövidebb hullámhosszú deformációt hoz létre, ami által a köpenybeli forrásnál jóval összetettebb felületi válaszfüggvény alakul ki. A mély geodinamikai folyamatok köpeny-litoszféra kölcsönhatásokkal módosított felszíni megnyilvánulásai különös jelentőségűek, mert jelentős társadalmi hatást gyakorolnak azáltal, hogy (1) természeti veszélyeket idéznek elő (például földrengéseket és tömegmozgásokat), (2) meghatározzák a természeti erőforrások térbeli eloszlását, beleértve a fosszilis tüzelőanyagokét és geotermikus energiáét. A mélybeli és a felszíni tértartományokban végzett kutatások jelentősége tehát ugrásszerűen megnő a kölcsönhatásokra való összpontosítás révén. A köpeny-felszín kölcsönhatás rendszerét hosszú időtávon zajló belső földi folyamatok irányítják, például a köpenyáramlás.

A rövid távú külső földi folyamatok, például az erózió és az éghajlat azonban finomítják a választ. A kontinentális litoszféra alján a köpenyáramlás által generált deformáció átalakul. A felszínen megfigyelhető jelenségeket (pl. topográfia, üledékképződési és exhumációs sebesség) felszíni folyamatok is befolyásolják. Ezáltal tovább szűrik a forrást. Sőt, a válasz ciklikus folyamatok, például éghajlat által is finomodik. Keveset tudunk azonban arról, hogy ezek a kölcsönhatások időben meddig tartanak, vagy, hogy ezek a különböző folyamatok hogyan kapcsolódnak egymáshoz, vagy hogyan csatolódnak vissza a dinamikus rendszerbe. Ugyanakkor számos modellezési vagy elméleti tanulmány azt sugallja, hogy az erózió és az üledékképződés hatással van a kéregdeformáció felszín alatti alakulására, ami a képlékeny térrészekben  gravitációs feszültségek vagy a kinematika révén megváltoztatja az áramlási mintázatokat és nagyságrendeket.

Európa alaposan tanulmányozott természeti laboratóriumai révén (mint például az Atlanti-óceán északnyugat-európai kontinentális pereme, vagy a közép- kelet-európai Pannon-medence˗Kárpát-hegység rendszere) kiváló hely a mélyben zajló földi és felszíni folyamatok kölcsönhatásának további megismerésére. Az integrált szilárd földtudomány magas szintje, a közösségépítő platformok, mint például az Academia Europaea, a TOPO-EUROPE és az EPOS (Európai Lemezmegfigyelési Rendszer) e tekintetben kulcsfontosságú. Ez szilárd alapot biztosít a határtudományok és a társadalmi relevancia összekapcsolásához a geo-energia és a természeti veszélyek területén össz-európai léptékben. Az európai tudományos bázis jelenleg gyorsan fejlődik annak érdekében, hogy a geotermikus energiát a kontinentális litoszféra-lemez belsejében érvényre juttassák, jelentősen növelve annak hozzájárulását az európai és más országok energetikai átalakulásához.

1. ábra (Cloetingh, 2020) Európa alatt a földköpeny felső részének tomográfiai keresztmetszete a felső köpeny heterogenitását tükrözi. A mélységlépték 600 km. A kék/piros színek olyan területeknek felelnek meg, ahol a szeizmikus P-hullám sebessége nagyobb/kisebb, mint a standard referenciasebesség-modellben. A keresztmetszetekben látható, lefelé haladó lemezdarabok Európa különféle konvergens zónáiban különféle mintázatokat mutatnak. A kisebb szeizmikus sebességű litoszféra-részek által lefedett területek intenzív hőárammal és nagy geotermikus energia potenciállal rendelkeznek. Európa topográfiájában a megemelkedett területek egyrészt konvergens környezetben helyezkednek el (Alpok, Dinaridák, Appenninek, Kárpátok, Pireneusok és az Anatóliai-fennsík), másrészt lemezen belüli helyzetűek, például Ibériában (Tomográfiai keresztmetszetek: W. Spakman jóvoltából)

Életrajzi adatok

Affiliáció: Utrecht University, Department of Earth Sciences
Link: http://www.ae-info.org/ae/Member/Cloetingh_Sierd, https://www.uu.nl/staff/SAPLCloetingh

Sierd Auke Peter Leonard Cloetingh 1950. augusztus 20-án, Groningenben született. BSc-oklevelet 1972-ben, a Groningeni Egyetemen geológiából, MSc-diplomát 1977-ben az Utrechti Egyetemen geofizikából kapott. PhD-fokozatát az Utrechti Egyetemen „Evolution of passive margins and initiation of subduction zones” (Passzív lemezhatárok evolúciója és szubdukciós zónák kialakulása) című értekezése alapján, 1982-ben kapta.
1977-től 1982-ig Junior lecturer („tanársegéd”), 1982-től 1986-ig Senior lecturer („adjunktus”), 1986-tól 1988-ig Associate professor („docens”) volt az Utrechti Egyetemen. 1988-ban az Amszterdami Vrije Universitate-re (az Amszterdami Szabad Egyetemre) kapott egyetemi tanári kinevezést, 2012-től az Utrechti Egyetem professzora. 2001-től a delfti műszaki egyetemen is tanított. Geofizikusi pályafutásának meghatározó témái: szilárdföld-geofizika, tektonika, litoszféra-dinamika, medencefejlődés és tengerszint-változás. Közismert, hogy a lemeztektonika az óceáni litoszféra vízszintes mozgásának leírásával kezdődött. A topográfiát azonban ezzel a modellel nem lehet megmagyarázni. Sierd Cloetingh felismerése szerint a felszínt a litoszféra – különféle időbeli és térbeli léptékekben megőrződött – memóriája alakítja. A felismerés alapját egyrészt az jelentette, hogy a mélybeli szerkezetek geofizikai leképezésének fejlődése a vertikális mozgások elegendően nagy felbontóképességű megismeréséhez vezetett. Másrészt a litoszféra (a Föld szilárd halmazállapotú bőre) mechanikai tulajdonságait is jobban értjük: a litoszféra az asztenoszféra-beli állapotokat közvetíti a felszínre. Sierd Cloetingh munkássága révén a litoszféra-lemezek belsejében és a kontinentális szegélyek mentén jobban fogjuk érteni a topográfiai viszonyokat, még a tengerszint-változásokat is.

Cloetingh professzor kb. nyolcvan PhD-fokozatot szerzett – másfél tucatnyi országból származó, közöttük több magyar – hallgató témavezetője volt. Eredményei a Kárpát-Pannon régió, mint különleges természeti laboratórium megfigyeléséhez is kötődnek: magyar (kezdetben ELTE-s) kutatókkal folytatott együttműködéseiből több tucat publikáció született. 2015-ben nyertese volt az MTA kiemelkedő vendégkutatói pályázatának. Összesen több mint háromszáz publikáció szerzője.

Számos nemzetközi közéleti megbízása közül kiemelkedő, hogy 2012-2015 között az Európai Kutatási Tanács alelnöke volt. 2014-től 2021 végéig pedig ő az Academia Europaea elnöke. Alapító elnöke a Nemzetközi Litoszféra Programnak (ILP). 2016-tól tagja a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal Nemzetközi Tudományos Tanácsadó Testületének. 2016-ban a Geodéziai és Geofizikai Intézet mentoraként tagja lett az MTA CSFK Külső Tanácsadó Testületének, 2021-től pedig az újjáalakult Földfizikai és Űrtudományi Kutatóintézetének.

Elismerései: 1993-ban az Academia Europaea tagja és az Amerikai Olajgeológusok Szövetségének „Distinguished Lecturer” címének tulajdonosa lett. 1995-ben megkapta a Német Geológiai Társaság Leopold von Buch emlékérmét, és külsős tagja lett az Orosz Természettudományi Akadémiának. Egy évvel később megkapta az Európai Geofizikai Társaság arany jelvényét. Ugyanebben az évben a Bukaresti Egyetem tiszteletbeli professzora, majd 1998-ban a Rennes-i Egyetem tiszteletbeli doktora lett. Ugyanebben az évben tagjává választotta a Holland Királyi Művészeti és Tudományos Akadémia. 1999-ben a Magyar Geofizikusok Egyesületének tiszteletbeli tagja, két évvel később az ELTE tiszteletbeli doktora és professzora lett. 2002-től a Salzburgi Egyetem tiszteletbeli doktora és az Amerikai Geofizikai Egyesület (AGU) tiszteletbeli tagja („fellow”-ja), 2005-től pedig a Becsületrend lovagja, a Heidelbergi Tudományos Akadémia levelező tagja és a Norvég Királyi Tudományos Akadémia külsős tagja. 2006-ban a Dán Királyi Tudományos Akadémia külső tagjává, az Amerikai Geológiai Társaság tiszteletbeli tagjává választották, és megkapta az Európai Geotudományi Egyesület (EGU) Stephan Müller emlékérmét. 2007-ben a Holland Királyi Geológiai és Bányászati Társaság Van Waterschot van der Gracht emlékérmét kapta meg. 2008 óta a Bajor Tudományos Akadémia levelező tagja, 2013 óta Európai Geotudományi Egyesület (EGU) tiszteletbeli tagja, valamint az Európai Geotudományi Egyesület Arthur Holmes emlékérmének tulajdonosa. 20014-ben a Holland Oroszlán Rend lovagja lett, 2016 májusában pedig az MTA tiszteleti tagjává választotta. Kötődik a magyar kutatási-fejlesztési intézményekhez (MTA, NKFIH, ELKH, Földfizikai és Űrtudományi Kutatóintézet). A soproni kutatóintézetet nem csak tanácsadással segíteni, hanem az intézet kutatómunkájában is részt vesz.