Priset delas lika mellan Don L. Anderson, California Institute of Technology, Pasadena, USA och Adam M. Dziewonski, Harvard University, Cambridge, USA ”för deras grundläggande bidrag till kunskapen om strukturer och processer i det inre av Jorden.”
1998 års Crafoordpris uppgår till 500 000 US dollar. Priset överlämnas till pristagarna vid en ceremoni den 16 september 1998.
Stora katastrofer ger bästa kunskapen om jordens inre
Vi lever på en instabil planet. Kontinenterna rör sig, vulkaner får utbrott och jordbävningar drabbar stora områden. De största katastroferna ger cyniskt nog de bästa upplysningarna om jordens inre. Framstegen inom digital teknik och ytterst känsliga instrument, som mäter seismiska rörelser i jordskorpan har dock lett till bättre analyser och tolkningar av seismiska data även från mindre men mer frekventa jordskalv. Två av världens främsta forskare inom området, Don Anderson och Adam Dziewonski, har belönats med 1998 års Crafoordpris för framstående forskning om jordens sammansättning och dynamik.
Don Anderson och Adam Dziewonski har både var för sig och tillsammans studerat jordbävningar. På basen av seismologiska studier har de tillsammans utvecklat en allmänt accepterad standardmodell för hur jorden är uppbyggd och för dynamiken i jordens kärna och de processer i jordens mantel, som styr kontinentaldrift, vulkanism och jordbävningar.
Att kontinenterna rör sig föreslog Alfred Wegener på 1930-talet, men först på 60-talet blev det bevisat. Vissa delar av södra Sydamerika rör sig västerut med en hastighet upp mot 15 cm per år. Snabbast rör sig Filippinerna. Detta och andra rörelser i jorden leder till kontinentaldrift och jordbävningar. Jordens oroliga områden kring Stilla Oceanen är numera ganska väl kartlagda, men vilka är de bakomliggande mekanismerna för kontinenternas rörelser, jordbävningar och vulkanernas aktivitet?
Don Anderson och hans forskargrupp har i sin forskning studerat förändringar i jorden som uppkommer p.g.a. trycket djupt nere i jorden. Plötsliga förändringar av jordens bergarter vid 400 och 660 km djup kan förklaras med omvandlingar av bergarterna till att innehålla mineral som är helt okända på jordytan. Vid 400 km omvandlas mineralet olivin, vanlig i lava till spinel, ett högtrycksmineral. Vid 660 km djup bildas istället mineralet perovskit, ett mineral som bara framställts i laboratoriet under mycket höga tryck och temperaturer. Andersons forskning har kunnat visa att plötsliga förändringar i jordmantelns sammansättning kan förklara uppkomsten av spänningar i jordskorpan och därmed leda till jordbävningar. Anderson och hans forskargrupp har även utnyttjat seismiska data för att studera hur värme strömmar i jordmanteln (konvektionsströmmar), som är avgörande för att förstå kontinentaldriften och vulkanismen på jorden. På senare tid har Anderson även använt geokemiska och isotopgeokemiska metoder för att klarlägga jordens utveckling. Dessa studier har även haft betydelse för tolkning av Månens och planeterna Mars och Venus utveckling.
Seismiska vågors hastighet och natur ger viktig information om temperatur och mineralernas täthet.
Adam M. Dziewonski är pionjär när det gäller att förstå egenskaperna hos de seismiska vågorna och hur de fortplantas genom jorden. Genom detaljerade studier av den stora jordbävningen i Alaska 1964 lyckades Dziewonski och hans medarbetare skapa en bild av jordens inre: Jorden har en fast inre kärna och en flytande yttre kärna, som båda huvudsakligen består av järn. Utanför kärnan ligger manteln och ytterst jordskorpan med huvudsaklig sammansättning av silikater. De seismiska vågor som passerar kärnan ändrar riktning – är anisotropa, vilket Dziewonski anser bero på termisk konvektion (värmeströmningar) längs en riktning som bestäms av hur de metalliska järnkristallerna i den fasta kärnan är orienterade. Nyligen har de observerat att jordens inre kärna per år roterar 2-3 grader snabbare än jordytan. Pågående forskning får visa om detta beror på processer, som kanske också kan förklara jordmagnetismen.
Seismisk tomografi
Dziewonski och hans medarbetare har framgångsrikt förbättrat metoderna för analys och tolkning av seismiska data och härigenom utvecklat den s.k. globala seismiska tomografin. (Motsvarar datortomografi inom medicinen.) Här utnyttjar man skillnader i seismisk hastighet hos de vågor som fortplantar sig genom bergarterna med olika temperatur. Man kan på detta vis kartlägga hur kalla plattor från jordskorpan och det översta lagret av jordmanteln sjunker ned genom manteln mot gränsen till den flytande yttre jordkärnan. Härigenom läggs pusselbitar till kunskapen om det globala geokemiska kretsloppet i jorden.
Don L. Anderson föddes 1933 i Maryland, USA och avlade 1962 sin doktorsgrad i ämnet geofysik vid California Institute of Technology, CALTECH. Han har varit en ledande forskare inom området ”den djupa Jorden” sedan 1960-talet. Mellan åren 1967 – 1989 var han chef för The Seismological Laboratory of the California Institute of Technology. Don Anderson utgav 1989 sin bok ”Theory of the Earth”, en märklig syntes av hans breda och provokativa forskning och en vägvisare för geoforskare från skilda fält vid den fortsatta utforskningen av dynamiken inom Jordens djupare delar.
Adam M. Dziewonski föddes 1936 i Polen. Efter att ha doktorerat i Krakow 1965 kom han som forskare till USA där han fortsatte sin karriär som seismolog. Mellan åren 1965 – 1972 arbetade han i Dallas Texas. 1972 tillträdde han en tjänst som Associate Professor vid Harvard University. 1976 blev han Professor of Geology vid Department of Earth and Planetary Sciences vid samma universitet och sedan 1994 är han Frank B. Baird, Jr. Professor of Science vid samma institution.