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Articulo de referencia

Mark S. Ghiorso

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Mark S. Ghiorso (nacido el 21 de octubre de 1954) es un geoquímico estadounidense que reside en Seattle, Washington. Es conocido principalmente por crear MELTS, una herramienta de software para el modelado termodinámico de equilibrios de fases en sistemas magmáticos . [ 3 ]

Educación

Ghiorso obtuvo una licenciatura, una maestría y un doctorado de la Universidad de California, Berkeley . Eligió Berkeley por razones prácticas: "Fui a Berkeley porque era la universidad local, porque la matrícula era prácticamente gratuita y porque, cuando era estudiante de secundaria, me fascinaban las aguas termales, los volcanes y, en particular, la obra de Howell Williams [ sic ] y Arthur L. Day ". [ 4 ]

Carrera

En 1980, Ghiorso fue contratado por la Universidad de Washington (UW) como profesor asistente en el departamento de ciencias geológicas. [ 1 ] Fue ascendido a profesor asociado (un puesto con titularidad ) tres años después y a profesor titular en 1986. Fue jefe de departamento desde 1994 hasta 1999.

En 2003, fue contratado por la Universidad de Chicago . Dejar la UW fue una decisión difícil, ya que Ghiorso es un gran defensor de la educación pública. Citó serias preocupaciones sobre la administración de la UW como la razón principal de su partida. [ 5 ] [ 6 ]

En 2005 decidió abandonar la vida académica y dedicarse por completo a la investigación. Regresó a Seattle y, junto con su colega Richard Sack, fundó la pequeña empresa de investigación sin fines de lucro OFM Research, donde es vicepresidente y científico investigador sénior. [ 7 ] [ 1 ] También es profesor afiliado en la Universidad de Washington y en la Universidad de Vanderbilt . [ 8 ] [ 9 ]

Ghiorso también ha trabajado como editor asociado para las siguientes revistas científicas: American Journal of Science (1990 – presente); American Mineralogist (1990 – 1993); Geochimica et Cosmochimica Acta (1991 – 1993); y Contributions to Mineralogy and Petrology (2015 – presente),

Contribuciones científicas

Como estudiante de pregrado, Ghiorso escribió una tesis de honor sobre las aguas termales en el área de Devil's Kitchen del Parque Volcánico Lassen . Este trabajo nunca se publicó. [ 10 ] Durante sus estudios de posgrado, continuó realizando trabajos experimentales relacionados con aguas termales de sulfato ácido hasta que se interesó en los intentos de Ian Carmichael de crear un modelo para soluciones en líquidos de silicato que pudiera usarse como geotermómetro para rocas ígneas. [ 10 ]

Fondo

En petrología ígnea , los geólogos intentan aprender más sobre los sistemas volcánicos a través del registro en rocas ígneas . La mayor parte del magma se genera en el manto mediante un proceso llamado fusión por descompresión . A medida que el material asciende y la presión disminuye, el sólidus desciende hasta que parte del manto puede fundirse. [ 11 ] En la superficie o cerca de ella, el magma se enfría y cristaliza. Dependiendo de las condiciones, puede tener tiempo para enfriarse uniformemente, o puede ocurrir una cristalización fraccionada si partes del magma se eliminan después de que cristalizan. [ 12 ]

Serie de reacciones de Bowen

Un modelo temprano para la cristalización fraccionada, que explicaba por qué ciertos tipos de minerales tienden a encontrarse juntos en rocas ígneas, fue la serie de reacción de Bowen , formulada en 1922. Bowen descubrió que, a medida que el magma cristaliza, se separa en dos series: una serie continua de minerales que ajusta continuamente su composición mediante interacciones con el fundido, y una serie discontinua de minerales que mantienen su composición fija a medida que se enfrían. Por lo tanto, el tipo de mineral indica la temperatura a la que se formó. [ 13 ] : 297 [ 14 ] : 89–91

Hasta la década de 1960, la interpretación del registro de rocas ígneas era en gran medida cualitativa. Ian Carmichael quería determinar información cuantitativa como la temperatura y la presión del magma cuando se formaban los cristales, así como el agua disuelta y el contenido de oxígeno. [ 15 ] Para ello, se necesitaban modelos termodinámicos . Aunque los intentos de aplicar la termodinámica rigurosa a los procesos ígneos se remontan al menos a 1949, se vieron obstaculizados por la falta de datos experimentales. [ 16 ] Utilizando herramientas como un calorímetro de caída y química húmeda , Carmichael y sus colegas se propusieron explorar sistemáticamente las propiedades termodinámicas del magma a altas temperaturas. [ 15 ]

Modelos termodinámicos

Ghiorso comenzó a trabajar con Carmichael en modelos de líquidos de silicato en 1978, y en 1980 publicaron sus primeros geotermómetros. [ 17 ] Carmichael contrató a Richard Sack en 1980, y Sack comenzó experimentos extensos que dieron lugar a un modelo más sofisticado que se publicó en 1983, cuando Ghiorso estaba en la Universidad de Washington. Ghiorso escribió un programa en FORTRAN 77 que distribuyó a otros investigadores. [ 17 ] Sin embargo, Ghiorso y Sack se dieron cuenta de que el modelo necesitaba volverse más sofisticado.

Al principio, los gestores del programa de la NSF se mostraron escépticos ante este enfoque computacional, y a Ghiorso le rechazaron tres propuestas de la NSF. [ 10 ] Afortunadamente, logró convencer a la Digital Equipment Corporation para que financiara su trabajo. [ 17 ] Tras una década publicando datos termodinámicos sobre minerales como la olivina y el feldespato , Ghiorso y Sack presentaron su nuevo modelo, ahora llamado MELTS. Su publicación de 1995 en Contributions to Mineralogy and Petrology se convirtió en el artículo más citado de la revista, con más de 2100 citas a principios de 2017. [ 18 ]

Después de la publicación de MELTS, Ghiorso continuó mejorándolo y ampliándolo con la ayuda de colegas como Mark Hirschmann, Paul Asimow, Pete Reiners y Victor Kress. Después de identificar algunos problemas fundamentales con la teoría a alta presión, desarrollaron pMELTS, un modelo para altas presiones (1-3 gigapascales (GPa)), y lo publicaron en 2001. [ 17 ] Asimow y coautores publicaron phMELTS, un modelo para basaltos de dorsales oceánicas que incorporaba el efecto del contenido de agua. [ 19 ] En 1998, Ghiorso, Hirschmann y Tim Grove establecieron la Biblioteca de Relaciones de Fase Experimentales (LEPR), una base de datos en línea para resultados experimentales sobre equilibrios sólido-fundido. [ 17 ] [ 20 ] Con Guilherme (Guil) Gualda, modificó MELTS para que funcionara mejor con riolita , una serie de rocas ricas en silicatos, y lanzó riolita-MELTS. [ 17 ]

Ghiorso es el investigador principal de una beca de investigación colaborativa de la NSF para desarrollar ENKI (Enabling Knowledge Integration), un portal web de configuración y prueba de modelos para termodinámica computacional y dinámica de fluidos. Es el investigador principal del proyecto. [ 21 ] Junto con Dmitri Sverjensky de la Universidad Johns Hopkins, Ghiorso lidera un proyecto del Observatorio de Carbono Profundo para integrar MELTS con el Modelo de Agua Profunda de la Tierra (DEW) creado por Sverjensky. [ 22 ] El programa DEW modela las interacciones agua-roca a profundidades de 200  km. [ 23 ] El movimiento del carbono entre fundidos de silicatos y fluidos acuosos aún no se comprende bien. [ 22 ]

Premios

En 1984, mientras Ghiorso estaba en la Universidad de Washington, recibió un Premio Presidencial para Jóvenes Investigadores , una beca de investigación por un monto de $245,918, de la Fundación Nacional de Ciencias . [ 24 ] Por un artículo publicado en Computers & Geosciences, [ 25 ] recibió el Premio al Mejor Artículo de su editor, la Asociación Internacional de Geociencias Matemáticas . [ 26 ] Fue elegido miembro de la Sociedad Mineralógica de América en 1993, de la Sociedad Geológica de América en 1997 y de la Unión Geofísica Americana en 1999. La Sociedad Mineralógica de América lo nombró Conferencista Distinguido para 1996-1997 , lo eligió Consejero para 1997-2001 , le otorgó la Medalla Dana en 2003, [ 10 ] y lo eligió presidente en 2021. [ 27 ] Recibió la Medalla Bunsen de la Unión Europea de Geociencias en 2010 y el Premio Norman L. Bowen de la Sección VGP de la Unión Geofísica Americana en 2014. [ 3 ] [ 4 ] [ 1 ]

Publicaciones

Ghiorso ha publicado más de 120 artículos revisados ​​por pares, con un total de más de 10 000 citas y un índice h de 47. Algunos de los artículos más citados son los siguientes:

  • Ghiorso, Mark S.; Sack, Richard O. (marzo de 1995). "Transferencia de masa química en procesos magmáticos IV. Un modelo termodinámico revisado e internamente consistente para la interpolación y extrapolación de equilibrios líquido-sólido en sistemas magmáticos a temperaturas y presiones elevadas". Contributions to Mineralogy and Petrology . 119 ( 2–3 ): 197–212 . Bibcode : 1995CoMP..119..197G . doi : 10.1007/BF00307281 . S2CID 95737651 . 
  • Gualda, Guilherme AR; Ghiorso, Mark S.; Lemons, Robin V.; Carley, Tamara L. (mayo de 2012). "Rhyolite-MELTS: una calibración modificada de MELTS optimizada para sistemas magmáticos ricos en sílice y portadores de fluidos" . Journal of Petrology . 53 (5): 875– 890. doi : 10.1093/petrology/egr080 .
  • Ghiorso, Mark S.; Hirschmann, Marc M.; Reiners, Peter W.; Kress, Victor C. (mayo de 2002). "El pMELTS: una revisión del MELTS para un cálculo mejorado de las relaciones de fase y la partición de elementos principales relacionada con la fusión parcial del manto a 3 GPa" . Geochemistry, Geophysics, Geosystems . 3 (5): 1030. Bibcode : 2002GGG.....3.1030G . doi : 10.1029/2001GC000217 .
  • Asimow, Paul D.; Ghiorso, Mark S. (1 de octubre de 1998). "Modificaciones algorítmicas que extienden MELTS para calcular relaciones de fase subsolidus". American Mineralogist . 83 ( 9–10 ): 1127–1132 . Bibcode : 1998AmMin..83.1127A . doi : 10.2138/am-1998-9-1022 . S2CID 28848135 . 
  • Sack, RO; Carmichael, ISE; Rivers, M.; Ghiorso, MS (febrero de 1981). "Equilibrios férrico-ferrosos en líquidos de silicato naturales a 1 bar". Contributions to Mineralogy and Petrology . 75 (4): 369– 376. Bibcode : 1981CoMP...75..369S . doi : 10.1007/BF00374720 . S2CID 96610217 . 
  • Sack, Richard O; Ghiorso, Mark S (1991). "Espinelas cromíferas como indicadores petrogenéticos: termodinámica y aplicaciones petrológicas". The American Mineralogist . 76 ( 5– 6): 827– 847.
  • Baker, MB; Hirschmann, MM; Ghiorso, MS; Stolper, EM (25 de mayo de 1995). "Composiciones de fundidos de peridotita casi solidus a partir de experimentos y cálculos termodinámicos". Nature . 375 (6529): 308– 311. Bibcode : 1995Natur.375..308B . doi : 10.1038/375308a0 . S2CID 4264062 . 
  • Ghiorso, Mark S.; Evans, Bernard W. (noviembre de 2008). "Termodinámica de soluciones sólidas de óxido romboédrico y una revisión del geotermómetro y barómetro de oxígeno de dos óxidos FE-TI" . American Journal of Science . 308 (9): 957– 1039. Bibcode : 2008AmJS..308..957G . doi : 10.2475/09.2008.01 . S2CID 93837671 . 
  • Ghiorso, Mark S.; Sack, Richard O. (octubre de 1991). "Geotermometría de óxidos de Fe-Ti: formulación termodinámica y estimación de variables intensivas en magmas silícicos". Contributions to Mineralogy and Petrology . 108 (4): 485– 510. Bibcode : 1991CoMP..108..485G . doi : 10.1007/BF00303452 . S2CID 128750411 . 
  • Ghiorso, Mark S.; Carmichael, Ian SE; Rivers, Mark L.; Sack, Richard O. (noviembre de 1983). "La energía libre de Gibbs de mezcla de líquidos de silicato naturales; una aproximación de solución regular expandida para el cálculo de variables intensivas magmáticas". Contributions to Mineralogy and Petrology . 84 ( 2–3 ): 107–145 . Bibcode : 1983CoMP...84..107G . doi : 10.1007/BF00371280 . S2CID 94652920 . 

Herramientas de software

Entre las herramientas de software que Ghiorso ha creado, ya sea solo o con otros, se incluyen las siguientes:

  • Portal ENKI [ 28 ]
  • Calculadoras de MELTS, pMELTS y propiedades termodinámicas [ 2 ]
  • CTserver: servicios web para la termodinámica computacional de materiales geológicos [ 29 ]
  • LEPR, un portal de base de datos para datos experimentales sobre equilibrios mineral-fundido [ 20 ]
  • PhasePlot, software para visualizar equilibrios de fase en cuadrículas de presión-temperatura. [ 30 ]
  • MagmaSat (Mac) y MagmaSatApp (iPad), software para calcular las condiciones de saturación de fluidos mixtos de H2O - CO2 en fundidos de silicatos de composición natural [ 31 ] [ 32 ]

Referencias

  1. 1 2 3 4 5 "Curriculum Vitae : Mark S. Ghiorso" (PDF) . Markghiorso.org . Consultado el 3 de mayo de 2017 . 
  2. 1 2 "Bienvenido a MELTS" . Melts.ofm-research.org . Consultado el 3 de mayo de 2017 .
  3. 1 2 "Medalla Robert Wilhelm Bunsen 2010: Mark S. Ghiorso" . Premios y medallas . Unión Geofísica Europea . Consultado el 3 de mayo de 2017 .
  4. 1 2 AGU (20 de abril de 2015). "Ghiorso y Sack reciben el Premio Norman L. Bowen 2014 de la AGU" . EOS . 96. doi : 10.1029 /2015EO028095 .
  5. ↑ "La UW teme una fuga masiva" . The Daily . Universidad de Washington. 28 de enero de 2003. Consultado el 21 de agosto de 2021 .
  6. ↑ "Se culpa a la administración" . The Daily . Universidad de Washington. 31 de enero de 2003. Consultado el 21 de agosto de 2021 .
  7. ↑ "Bienvenido a OFM Research" . OFM Research Inc. Consultado el 25 de agosto de 2017 .
  8. ↑ "Perfil del directorio - Ciencias de la Tierra y del espacio" . Ess.washington.edu . Consultado el 3 de mayo de 2017 .
  9. ↑ "Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente | Universidad de Vanderbilt" . Vanderbilt.edu . Consultado el 3 de mayo de 2017 .
  10. 1 2 3 4 Carmichael, Ian (2004). "Presentación de la Medalla Dana de la Sociedad Mineralógica de América de 2003 a Mark S. Ghiorso" (PDF) . American Mineralogist . 89 : 909. Recuperado el 23 de agosto de 2017 .
  11. ↑ Brown, GC; Hawkesworth, CJ; Wilson, RCL, eds. (1992). Entendiendo la Tierra : Una nueva síntesis (2.ª ed.). Cambridge, Inglaterra: Cambridge University Press. pp. 92–93 . ISBN    9780521427401.
  12. ↑ Wilson, Marjorie (1993). Petrogénesis ígnea ( Edición reimpresa). Londres: Chapman & Hall. pág. 82. ISBN   9780412533105.
  13. ↑ Young, Davis A. (2003). La mente sobre el magma : la historia de la petrología ígnea . Princeton, NJ: Princeton University Press. ISBN  9780691102795.
  14. ↑ Monroe, James S.; Wicander, Reed (2011). La Tierra cambiante: Explorando la geología y la evolución . Engage Learning. ISBN 9781133715511.
  15. 1 2 Lange, Rebecca (14 de febrero de 2012). "Ian SE Carmichael (1930–2011)" . Eos Transactions . 93 (7): 68. Bibcode : 2012EOSTr..93...68L . doi : 10.1029/2012EO070006 . hdl : 2027.42/95257 .
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  17. 1 2 3 4 5 6 "Una historia de MELTS en gran parte factual e incompleta" . OFM Research . Recuperado el 25 de agosto de 2017 .
  18. ↑ "Citas de Google Scholar" . Scholar.google.com . 3 de enero de 1995. Consultado el 3 de mayo de 2017 .
  19. ↑ Asimow, PD; Dixon, JE; Langmuir, CH (enero de 2004). "Un modelo de fusión y fraccionamiento hidratado para basaltos de dorsales oceánicas: aplicación a la dorsal mesoatlántica cerca de las Azores" (PDF) . Geochemistry, Geophysics, Geosystems . 5 (1): Q01E16. Bibcode : 2004GGG.....5.1E16A . doi : 10.1029/2003GC000568 .
  20. 1 2 Hirschmann, MM; Ghiorso, MS; Davis, FA; Gordon, SM; Mukherjee, S.; Grove, TL; Krawczynski, M.; Medard, E.; Till, CB (marzo de 2008). "Biblioteca de relaciones de fase experimentales (LEPR): una base de datos y portal web para datos experimentales de equilibrio de fases magmáticas". Geochemistry, Geophysics, Geosystems . 9 (3): n/a. Bibcode : 2008GGG.....9.3011H . doi : 10.1029/2007GC001894 . S2CID 15045989 . 
  21. ↑ "Búsqueda de premios de la NSF: Premio n.° 1550482 - SI2-SSI: Investigación colaborativa: ENKI: Infraestructura de software que permite la integración del conocimiento para el modelado de procesos geoquímicos y geodinámicos acoplados" . Nsf.gov . Consultado el 3 de mayo de 2017 .
  22. 1 2 "Los modelos crean un laboratorio virtual de carbono" . Observatorio del Carbono Profundo . Archivado del original el 23 de agosto de 2017. Recuperado el 22 de junio de 2017 .
  23. ↑ "Modelo de Agua Profunda de la Tierra" . Observatorio del Carbono Profundo. Archivado del original el 26 de agosto de 2017. Consultado el 25 de agosto de 2017 .
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  25. ↑ Ghiorso, Mark S. (enero de 1983). "LSEQIEQ: un paquete de subrutinas FORTRAN IV para el análisis de problemas de regresión lineal múltiple con pseudorango posiblemente deficiente y restricciones de igualdad y desigualdad lineales". Computers & Geosciences . 9 (3): 391– 416. Bibcode : 1983CG......9..391G . doi : 10.1016/0098-3004(83)90008-0 .
  26. ↑ "Computers & Geosciences - Best Paper Award (1978 – )" . Premios y distinciones . Asociación Internacional de Geociencias Matemáticas . Consultado el 23 de agosto de 2017 .
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  29. ↑ "Servicios web de CTserver" . MELTS . OFM Research . Consultado el 23 de agosto de 2017 .
  30. ↑ "Centro de ayuda de PhasePlot" . Phaseplot.org . Consultado el 3 de mayo de 2017 .
  31. ↑ "MagmaSat en la Mac App Store" . iTunes . 6 de abril de 2015. Archivado del original el 9 de mayo de 2017. Consultado el 3 de mayo de 2017 .
  32. ↑ Ghiorso, Mark S.; Gualda, Guilherme AR (5 de junio de 2015). "Un modelo de saturación de fluidos mixtos H2O–CO2 compatible con riolita-MELTS". Contributions to Mineralogy and Petrology . 169 (6): 53. Bibcode : 2015CoMP..169...53G . doi : 10.1007/s00410-015-1141-8 . S2CID 92964723 . 
  • Página web personal
  • Ghiorso, Mark S (2014). Sobre el futuro de las bases de datos termoquímicas, el desarrollo de modelos de solución y el uso práctico de la termodinámica computacional en vulcanología, geoquímica y petrología: ¿Pueden las innovaciones de la ciencia de datos moderna democratizar una oligarquía? (video) . Presentado en la Reunión de Otoño de la AGU, San Francisco, CA. Recuperado el 23 de agosto de 2017 .