Феликс Венинг-Мейнес: пионер гравиметрии и исследования Земли

Введение

Геофизик и геодезист Феликс Андриес Венинг Майнез (30 июля 1887 – 10 августа 1966) – нидерландский геофизик и геодезист. Он известен изобретением точного метода измерения силы тяжести (гравиметрии). Благодаря его изобретению стало возможным измерение силы тяжести в море, что привело его к открытию гравитационных аномалий над океаническим дном. Позже он связал эти аномалии с движением континентов.

Биография

Отец Феликса Венинга Майнеса, Сёрд Анн Венинг Майнес, был мэром сначала Роттердама, а затем Амстердама. Феликс родился в Гааге и вырос в обеспеченной среде. В 1910 году он окончил факультет гражданского строительства в Делфте. В том же году он начал работать в голландской службе гравиметрических исследований. В 1915 году он защитил диссертацию о недостатках гравиметров, использовавшихся в то время. Венинг Майнес затем разработал новый гравиметр, который был построен в KNMI (Королевском нидерландском метеорологическом институте). Прибор имеет два маятника одинакового размера, подвешенных в раме, но движущихся в противоположных фазах. С помощью зеркал и световых лучей разница в амплитуде колебаний двух маятников регистрировалась на киноплёнке. Венинг Майнес обнаружил, что горизонтальные ускорения (например, от волн на корабле) не оказывают влияния на разницу в амплитуде между двумя маятниками. Зарегистрированная разница, таким образом, представляет собой амплитуду теоретического, невозмущенного маятника. Теперь стало возможным более точно измерять силу тяжести. Венинг Майнес начал проводить измерения силы тяжести по всей территории Нидерландов, для чего была создана сеть из 51 наблюдательного пункта. Это имело успех и побудило его к проведению измерений в море. Был разработан усовершенствованный гравиметр, подвешенный на специальном качающемся устройстве. Эксперимент оказался успешным. Теперь стало возможным измерять силу тяжести в море. В период с 1923 по 1929 год высокий (более 2 метров) Венинг Майнес совершал на небольших подводных лодках несколько сложных экспедиций. Его целью было определить точную форму геоида и Земли. Когда в 1935 году об его экспедиции на подводной лодке HNLMS K XVIII был снят фильм, Венинг Майнес стал героем голландской киноаудитории. Кроме того, его исследования находились в центре внимания международного научного сообщества. В 1927 году он был избран членом Королевской нидерландской академии искусств и наук. В 1927 году он стал адъюнкт-профессором геодезии, картографии и геофизики в Утрехтском университете, а в 1937 году – профессором в Технологическом университете Делфта. В 1936 году он был удостоен медали Говарда Н. Поттса, а в последующие годы – ряда других престижных геологических премий. Во время Второй мировой войны Венинг Майнес участвовал в движении Сопротивления в Нидерландах. После войны он вновь приступил к своим обязанностям профессора. С 1945 по 1951 год он был директором KNMI. С 1948 по 1951 год Венинг Майнес занимал пост президента Международного союза геодезии и геофизики. Он вышел на пенсию в 1957 году и умер в Амерсфорте в 1966 году.

Vening Meinesz's father, Sjoerd Anne Vening Meinesz, was mayor, first of Rotterdam, then of Amsterdam. Felix was born in The Hague and grew up in a protected environment. In 1910 he graduated in civil engineering in Delft. The same year he started working for the Dutch gravity survey. In 1915 he wrote his dissertation on the defects of the gravimeters used at that time. Vening Meinesz then designed a new gravimeter, which the KNMI (Royal Dutch Meteorological Institute) built. The apparatus has two pendula of the same size hanging in a frame but moving in opposite phases. With mirrors and lightbeams the difference in amplitude of the two pendula is captured on a film. Vening Meinesz had discovered that horizontal accelerations (as by waves on a boat) had no influence on the difference in amplitude between the two pendula. The recorded difference then is the amplitude of a theoretical, undisturbed pendulum. Now it became possible to measure gravity more accurately. Vening Meinesz started with measuring gravity all over the Netherlands, for which a network of 51 monitoring stations was created. This became a success, which encouraged him to do measurements at sea. A perfected gravimeter, hanging in a "swing", was designed. The experiment was successful. Now measuring gravity at sea had become possible. Between 1923 and 1929, the tall (over 2 metres) Vening Meinesz embarked in small submarines for some uncomfortable expeditions. His goal was to establish the exact shape of the geoid and the Earth. When his expedition with the submarine HNLMS K XVIII was made into a movie in 1935, Vening Meinesz became a hero of the Dutch cinema public. Besides, his research was in the international scientific spotlight. In 1927 he became a member of the Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences. In 1927 he became a part time professor in geodesy, cartography and geophysics at Utrecht University, and in 1937 he became professor at the Delft University of Technology as well. He was awarded the Howard N. Potts Medal in 1936, and several other major geology prizes in later years. In World War II, Vening Meinesz was involved in the Dutch resistance. After the war he could take up his tasks as a professor again. From 1945 to 1951 he was the director of the KNMI. From 1948 to 1951, Vening Meinesz was President of the International Union of Geodesy and Geophysics. He retired in 1957, and died in Amersfoort in 1966.

Исследования и открытия

Огромное количество данных, полученных в ходе его экспедиций, было проанализировано и обсуждено совместно с другими ведущими голландскими учеными-землеведами того времени, такими как Дж. Х. Ф. Умбгроув, Б. Г. Эшер и Ф. Х. Куэнен. Результаты были опубликованы в 1948 году. Важным результатом стало открытие вытянутых зон отрицательных гравитационных аномалий вдоль океанических желобов, а также крупной круговой аномалии, получившей название Геоидная впадина Индийского океана. Средняя сила тяжести оказалась одинаковой на суше и в море, что соответствовало принципу изостазии. Венинг-Майнеза особенно интересовали океанические желоба. Совместное существование активного вулканизма, значительных отрицательных гравитационных аномалий и резкой разницы в рельефе можно было объяснить лишь предположением о том, что земная кора в этих местах каким-то образом сжималась. Как геофизик, он считал, что кора слишком жесткая для деформации в таком масштабе. Объяснение его открытиям стало возможным только с развитием теории тектоники плит в 1950-х годах.