Robert Miller Hazen (nacido el 1 de noviembre de 1948) es un mineralogista y astrobiólogo estadounidense . Es científico investigador en el Laboratorio Geofísico de la Carnegie Institution de Washington y profesor Clarence Robinson de Ciencias de la Tierra en la Universidad George Mason , en los Estados Unidos . Hazen es el director ejecutivo del Deep Carbon Observatory .
Robert Miller Hazen | |
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Nació | Rockville Centre, Nueva York , EE. UU. | 1 de noviembre de 1948
Educación | |
Esposos) | Margaret Joan Hindle (m. 1969) |
Niños | 2 |
Premios | Medalla Roebling |
Carrera científica | |
Campos | Mineralogía , Astrobiología |
Instituciones | Carnegie Institution for Science , Universidad George Mason , Observatorio de carbono profundo |
Tesis | Efectos de la temperatura y la presión en la física de los cristales de olivino (1975) |
Asesor de doctorado | Charles Burnham |
Otros asesores académicos | David Wones |
Influencias | Larry Finger, Dimitri Sverjensky , Bob Downs [1] |
Sitio web | hazen |
Notas | |
Vida temprana
Hazen nació en Rockville Center , Nueva York, el 1 de noviembre de 1948. Sus padres fueron Peggy Hazen (de soltera Dorothy Ellen Chapin; 1918-2002) y Dan Hazen (de soltera Daniel Francis Hazen, Jr .; 1918-2016). [4] [5] Pasó su primera infancia en Cleveland , cerca de una cantera de fósiles donde recolectó su primer trilobite a la edad de aproximadamente 9 años. [6]
La familia Hazen se mudó a Nueva Jersey , donde el maestro de octavo grado de Robert, Bill Welsh, observó el interés de Robert en su colección de minerales. Hazen recordó más tarde: "Me dio una colección inicial de 100 especímenes, guías de campo de minerales e instrucciones mimeografiadas para Paterson y Franklin, Nueva Jersey". [1] Hazen también tuvo un interés temprano en la música, comenzando con el piano a los 5 años, el violín a los 6 y la trompeta a los 9. [7]
Educación
Hazen trabajó en su BS y SM (Maestría en Ciencias) en Ciencias de la Tierra en el Instituto de Tecnología de Massachusetts en 1971. Comenzó con la intención de ingresar a la ingeniería química, pero quedó cautivado por el entusiasmo de David Wones y se convirtió a la mineralogía . Con Wones como asesor, realizó una tesis de maestría sobre sustitución de cationes en micas trioctaédricas ; su publicación en American Mineralogist fue la primera en ser muy citada. [8] [9] Completó un doctorado. en Mineralogía y Cristalografía en la Universidad de Harvard en 1975. Su tesis, con Charles Burnham como asesor, involucró aprender a usar un difractómetro de 4 círculos para hacer cristalografía de rayos X de alta presión y aplicarlo al olivino . Esto se convirtió en el foco de su carrera inicial. [8] [10] [1]
Mientras era becario postdoctoral de la OTAN en la Universidad de Cambridge en Inglaterra, Hazen trabajó con Charles Prewitt para determinar las relaciones empíricas del efecto de la temperatura y la presión sobre las distancias interatómicas en óxidos y silicatos . [8] [11]
Laboratorio de geofísica
En 1976, Hazen se unió al Laboratorio Geofísico de la Carnegie Institution como investigador asociado. [2] Después de un breve período midiendo las propiedades ópticas de los minerales lunares con Peter Bell y David Mao , comenzó a hacer cristalografía de rayos X con Larry Finger. [8] Más tarde recordó: "Fue una combinación hecha en el cielo mineralógico: a Larry le encantaba escribir código, construir máquinas y analizar datos; me encantaba montar cristales, hacer funcionar los difractómetros y escribir artículos". [1] Colaboraron durante dos décadas y determinaron alrededor de mil estructuras cristalinas a presiones y temperaturas variables, trabajo resumido en su libro de 1982 Comparative Crystal Chemistry . [8] [12]
Gran parte del trabajo que estaba haciendo Hazen podría clasificarse como física mineral , un cruce entre geofísica y mineralogía. A pesar de que el campo había pionero contribuciones del Premio Nobel ganador Percy Bridgman y un estudiante suyo, Francis Birch , a principios y mediados del siglo 20, que no tenía un nombre hasta la década de 1960, y en la década de 1970 se refiere a algunos científicos que se necesitaba un enfoque más interdisciplinario para comprender la relación entre las fuerzas interatómicas y las propiedades minerales. Hazen y Prewitt convocaron conjuntamente la primera conferencia de física mineral; se llevó a cabo del 17 al 19 de octubre de 1977 en Airlie House en Warrenton, Virginia . [13]
Superconductores de alta temperatura
Enfriados a temperaturas muy bajas, algunos materiales experimentan una transición repentina en la que la resistencia eléctrica cae a cero y se expulsa cualquier campo magnético . Este fenómeno se llama superconductividad . Los superconductores tienen una gran cantidad de aplicaciones que incluyen potentes electroimanes , circuitos digitales rápidos y magnetómetros sensibles , pero las temperaturas muy bajas necesarias hacen que las aplicaciones sean más difíciles y costosas. Hasta la década de 1980, no existían superconductores por encima de 11 K (-262,1 ° C). Luego, en 1986, dos investigadores de IBM, Georg Bednorz y K. Alex Müller , encontraron un material cerámico con una temperatura crítica de 35 K (-238,2 ° C). Esto desencadenó una búsqueda frenética de temperaturas críticas más altas. [15]
Un grupo dirigido por Paul Chu en la Universidad de Houston exploró algunos materiales hechos de itrio , bario , cobre y oxígeno (YCBO) y fueron los primeros en obtener una temperatura crítica por encima del punto de ebullición del nitrógeno líquido . Las muestras de YCBO tenían una mezcla de minerales negros y verdes, y aunque los investigadores conocían la composición promedio, no conocían la composición de las dos fases. En febrero de 1987, Chu se dirigió a Mao y Hazen, porque podían determinar la composición de pequeños granos minerales en las rocas. Mao y Hazen tardaron una semana en determinar las composiciones; la fase negra, que resultó ser el superconductor, fue YBa 2 Cu 3 O 7 − δ . [dieciséis]
Mao y Hazen determinaron que la estructura cristalina de la fase superconductora era como la de la perovskita , un mineral importante en el manto de la Tierra . [17] Posteriormente, el grupo de Hazen identificó doce superconductores de óxido de alta temperatura más, todos con estructuras de perovskita , y trabajó en superconductores orgánicos . [18]
Orígenes de la vida
A mediados de la década de 1990, Hazen sintió que su investigación había alcanzado una "meseta respetable" donde se conocían los principios fundamentales de cómo se comprimen los cristales. Las preguntas que hacía eran cada vez más limitadas y las respuestas rara vez resultaban sorprendentes. Así que cambió la dirección de la investigación para estudiar los orígenes químicos de la vida. [19] Esta oportunidad llegó cuando un colega de la Universidad George Mason , Harold Morowitz , se dio cuenta de que la temperatura y la presión en un respiradero hidrotermal podrían cambiar las propiedades del agua, permitiendo reacciones químicas que normalmente requieren la ayuda de una enzima . Con la ayuda de Hatten Yoder , un especialista en mineralogía de alta presión, intentaron someter piruvato en agua a alta presión, esperando una reacción simple que devolviera el oxaloacetato . En cambio, un análisis realizado por un geoquímico orgánico, George Cody, encontró que obtuvieron decenas de miles de moléculas. [20]
La publicación de sus resultados, que parecía respaldar la hipótesis de los respiraderos de aguas profundas , [21] fue objeto de fuertes críticas, especialmente de Stanley Miller y sus colegas, quienes creen que la vida emergió en la superficie. Junto con la crítica general de que los compuestos orgánicos no sobrevivirían mucho tiempo en condiciones de alta presión y calor, señalaron varias fallas en el experimento. En su libro, Génesis , Hazen reconoce que Stanley Miller "básicamente tenía razón" sobre los experimentos, pero argumenta que "el arte de la ciencia no es necesariamente evitar errores; más bien, el progreso a menudo se logra cometiendo errores lo más rápido posible, evitando cometer el mismo error dos veces ". [22] En un trabajo posterior, el grupo formó biomoléculas a partir de dióxido de carbono y agua y catalizó la formación de aminoácidos utilizando óxidos y sulfuros de metales de transición ; y diferentes elementos de transición catalizan diferentes reacciones orgánicas. [18] [1]
Homoquiralidad
Las moléculas orgánicas a menudo se presentan en dos formas de imagen especular, a menudo denominadas "diestras" y "zurdas". Esta destreza se llama quiralidad . Por ejemplo, el aminoácido alanina viene en forma para diestros (D-alanina) y zurdos (L-alanina). Las células vivas son muy selectivas, eligen aminoácidos solo en la forma zurda y azúcares en la forma diestra. [23] Sin embargo, la mayoría de los procesos abióticos producen una cantidad igual de cada uno. De alguna manera la vida debe haber desarrollado esta preferencia ( homoquiralidad ); pero aunque los científicos han propuesto varias teorías, no tienen consenso sobre el mecanismo. [24]
Hazen investigó la posibilidad de que las moléculas orgánicas puedan adquirir una asimetría quiral cuando se cultivan en las caras de los cristales minerales. Algunos, como el cuarzo , vienen en forma de imagen especular; otros, como la calcita , son simétricos con respecto a sus centros, pero sus caras vienen en pares con quiralidad opuesta. [25] Con Tim Filley, un experto en análisis químico orgánico, y Glenn Goodfriend, un geoquímico, Hazen limpió grandes cristales de calcita y los sumergió en ácido aspártico . Descubrieron que cada cara del cristal tenía una pequeña preferencia por las formas de aspartato para diestros y zurdos. Propusieron que un mecanismo similar podría funcionar con otros aminoácidos y azúcares. [26] Este trabajo atrajo mucho interés de la industria farmacéutica, que necesita producir algunos de sus medicamentos con una quiralidad pura. [8]
Evolución mineral
En una fiesta de Navidad en 2006, el biofísico Harold Morowitz le preguntó a Hazen si había minerales de arcilla durante el Eón Arcaico. Hazen no recordaba que un mineralogista le hubiera preguntado alguna vez si un mineral dado existía en una época determinada, [27] [28] y se le ocurrió que nadie había explorado jamás cómo cambió la mineralogía de la Tierra con el tiempo. Trabajó en esta cuestión durante un año con su colega más cercano, el geoquímico Dimitri Sverjensky de la Universidad Johns Hopkins , y algunos otros colaboradores, incluido un mineralogista, Robert Downs; un petrólogo , John Ferry; y un geobiólogo , Dominic Papineau. El resultado fue un artículo en American Mineralogist que proporcionó un nuevo contexto histórico a la mineralogía que llamaron evolución mineral . [29]
Basado en una revisión de la literatura, Hazen y sus coautores estimaron que la cantidad de minerales en el Sistema Solar ha crecido de una docena en el momento de su formación a más de 4300 en la actualidad. (A partir de 2017, este último número ha aumentado a 5300. [30] ). Predijeron que había un aumento sistemático en el número de especies minerales a lo largo del tiempo e identificaron tres eras principales de cambio: la formación del Sistema Solar y los planetas; la reelaboración de la corteza y el manto y la aparición de la tectónica de placas ; y la apariencia de la vida. Después de la primera era, había 250 minerales; después del segundo, 1500. El resto fue posible gracias a la acción de organismos vivos, en particular la adición de oxígeno a la atmósfera. [31] [32] [33] [34] [35] Este documento fue seguido durante los siguientes años por varios estudios que se concentraron en un elemento químico a la vez y trazaron las primeras apariciones de minerales que involucran a cada elemento. [36]
Observatorio de carbono profundo
Hazen y sus colegas iniciaron el Carbon Mineral Challenge , un proyecto de ciencia ciudadana dedicado a acelerar el descubrimiento de minerales que contienen carbono "faltantes" . [37]
Enseñando
Como profesor Clarence B. Robinson en la Universidad George Mason, Hazen desarrolló cursos innovadores para promover la alfabetización científica tanto en científicos como en no científicos. [38] Con el físico James Trefil , desarrolló un curso que describieron como "apreciación de la ciencia", dirigido a no científicos. Se organizó en torno a un total de 20 "Grandes ideas de la ciencia" que luego se redujeron a 18. [39] [40] Además de escribir sobre sus ideas en varias revistas, convirtieron el curso en un libro, Science Matters: Achieving Alfabetización científica. Utilizaron los principios para organizar explicaciones de un "gran número de temas socialmente significativos, fundamentales o ambientalmente cruciales". [41] Esto se publicó con una cantidad de publicidad anticipada que era inusual para un libro de divulgación científica, incluido un artículo que escribieron para el New York Times Sunday Magazine , [42] elogios del prolífico autor Isaac Asimov y el Nobel de física Leon Lederman , y una gira publicitaria. [41] Para un artículo en Science sobre el libro, proporcionaron al autor la lista original de 20 ideas e invitaron a los lectores a enviar sus comentarios. [39] Alrededor de 200 lectores respondieron, generalmente apoyando la idea de tal lista mientras criticaban con vehemencia muchos de los detalles, incluido un estilo informal y, a veces, un lenguaje vago. Particularmente criticados fueron los números 1 ("El universo es regular y predecible") y 16 ("Todo en la tierra opera en ciclos"). [43] Hazen y Trefil argumentaron, en defensa del punto 1, que no pretendía defender el determinismo y que cubrían fenómenos impredecibles como el caos ; [43] pero también utilizaron las respuestas para modificar la lista de ideas en ediciones posteriores.
Hazen y Trefil escribieron tres libros de texto de pregrado: Las ciencias: un enfoque integrado (1993), [44] Las ciencias físicas: un enfoque integrado (1995), [45] y La física importa: una introducción a la física conceptual (2004). . [46] Hazen los usó como base para un curso de audio y video de 60 conferencias llamado The Joy of Science . [47] [38]
Compromiso público
En 2008, Hazen fue miembro saliente del Comité de Entendimiento Público de la Ciencia y la Tecnología de la AAAS. Él y su esposa Margee, señalando que es importante que los científicos se relacionen con el público, pero en realidad hacerlo no les ayuda a obtener la titularidad, propusieron un nuevo premio, el premio Early Career Award for Public Engagement with Science, y establecieron un fondo para ello. . [48] El primer premio, con un premio monetario de 5.000 dólares, se anunció en 2010. [49]
Honores
Hazen es miembro de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia .
La Mineralogical Society of America le otorgó a Hazen el premio Mineralogical Society of America en 1982 y la Medalla de Servicio Público Distinguido en 2009. [38] [50] En 2016, recibió su premio más alto, la Medalla Roebling . [8] [1] También se desempeñó como conferenciante distinguido y es ex presidente de la Sociedad. Un mineral que fue descubierto en Mono Lake fue nombrado hazenita en su honor por Hexiong Yang, un ex alumno suyo. [34]
En 1986, Hazen recibió el premio Ipatieff , que otorga la American Chemical Society en reconocimiento al "trabajo experimental químico sobresaliente en el campo de la catálisis o alta presión". [51]
Por el libro The Music Men , él y su esposa Margaret recibieron el premio Deems Taylor de la Sociedad Estadounidense de Compositores, Autores y Editores en 1989. [52]
Por su escritura científica popular y educativa, Hazen recibió el premio EA Wood Science Writing Award de la American Crystallographic Association en 1998, [53]
En 2012, el Consejo Estatal de Educación Superior de Virginia le otorgó a Hazen su Premio a la Facultad Sobresaliente. [54]
Hazen ha presentado numerosas conferencias nombradas en universidades. Dio una Conferencia Distinguida de la Dirección de Ciencias Biológicas en la National Science Foundation en 2007, [55] y fue nombrado Conferencista Distinguido Sigma Xi para 2008-2010. [56] [57]
En 2019, Hazen fue nombrada miembro de la Unión Geofísica Estadounidense. [58]
Publicaciones
Hazen es autor de más de 350 artículos y 20 libros sobre ciencia, historia y música.
Artículos referenciados
Hazen tiene 289 publicaciones arbitradas que se han citado un total de más de 11.000 veces, para un índice h de 58. A continuación, se muestra una selección de artículos:
- Hazen, RM; Wones, DR (1971). "El efecto de la sustitución catiónica sobre las propiedades físicas de las micas trioctaédricas". Mineralogista estadounidense . 57 : 103-129.
- -; Burnham, CW (1973). "Las estructuras cristalinas de flogopita y annita de una capa". Mineralogista estadounidense . 58 : 889–900.
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Libros
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- -; Finger, Larry W. (1982). Química comparativa de los cristales: temperatura, presión, composición y variación de la estructura cristalina . Chichester: Wiley. ISBN 978-0471102687.
- Hazen, Margaret Hindle; Hazen, Robert M. (1985). Riqueza inagotable: una historia de las industrias mineras de Estados Unidos hasta 1850 . Nueva York: Van Nostrand Reinhold. ISBN 978-0442235109.
- Hazen, Robert M. (1988). El gran avance: la carrera por el superconductor . Nueva York: Summit Books. ISBN 978-0671658298.
- Hazen, Margaret Hindle; Hazen, Robert M. (1987). Los músicos: una historia ilustrada de las bandas de música en Estados Unidos, 1800–1920 . Washington, DC: Smithsonian Institution Press. ISBN 978-0874745467.
- Hazen, Robert M .; Trefil, James (1991). La ciencia importa: lograr la alfabetización científica . Nueva York: Doubleday. ISBN 978-0385247962.[43] [41] [39] [40]
- Hazen, Margaret Hindle; Hazen, Robert M. (1992). Guardianes de la llama: el papel del fuego en la cultura estadounidense, 1775-1925 . Princeton, Nueva Jersey: Princeton University Press. ISBN 978-0691048093.
- Hazen, Robert M. (1993). Los nuevos alquimistas: rompiendo las barreras de la alta presión . Nueva York: Times Books. ISBN 978-0812922752.
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- - (1999). Los fabricantes de diamantes (Ed. Revisada). Nueva York: Cambridge University Press. ISBN 978-0521654746.
- James, Trefil ; Hazen, Robert M. (2004). La física importa: una introducción a la física conceptual . J. Wiley. ISBN 978-0471150589.
- Hazen, Robert M. (2007). Génesis: la búsqueda científica de los orígenes de la vida . Washington, DC: Joseph Henry. ISBN 978-0309133463.
- - (2013). La historia de la Tierra: los primeros 4.500 millones de años, desde el polvo de estrellas hasta el planeta viviente . Nueva York: Penguin Books. ISBN 978-0143123644.
- - (2019). Sinfonía en C: carbono y la evolución de (casi) todo . Nueva York: WW Norton & Company . ISBN 978-0393609431.
Familia
La esposa de Hazen, Margee (de soltera Margaret Joan Hindle), es una escritora científica e historiadora publicada. [59] Su difunto padre, Howard Brooke Hindle, PhD (1918-2001), fue un historiador que estudió el papel de la cultura material en la historia de los Estados Unidos y se desempeñó como Director del Museo Nacional de Historia Estadounidense de 1974 a 1978. . [60] el hermano de Hazen tarde, Dan Hazen Chapin, PhD (1947-2015), fue un bibliotecario investigación académica que habían sido afiliados a las bibliotecas de la Universidad de Harvard , y fue especialmente reconocido por sus logros en el Centro de bibliotecas de investigación y promoción de colecciones de América Latina. Harvard ha conmemorado a Dan Hazen estableciendo dos sillas a su nombre. [61] Los Hazens tienen dos hijos: Benjamin Hindle Hazen (nacido en 1976) y Elizabeth Brooke Hazen (nacida en 1978). [2]
Referencias
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Otras lecturas
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enlaces externos
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- Minerales y los orígenes de la vida (Robert Hazen, NASA ) (video, 60 m, abril de 2014).
- The Joy of Science (curso en video) (2001) ; Libro guía (PDF)