丹麦地质学图标Arne Noe-Nygaard拿起一个800岁的采样和发明复制实验:帕特在伪装

金正日h . Esbensen

独立研究员,教授,老板KHE咨询、丹麦哥本哈根。www.kheconsult.com

DOI:https://doi.org/10.1255/sew.2023.a4
©2023年作者
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本专栏展示了非常多才多艺的复制实验(重新)。虽然介绍和说明专业抽样社区内之前,仍有许多情况下显示鼓舞人心,说教的应用程序允许一个更广泛的观点“分析”的类型与抽样相关联。虽然所谓的“经济地质过程”是传统领域内的关键重要性抽样(s) (TOS),即矿化、矿石勘探和采矿、矿物加工、专栏作者和编辑,拖读者为抽样realm-academic地质学领域很少访问。目前的情况下也被称为“丹麦中世纪教堂满足激励地质图标独立发明了再保险服务条款”。

阿恩Noe-Nygaard,丹麦地质学家(1908 - 1991)

Noe-Nygaard是丹麦和斯堪的纳维亚的长者地质学通过长期和富有成效的学术生涯。40年来他是一个教授,还广泛参与普及地质和建国密切参与地质调查局格陵兰岛(GGU,现在GEUS)。在维基百科上他的传记是不幸的是只有在丹麦,但访问anyway-lots地质学是交流的图片,图片和地图,和他的广泛的作品是自由地用英语和德语,科学从Pre-Cambrium时代在格陵兰岛和丹麦目前(四级)的关注在冰岛火山学、格陵兰和法罗群岛,以及许多其他的话题,其中之一就是在当前的列。

图1 a。Arne Noe-Nygaard地质博物馆在办公桌上,哥本哈根的时候退役40年的地位哥本哈根大学的动力地质学教授。照片:Preben尼尔森;从GEUS复制许可。

图1 b。阿恩Noe-Nygaard。照片:GEUS档案;与许可转载。

一个最不寻常的采样设置

当前暴露是基于什么是Noe-Nygaard最后的书出版,题为Larvikitter我Kvaderstenskirke(DGU出版。1991)ISBN 87-88640-74-4 (歪碱正长岩中凿成的石头教堂]。¹

几乎没有书的大小(只有32页),它讲述了一个引人入胜的地质侦探故事出处丹麦中世纪石头墙的岩石教堂在日德兰半岛北部和西部。顾名思义,这种类型的教会是由平方凿成的石头的地方起源的地方景观在中世纪。但是他们的最终起源远了——这是本专栏的红线。

日德兰半岛的罗马式凿岩石教堂建于1100 - 1200年期间。仍然有大约700人在一个合理的保存完好的状态。事实上,这种类型的教会是相当独特的日德兰半岛的北部和西部地区,几乎没有发现世界上其他任何地方。^1、2专业的历史观,岩石的源代码用于原来的教堂建筑当地的,即他们代表周围景观,尽可能短距离运输之前被砍,可能在教会网站。很容易变更和新增补偿后关于改进和修改之后往往有不同的建筑风格,如见图2和图3 (windows增大,导致屋面和增加钟楼)。补偿,地质学家Noe-Nygaard共享的信念最原始教堂墙壁的日德兰半岛北部和西部代表保存完好样本当地的岩石表面上发现的时候。

图2。首页的歪碱正长岩凿成的石头教堂1991年死后出版。Arne Noe-Nygaard死于1991年6月4日,但管理编辑第一个证明这本书之前通过。一个活跃的地质学家和科学家直到结束。

图3。“Asp科克先生”,日德兰半岛,典型的中世纪的罗马式教堂说明凿岩石类型的多样化的组装。以后注意改进(扩大)的windows,后来导致屋面和添加钟楼。

但为什么,中世纪的景观是如何被布满了大量的岩石和岩石的大小就足够了生产的凿成的石头呢?这是一个潜在的地质和宗教之间的关系有其起源。它是一个迷人的故事,涉及“漫游者”…

Erratics-composition、起源、冰川运输

日常使用的语言(Meriam-Webster)有以下说:“不稳定的可以引用文字“游荡”。导弹失去导航系统可能遵循一个不稳定的路径,和一条河的扭转和弯曲据说是一个不稳定的课程。不稳定的也意味着“不一致”或“不规则”。因此,股票市场经常变化方向是表演不规律地;一个不稳定的心跳可以引起关注;如果你的车懒散不规律,这可能意味着与火花塞的错误连接”。

然而,在地质,这一项是独特的。在这里不稳定的只使用在一个特定的意义上,对组成、起源和方向,行驶距离。冰川怪人石头和石头吗运输由冰川和冰川融化和撤退后留下的。因此,冰川漂砾被侵蚀形成的(“拔”)由于冰的流动运动在当地的基石。这样的怪人尺寸可从鹅卵石大巨石,已经进行了数百公里(800公里是一个经常引用的最大值)。科学家们同使用古冰川漂砾,以帮助确定运动(s),即方向、距离以及其他地方的功能。特别巨大的漂砾最终成为显著的景观元素,图4中,有时与后来当地历史传说有关。不知情的读者特别感兴趣的内容,直接关系到在本专栏中,故事是怪人不同当地基岩的成分,因此在外观上发现它们;当然,主要是明确培训地质的眼睛。漫游者可能嵌入到细粒度,碾碎冰川存款(称为直到),或者,更常见的是,发生明显独立的“特别”的景观元素在裸露的地面上。

图4。典型的“不稳定”。明显的岩石的成分可能类似于当地岩石类型(短路程),但更经常,是明显不同的体质(长(er)旅行的距离)。信贷:丹尼尔·梅耶Creative Commons Attribution-Share都1.0通用,Encyclopædia大英百科全书

这些长距离运输一般由岩石抵抗粉碎和研磨冰川运输的影响。不寻常的和组成的怪人独特的岩石类型可以通过勤劳能干,地质学家,有时被追溯到他们的来源,从而作为吗指标冰川运动的方向。研究利用等指示器怪人提供了信息的流动路径的主要冰原冰期(s)我们的星球(实际上也偶尔重要矿床)的位置。漂砾中扮演了一个重要的部分在最初识别最近的冰河时代(s)和他们的程度。最初认为是运输巨大的洪水或冰漂流漂砾第一次正确地解释冰川Swiss-American运输的博物学家和地质学家J.L.R.阿加西在1840年。

图5。J.L.R.阿加西(1840)。照片:维基百科,公共领域

有关更多信息,请参见综合条目在维基百科:冰川漂砾https://en.wikipedia.org/wiki/Glacial_erratic。在这个广泛覆盖条目glacier-borne漂砾,大量的例子,来自澳大利亚、加拿大、爱沙尼亚、芬兰、德国、爱尔兰共和国、拉脱维亚、立陶宛、波兰的英国和美国。然而,奇怪的是,有一个独特的腔隙:挪威和丹麦是完全失踪,这是一个主要侮辱地质学家来自这两个国家,与友好的复仇是纠正!

放大……

读者现在拥有必要的主题背景结局本专栏的。这是告诉侦探的线索:

1)歪碱正长岩是一个不同的固化形成的火成岩岩浆,熔岩,但作为一个根深蒂固的身体侵入岩浆在地壳中。下面的图8显示已知的源区歪碱正长岩出现在挪威。火成岩类型命名的位置发生的岩石类型,当它第一次科学地描述。^一个

2)没有发生在Denmark-none歪碱正长岩类型的基石!

3),但很多凿岩石教堂在丹麦日德兰半岛的北部和当地部分包含一个明确的、可识别的比例歪碱正长岩岩石组成。实际上有7个知名的亚型(品种)的歪碱正长岩,这是专业地质学家跟踪,但不用担心:Noe-Nygaard知道他歪碱正长岩!

4)所以如何确实有明显非,“飘忽不定”岩石类型在中世纪教堂的墙壁在日德兰半岛?时这是一个大谜地质科学的发展在19^th世纪。例如,建议大洪水可能是负责这样的混乱,但是阿加西突破后(1840),一个现代的理解是迅速解决:在早期大(r)的部分大陆在北半球被覆盖(一个,或几次)厚的薄冰,冰川(很厚的冰层,如今天3公里的内陆冰盖覆盖格陵兰岛)。漂砾被现在设想运输冰块在特定的内部流(或可能复发性)冰川事件(s)在一个特定的冰河时代。这种发展的一个重要组成部分是关于证据和冲刷留下的遗迹冰流相互作用的基石它流动,采摘,采摘…)。有一个绝对压倒性的力量在工作的底部厚冰流。

5)所以,这不再是一个谜,例如,歪碱正长岩漂砾现在可以发现在丹麦数百公里的原点;这张照片是今天众所周知的和接受。但填写这个广泛的框架的细节仍然留下了大量复杂和高度引人入胜的问题,答案已由地质学家的后人,这就是Arne Noe-Nygaard遗留的最后一本书来。这样的问题从哪一个三个主要的冰河时代,可以承认在丹麦这古怪的补充surface-found石头是吗?(还有其他几种,这里所涉及的错综复杂的细节,最后找到他们决议Noe-Nygaard的账户,但这些可以安全地留给专业人士鉴赏家第四纪冰川地质学)。我们离开这样的细节和快进到采样和分析在这个迷人的上下文。

6)Noe-Nygaard的书给读者一个很个人的东西环日德兰半岛以数值的形式组合的账户凿岩石在墙上的组成范围的罗马教堂,建于1100 - 1200年期间。Noe-Nygaard的调查的最终结果是复制下面如图7,需要进一步评论。

在媒体res:取样和分析

所以,什么样的抽样在这个故事吗?什么样的分析吗?

也许可以想象教堂墙壁岩石采样在传统的野外地质意义以“样品”带到实验室岩石学、矿物学和地球化学分析,识别不同类型的歪碱正长岩的岩石,从而完成凿岩石教堂议会的比例。但更有趣的故事,和更多个人在一个独特的意义。在今天的采样和分析条件,是科学、技术和产业,Noe-Nygaard不知不觉地利用今天被称为“PAT-approach”,虽然过程分析技术的概念,直到多年后才建立比Noe-Nygaard第一现场调查。

一个帕特

帕特的关键方面是在one-and-the-same-operation执行取样和分析。在帕特几乎总是关注很多竞争分析模式每个声称争夺注意力和优势,但也有一个潜在的,不幸的是常常未被发现的挑战,相关的角色采样接口。

帕特的关键特征是部署传感器技术(物理探测、化学传感器、其他传感器)拦截和互动过程流。帕特的主要特点是执行取样和分析同时作为一个统一过程:探针和传感器交互分析,通常小(有时分钟)物质的通量的“有效容积”代表的支持量分析信号。这是经常的形式多通道光谱信号,可以转化为预测化学或物理测量,见,例如,由凯瑟琳Bakeev基本教材,过程分析技术,³在这化学计量学做出了至关重要的贡献通过部署强大的多元校正方法,例如Esbensen &斯沃布里克。⁴

过程抽样方法和设备领域的前沿和中心的理论抽样(TOS)。TOS提供全面、明晰的框架,得出所有原则和实现所需要求如何提取代表实物样品从很多移动,即从传送带上或导管材料流。帕特渴望把这种情况下的形势任务如何提取代表传感器信号而不是物理样本。

“传感器采样”,也就是说,帕特,没有类似的基本框架。相反,明显的实用方法是明显的在这个领域,其中的问题如何实现传感器信号代表与其说是相关的设计和实现一个合适的采样传感器和流通量之间的接口问题。相反,调查范围的传感器接口提出了工业和文献中揭示了一个似乎的信条:“优质多元光谱数据化学计量学将做其余”,完全依赖多元校正处理传感器信号(多通道分析仪器)。有一个隐性的误解,诚然强大的最优化数据建模能够承担和纠正任何类型的传感器信号uncertainty-including“抽样误差”。然而,这使得分析representativity的受害者不完全理解数据分析错误的本质(ε)和抽样错误(TOS错误)。

在当前帕特专注,representativity完全相关光谱和参考样品测量的不确定性(μ)和可能的数据建模错误,不幸的是忽略了几何细节的传感器信号采集与完整的横截面的流/导管通量的事,尽管这是抽样错误发生的领域,以完全相同的方式当提取实物样品。抽样过程界面首当其冲要考虑的。

这帕特框架与岩石组合在中世纪的丹麦教会800年这样?

不知不觉Arne Noe-Nygaard设计非常相似同时采样和分析方法,在他的案件现场采样和分析所有的形式。但有趣的是,他的野外采样并不是传统的地质样品收集在实验室进行分析。

场摇滚标识:场采样和分析一个!

这是如何Noe-Nygaard走他的分析,即视觉岩石类型识别(又名“摇滚分类”),根据几十年的经验与这种岩石在斯堪的纳维亚半岛。Noe-Nygaard是一个非常有经验的地质学家能够识别所有的七个主要类型的黑花岗石的岩石组成的家庭歪碱正长岩。

现在这个故事被历史。现场抽样部分(收集当地的岩石表面的风景在日德兰半岛)是由原来的中世纪教堂的建造者,他绝对确定性,是启发和推动非常不同的动机比science-masonry起源的宗教希望建立教会的崇拜。Arne Noe-Nygaard的启发地质华晨明确这个隐藏的中世纪教堂的抽样方面。^1、2抽样由宗教代理!因此,每个中世纪教会的角色(相当大的)当地景观巨石,样本的大小,数量的累积墙面积最低5 - 7(8)岩石的课程。通过(TOS的治疗专家),就会发现,这种类型的样本是由非常,非常大的“粒子”,使其必须能够获得一个足够大的广场footage-the规定最低的ca500岩石(见杂志封面故意指出焦点)。

约800年的延迟,快进到“分析”领域岩石识别、图6。

图6。地质大师Arne Noe-Nygaard,在工作中识别(计数)凿岩石类型在日德兰半岛的人口罗马式中世纪的教堂。

从这个野外地质岩石识别,每个歪碱正长岩岩石的比例(,因此,也累积计数)可以很容易地计算相对% w.r.t.所有岩石计算为每个教堂,然后结果标注在日德兰半岛的地理地图,图7。

图7。相对%的歪碱正长岩(所有可识别的类型)在日德兰半岛凿岩石教堂。这种不寻常的编译进行的现场工作的一系列断断续续的夏季活动Noe-Nygaard哥本哈根大学教授在他的任期内,看到Noe-Nygaard。^1、2

关闭地质故事的一部分,图8显示了最近在挪威南部冰期冰川流向模式。为读者不熟悉的地理学和第四纪地质学斯堪的纳维亚半岛,位于丹麦挪威南部大约200冰川流场显示。因此之间的联系可识别、诊断怪人从周边地区Larvik在挪威南部和中世纪的教会在日德兰半岛岩石组合,丹麦,应该完全建立,可以理解,不需要专门的地质能力。

图8。冰期冰川流向模式在挪威南部,看到Nesjeet al。(1988)。⁵冰川表面轮廓显示模仿late-Weichsel (ca00年前)。插图从GEUS许可。

TOS点:再保险

指向这个广泛的地质介绍这个抽样的关键主题专栏,再保险的新颖应用。

Noe-Nygaard敏锐地意识到,有一个内在的“分析错误”参与他的视觉识别(TAE在今天的TOS的说法)。这就是他意识到自己的分析性能,他发明了自己的再保险。翻译(KHE)从丹麦Noe-Nygaard(1991)提出了图6。

这是它!这是一个多么美妙的例子,一个有责任心的科学家,意识到他的职业分类与显著相关的性能(分析性能)是零必须考虑不确定性。值得注意的是,对于地质学家,能够识别岩石类型(和矿物物种)是一种强烈的吗职业自豪感这是区分一个称职的地质学家。一个人不问题的地质学家的岩石识别能力!

然而,尽管他非常令人印象深刻的学术同成就,Arne Noe-Nygaard的专业自我意识是一个显著的例子,提醒所有的科学家,技术人员和采样的今天!

但从来都不是一件容易的事一个巨大的脚步后,图9中,为地质学家不熟悉火成岩和生活10年Larvik !首次比较性能的不确定性(%),表现在2019年夏季度假旅游在日德兰半岛的美丽的中世纪教堂,揭示Arne Noe-Nygaard他多么好专长。说实话,Noe-Nygaard的遗产,他的“< 10%是不确定性的分数大大公司的希望当代地质学家在图9中(如果读者必须问,答案是“相当大比例”)。

图9。“所以困难如何呢?“如果一个人认为他是熟悉从挪威南部正长岩。本专栏的作者无法抗拒这种诱惑时开车经过一个特别邀请凿岩石教堂在2019年暑假期间。不足为奇的是,它被证明是一个相当大的挑战甚至尝试最好的地质学家Noe-Nygaard大师,RE < 10%。

结论

再保险是一个非常通用的工具评估的总不确定性(谢霆锋+ TAE)任何采样的测量系统扮演了一个角色。虽然是传统行业内大量的表现在技术、工业、商业、贸易和社会,这一列处理一个不寻常的应用重新思考隐藏在一个最不受怀疑的利基在学术地质学。丹麦著名地质学家设计他自己的PAT-like抽样分析融合生成不少于800年。不喜欢什么?

引用

1. a . Noe-Nygaard我歪碱正长岩Kvaderstenskirker。丹麦Geologiske Undersøgelse Miljøministeriet,编辑斯蒂格Schack皮德森(1991)。ISBN 87-88640-74-4(丹麦)
2. a . Noe-NygaardKirkekvader og Kløvet坎普。Gyldendal (1985)。ISBN 87-00-83014-3(丹麦)
3. k . Bakeev过程分析技术,2^nd经济日报。威利(2010)。ISBN 978-0-470-72207-7
4. K.H. Esbensen b·斯沃布里克,多元数据分析:介绍多元分析、过程分析技术和质量的设计6^th经济日报。这种软件(2018)ISBN 978-82-691104-0-1
5. a . Nesje S.O.达尔,大肠安达和n黑麦、“Blockfields挪威南部:late-Weichselian冰盖的意义”,挪威语Geolgisk Tidsskrift68 (3),149 - 169 (1988)。