MARVIN LILLEY

text and photos by Courtney Flanagan

Marvin Lilley worked for the fire department during college. He probably had no idea that looking for smoke would in a sense end up as his career in a very different context!

Marvin has had two major functions on this cruise: sampling for volatiles and work on analyzing the concentration of gases, and finding a black smoker. Obviously, he did a very good job!

He began his career as a chemist, working for Major Daley at the Chicago Board of Health! He was not totally happy as a chemist however, which led to his move to Oregon to work as an oceanographic technician, and his first cruise in 1977 on the ship that discovered the first black smoker in the Pacific, near the Galapagos Islands. What was particularly exciting about it was the discovery that there was animal life at the vent. The cruise had a shipload of geologists and chemists, but only one biology student because although vents had been presumed, no one had speculated that there would be animal life! As soon as the fauna was seen, the biologists on shore were spectacularly excited, and bombarded the ship with requests for samples.

Marvin has personally been involved in the discovery of eight vent sites, the first in 1990 at the Juan de Fuca Ridge in the northeast Pacific. That particular vent was found almost by accident. They were dredging for samples, and pulled up sulfides. They then found four more with CTD samples.Reading the signals from the CTD (conductivity, temperature, density) is Marvin's specialty.

On this ship he was doing this almost round the clock. (The teachers aren't frankly sure when Marvin slept; but he seemed unflappable, showing up every morning for breakfast with no sign of fatigue!) He analyzes the CTD water especially for methane and hydrogen, two almost sure clues that a vent field is in the neighbourhood! He also looks for Helium. 3He is a Helium isotope that is never found on earth. It was only formed when the earth began. Therefore its presence is a definite signal of the presence of magma in the water, and thus of a vent.

Marvin shared with us that this particular vent field was especially difficult to find because of two challenges.
For one thing, the underwater current kept changing so it was difficult to pinpoint the site. He knew it was there somewhere, but where? The thought is that this may be due to the crossing of the fault lines. The other challenge was the complex topography of the sea floor at this point, something not unusual to find in an area near the slow spreading plates of the Mid-Atlantic Ridge. From watching the video transmission of the seafloor, this writer can attest that the seafloor where we were looking for the vents was truly complex. If a person could hike down there, it would be a strenuous one! Looking for the vent, as one of the researchers attested, was sort of like finding a needle in a haystack.

This is the eighth vent field of whose discovery Marvin Lilley has been part.. Because of the difficult we had in finding it, and the very impressive end result, he considers it particularly satisfying. "It's always exciting," said Marvin, "but this one has to be near the top of the list."

Once the vent was found however, Marvin's job was not over; he moved into the second part of his job description: analyzing the gases. Of course there are challenges because of the great pressure in the deep ocean. One can't just take a water sample and bring it to the surface; when the pressure changes the gases will bubble out of the water. So, he sends down with the ROV an instrument that takes a water sample and keeps it under pressure. It looks to me like a giant hypodermic needle! Once on the ship, the sample is put through a sort of Rube Goldberg looking machine, which takes the gases out of the water and stores them. If this procedure were not followed, the microbes in the water would have eaten the gases long before Marvin could get them back to Seattle and further analysis!

Marvin Lilley obviously loves the excitement of making a discovery, but he also likes simply being at sea with a group of scientists - the camaraderie of a group solving a problem, doing "their bit to finding out how the earth works!" Certainly he had done his bit on this cruise!

Marvin Lilley is a professor at the University of Washington in Seattle.

Professor i oseanografi ved University of Washington, Seattle

Tekst og foto: Anne Karin Wallace
Marvin er sannsynligvis den som har reist lengst for å være med på dette toktet, og han blant de som har mest tokterfaring. Vanligvis er han med på mellom ett og tre slike tokt hvert år. Som alle forskerne i dette teamet har han brukt erfaringen sin i den leteprosessen som til slutt førte til at den varme kilden ble funnet.

I utgangspunktet var Marvin kjemiker. Ved en tilfeldighet kom han over en jobb i Oregon som innebar at han som tekniker var med på et forskningstokt som skulle undersøke havbunnen utenfor Galapagos i 1977. I området som skulle utforskes hadde man tidligere hentet opp sulfidmineraler med bunnskrape, man hadde hentet opp sedimentprøver som inneholdt mangan og kjemiske analyser av vannet hadde vist at det var ett eller annet unormalt som foregikk under havflaten. På toktet i 1977 var man utstyrt med en bemannet ubåt, Alvin. På omtrent samme dyp som vi på dette toktet fant de varme kildene gjorde man der den første oppdagelsen av undersjøiske varme kilder. Forskerne om bord på båten var geologer og kjemikere samt en biologistudent. På den tiden var det ingen som visste at man kunne finne levende organismer på slike dyp. Det var faktisk oppdagelsen av de levende organsimene som var det som vakte størst oppmerksomhet da funnet ble kjent verden over.

Etter dette ble det for Marvin doktorgrad i oseanografi ved University of Washington i Seattle, og her har han blitt værende. Han jobber sammen med en gruppe forskere som arbeider med undersjøiske varme kilder. Foruten å ha lang erfaring med å tolke data fra for eksempel CTD, er hans oppgave på toktet å gjøre analyser av vannet. Ved hjelp av gasskromatograf analyserer han innholdet av hydrogengass og metan i sjøvann. Hvis vannet er fra en varm kilde vil det være høye verdier for disse to gassene, slik som målingene her fra Mohnsryggen viste. En annen indikasjon på at vannet kommer fra en varm kilde vil være at det inneholder 3He. Denne isotopen av helium dannes ikke i jordskorpa, og hvis den fins i vannet er det et tegn på at det har vært i kontakt med magma og dermed kommer fra en varm kilde. Marvin tar vannprøver som han oppbevarer i kobberrør. Vannet i disse skal undersøkes med tanke på 3He. I vårt tilfelle vet vi nå at vannet stammer fra en varm kilde, vi har sett den!

Når den varme kilden er oppdaget vil forskerne prøve å finne ut mer om geologien knyttet til den. Da er analyse av gassene i vannet som kommer opp et nyttig verktøy. Marvin henter vannprøver direkte fra utstrømmen i skorsteinen med en spesiallaget flaske som oppbevarer vannet under trykk til den er kommet opp til overflaten. Flasken festes på ROVen og fylles når ROVen har plassert den over enutstrømningsåpning. Når så vannflaska er kommet opp til overflaten må han bruke et stort spesiallaget instrument for å få gassen ut av vannet og over på prøveflasker som han kan ta med seg til Seattle for videre analyser.

Marvin har vært involvert i oppdagelsen av åtte undersjøiske varme kilder tidligere. Det er alltid spennende når man oppdager en ny, men letingen etter den vi har funnet nå er en av de mer spennende. Kilden var vanskelig å finne, og når den ble funnet viste den seg å ligge oppe på en stor haug og ha mange skorsteiner. Marvin liker å være på sjøen, og han liker utforskningsaspektet ved jobben sin. Dessuten setter han stor pris på samarbeidet mellom de ulike forskerne i et team som det som bord på G.O.Sars på dette toktet. Sammen legger man biter i et puslespill, og hver bit gir oss litt mer innsikt i hvordan jorda vår fungerer.