Arthur Holmes (1890–1965) oli englantilainen geologi, joka teki kaksi tieteenhistoriallisesti merkittävää työtä: hän otti käyttöön radioaktiivisia isotooppeja mineraalien ajoittamiseen ja esitti, että vaipan konvektiovirroilla on keskeinen rooli mannerten siirtymisessä. Nämä kaksi saavutusta muovasivat olennaisesti modernia geologiaa ja maapallon iän tutkimusta.
Tutkimus laattatektoniikan ja konvektion taustalla
Holmes osoitti, että vaipan lämpökonvektiovirtaukset voivat olla riittävän voimakkaita liikuttelemaan suuria maamassoja. Hänen ajatuksensa tarjosi fysikaalisen mekanismin, joka täydensi Alfred Wegenerin ehdotusta mantereiden ajautumisesta ja auttoi myöhemmin muodostamaan nykyisen laattatektoniikan käsityksen. Holmesin näkemykset vaikuttivat myös tutkijoihin kuten Alfred Wegeneriin (aiempaan ajatteluun liittyen) ja myöhemmin esim. Harry H. Hessin työhön, jotka molemmat tukivat ajatusta vaipan konvektion merkityksestä.
Geokronologia ja uraani–lyijy-menetelmä
Holmesia pidetään yhtenä geokronologian pioneereista. Opiskeluaikanaan Lontoossa hän suoritti ensimmäisen tarkan uraani-lyijy-radiodatan analyysin, jolla hän määritti devonikiven iäksi Norjasta peräisin olevalle näytteelle noin 370 miljoonaa vuotta. Tulos julkaistiin vuonna 1911, pian sen jälkeen kun hän oli valmistunut vuonna 1910. Tämä oli varhainen ja tärkeä todiste siitä, että radiometrinen ajoittaminen tarjosi luotettavan tavan määrätä kivien ja maapallon iäksi.
Uraani–lyijy-menetelmä perustuu siihen, että uraani-isotoopit hajoavat ajan kuluessa vakioina tunnettuina nopeuksina (puoliintumisajat), ja hajoamistuotteina syntyvä lyijy kertyy kivilajiin. Mittaamalla näiden isotooppien suhteita voidaan laskea kiven ikä. Holmes kehitti käytännöllisiä laboratoriomenetelmiä ja ajattelutapoja, jotka auttoivat vakiinnuttamaan tällaisen ajoittamisen geologisen tutkimuksen työkaluksi.
Maapallon iän arviointi ja myöhemmät vaikutukset
Holmes työskenteli koko uransa ajan niiden kysymysten parissa, jotka liittyivät maapallon ikään. 1940-luvulla hän päätyi arvoon, joka on lähellä nykyisin hyväksyttyä: noin 4 500 ± 100 miljoonaa vuotta. Tämä arvio auttoi kumoamaan aiempia hyvin alhaisia arviolukuja ja loi perustan sille, että geologisille prosesseille voitiin antaa riittävästi aikaa kehittyä.
Perintö
Holmesin työ vaikutti voimakkaasti geologian kehitykseen: hän oli keskeinen hahmo, joka yhdisti radiometrisen ajanmäärityksen geologiseen teoriaan ja tarjosi mekanismin mannerten liikkeille. Hänen selkeä ja laajalti luettu oppikirjansa ja artikkelinsa levittivät näitä ideoita laajasti akateemiseen maailmaan. Nykyään Holmesia muistetaan geokronologian ja modernin laattatektoniikan edelläkävijänä — hänen työnsä antoi sekä menetelmällisen että teoreettisen pohjan maapallon iän ja sen geodynaamisten prosessien ymmärtämiselle.