베노 구텐베르크

1. 개요

베노 구텐베르크는 독일 출신의 지진학자이다. 캘리포니아 공과대학교 교수로 재직하며 찰스 프랜시스 리히터와 함께 지진 규모를 나타내는 리히터 규모를 개발하고, 지구 내부의 구텐베르크 불연속면을 발견하는 등 지진학 발전에 기여했다. 나치의 박해를 피해 미국으로 이주한 후, 망명한 과학자들을 지원하는 데에도 힘썼다.

2. 생애

베노 구텐베르크는 1889년 6월 4일 독일 다름슈타트에서 태어났으며, 아버지는 공장주였다. 1911년 괴팅겐 대학교에서 에밀 비허트의 지도 하에 물리학 박사 학위를 받았다. 제1차 세계 대전 당시에는 독일군에서 기상학자로 복무하며 독가스전 작전을 지원했다.

스트라스부르 대학교에서 여러 직책을 맡았으나, 1918년 스트라스부르가 프랑스 영토가 되면서 실직했다. 이후 몇 년 동안 아버지의 비누 공장을 경영하며 생계를 유지하다가, 1926년 프랑크푸르트 대학교에서 급여가 적은 조교수직을 얻었다. 1920년대에 이미 세계적인 지진학자였고 독일 최고 수준의 지진학자였지만, 여전히 아버지의 공장 일에 의존해야 했다. 그러나 여가 시간에는 연구를 계속했다.

1928년, 괴팅겐 대학교에서 그의 스승인 에밀 비허트의 후임이 되려는 시도는 실패했다. 1920년대부터 독일 대학들에서 반유대주의적 경향이 강했기 때문에 구텐베르크의 유대인 배경이 영향을 미쳤을 가능성이 있다. 비슷한 이유로 그는 구스타프 앙겐하이스터의 후임으로 포츠담의 교수직에도 임용되지 못했다.

1930년 캘리포니아 공과대학교(California Institute of Technology)의 지구물리학 교수직을 수락했다. 캘텍 지진 연구소(Caltech Seismological Laboratory)가 카네기 연구소(Carnegie Institution for Science)에서 캘텍으로 이전되면서 초대 소장이 되었다. 설령 그가 독일에서 정교수직을 얻었다 하더라도, 유대인 혈통의 다른 많은 과학자들처럼 1933년에는 그 직위를 잃었을 것이며, 그중 최소 30명이 구텐베르크의 후원으로 미국으로 이민을 왔다. 찰스 프랜시스 리히터(Charles Francis Richter)와의 협력을 통해 캘리포니아 공과대학교 지진 연구소를 세계 최고의 지진학 연구소로 만들었다.

1930년대 나치의 박해를 피해 미국으로 이주한 사람들을 돕는 데 중요한 역할을 했다. 이주한 사람들 중에는 헬무트 란츠베르크 교수와 빅터 콘라드 교수를 포함한 전 동료, 학생, 친구들이 있었다. 이들은 교육과 기본적인 생활필요품에 대한 지원을 받아 복지 혜택이나 학자금 대출에 의존하지 않았다. 그의 아내 헤르타 구텐베르크는 재정적 지원뿐만 아니라 뉴욕의 가톨릭 단체와 같은 단체를 통해 관계를 맺고 지원을 제공하는 데 중요한 역할을 했는데, 이는 빅터 콘라드 교수가 미국으로 이주하는 데 도움이 되었다.

2.1. 초기 생애 및 교육

베노 구텐베르크는 1889년 6월 4일 독일 다름슈타트에서 태어났다. 그의 아버지는 공장주였다. 1911년 괴팅겐 대학교에서 에밀 비허트의 지도 하에 물리학 박사 학위를 받았다.

2.2. 독일에서의 경력 (1911-1930)

구텐베르크는 제1차 세계 대전 당시 독일군에서 기상학자로 복무하며 독가스전 작전을 지원했다.

스트라스부르 대학교에서 여러 직책을 맡았으나, 1918년 스트라스부르가 프랑스 영토가 되면서 실직했다. 이후 몇 년 동안 아버지의 비누 공장을 경영하며 생계를 유지하다가, 1926년 프랑크푸르트 대학교에서 급여가 적은 조교수직을 얻었다.

1920년대에 이미 세계적인 지진학자였고 독일 최고 수준의 지진학자였지만, 여전히 아버지의 공장 일에 의존해야 했다. 그러나 여가 시간에 연구를 계속했다.

1928년, 괴팅겐 대학교에서 그의 스승인 에밀 비허트의 후임이 되려는 시도는 실패했다. 1920년대부터 독일 대학들에서 반유대주의적 경향이 강했기 때문에 구텐베르크의 유대인 배경이 영향을 미쳤을 가능성이 있다. 비슷한 이유로 그는 구스타프 앙겐하이스터의 후임으로 포츠담의 교수직에도 임용되지 못했다.

2.3. 미국으로의 이주 (1930)

구텐베르크는 독일에서 과학 연구를 지속할 수 없어, 1930년 캘리포니아 공과대학교(California Institute of Technology)의 지구물리학 교수직을 수락했다. 캘텍 지진 연구소(Caltech Seismological Laboratory)가 카네기 연구소(Carnegie Institution for Science)에서 캘텍으로 이전되면서 초대 소장이 되었다. 설령 그가 독일에서 정교수직을 얻었다 하더라도, 유대인 혈통의 다른 많은 과학자들처럼 1933년에는 그 직위를 잃었을 것이며, 그중 최소 30명이 구텐베르크의 후원으로 미국으로 이민을 왔다.

구텐베르크는 찰스 프랜시스 리히터(Charles Francis Richter)와의 협력을 통해 캘리포니아 공과대학교 지진 연구소를 세계 최고의 지진학 연구소로 만들었다.

2.4. 나치 피해자 지원

베노 구텐베르크와 그의 아내 헤르타는 1930년대 나치의 박해를 피해 미국으로 이주한 사람들을 돕는 데 중요한 역할을 했다. 이주한 사람들 중에는 헬무트 란츠베르크 교수와 빅터 콘라드 교수를 포함한 전 동료, 학생, 친구들이 있었다. 이들은 교육과 기본적인 생활필요품에 대한 지원을 받아 복지 혜택이나 학자금 대출에 의존하지 않았다.

헤르타 구텐베르크는 재정적 지원뿐만 아니라 뉴욕의 가톨릭 단체와 같은 단체를 통해 관계를 맺고 지원을 제공하는 데 중요한 역할을 했는데, 이는 빅터 콘라드 교수가 미국으로 이주하는 데 도움이 되었다.

3. 주요 연구 업적

구텐베르크는 지진학 연구에서 미지진의 기원에 관한 문제를 다루었다. 그는 낮은 속도의 지진파 주시 곡선과 암영대를 탐색하여 지구 내부에 성질이 매우 다른 핵이 있음을 발견하고, 그 깊이가 약 2,900km임을 정확하게 계산했다. 또한 진앙과 진원 결정 방법을 개량하고, 지진의 에너지, 강도, 규모 간의 관계를 밝혀냈다. 그는 지진 관측 자료를 분석하여 상부 맨틀 내 저속도층을 처음으로 확인했으며, 깊이에 따른 주요 지진 지역과 지진 발생 빈도를 조사하여 지진 유형을 결정했다.

3.1. 구텐베르크-리히터 법칙

찰스 프랜시스 리히터와 함께 지진의 규모(M)와 에너지(E) 간의 관계를 나타내는 구텐베르크-리히터 법칙을 개발했다. 이 관계는 다음 방정식으로 나타낼 수 있다.

:$\backslash !\backslash \; \backslash log\; E(s)\; =\; 11.8\; +\; 1.5\; M$

이 방정식은 지진파로부터 얻은 지진의 에너지 $E(s)$를 에르그(erg) 단위로 나타낸다. 구텐베르크-리히터 법칙은 주어진 에너지에 대한 지진의 확률 분포를 제공하며, 지진 발생 빈도와 에너지 간의 관계를 설명하는 데 중요한 역할을 한다.

3.2. 지구 내부 구조 연구

구텐베르크는 지진파의 주시 곡선(낮은 속도의 지진파)과 암영대(지진파가 도달하지 않는)를 탐색하여, 지구 내부에 성질이 매우 다른 핵이 존재하며, 그 깊이가 약 2,900km임을 정확하게 계산해냈다. 이 경계면을 구텐베르크 불연속면이라고 한다. 그는 진앙과 진원을 결정하는 방법을 개량하고, 지진의 에너지·강도·규모 간의 관계도 밝혀냈다. 또한, 지진 관측 자료를 세밀하게 분석하여, 지각 이동의 근원 지역으로 알려진 상부 맨틀 내 저속도층을 처음으로 확인했으며, 깊이에 따른 주요 지진 지역과 지진 발생 빈도를 조사하여 지진의 유형을 결정했다.

4. 수상 경력

* 1947년 이탈리아 린체이 학술원 외국인 회원
* 1950년 샤를르 라그랑주 상 (벨기에 왕립 과학원)
* 1953년 윌리엄 보위 메달 (미국 지구물리학 연합)
* 1956년 에밀 비헤르트 메달 (독일 지구물리학회)

5. 저서

* B. 구텐베르크, 지구, 해양 및 대기의 저속도층, Science, 1960, 131(3405), 959-965.
* J. P. 부왈다 & B. 구텐베르크, 지진 방법에 의한 역단층 조사, Science, 1935, 81(2103), 384-386.