Studerer erosion og forvitring på et af de mest ekstreme steder på jorden

Vores team undersøger, hvordan sten ændrer sig og eroderer i et af de mest ekstreme miljøer på planeten - Antarktis. Projektet kaldes Landskabsudvikling i McMurdo Dry Valleys:Erosionshastigheder og overvågning i realtid af nedbrydning af sten i en hyperarid, sub -nul miljø, og det er finansieret af National Science Foundation (NSF) Office of Polar Programs.

Vores team består af fire forskere. Jeg er den primære efterforsker (PI) og en postdoktoral forsker ved Columbia's Lamont-Doherty Earth Observatory. Co-PI Joerg Schaefer er Lamont Research Professor og adjungeret professor ved Columbia University; co-PI Martha-Cary (Missy) Eppes er lektor ved University of North Carolina-Charlotte; og samarbejdspartner/konsulent Kate Swanger er lektor ved University of Massachusetts-Lowell. Joerg tager ikke til Antarktis med os i år, som efterlader os med en tre-person, helt kvindeligt felthold. Dette bliver min femte Antarktis feltsæson, Kates ottende, og Missys første indsættelse.

Dette projekt repræsenterer flere firsts for mig:det første NSF -forslag, jeg er blevet tildelt som en PI, første gang jeg ledede en antarktisk ekspedition, og min første gang implementering af akustiske emissionssensorer (mere om dette senere) i Antarktis. Det har været en enorm læringserfaring i at styre et projekt og planlægge logistikken i en lang Antarktis feltsæson. Vi har haft vores arbejde afbrudt for os siden sidste sommer - mellem en sen finansieringsbeslutning på grund af den føderale regerings lukninger i begyndelsen af ​​2018, og en forsinkelse på flere måneder i produktionen af ​​vores udstyr, vi måtte krybe i september for at teste og pakke det videnskabelige udstyr i tide til fristen for fragtforsendelse i Antarktis. Det kom heldigvis sammen for os i sidste ende, og vi er (forhåbentlig!) på vej til en vellykket feltsæson.

Hvad for en, hvor, hvornår, og hvorfor

Kernen, dette projekt er en undersøgelse af overfladeprocesserne, der er aktive i isfrie områder på Antarktis. Specifikt, vi er interesseret i forvitring og erosion. Disse to udtryk bruges ofte i flæng, men de refererer faktisk til to forskellige processer:forvitring er nedbrydning af sten, der sker på plads ("in situ") enten med kemiske eller mekaniske midler, mens erosion fjerner og transporterer forvitret stenmateriale til et nyt sted. Sammen, forvitring og erosion har en dramatisk ændring af Jordens overflade, fra floden og gletschernes virkning, der hugger store skår af grundfjeld, til mikroorganismer, der bebor og langsomt svækker stoffet i individuelle kampesten.

Du kan spørge, hvorfor vi skal helt til Antarktis for at studere disse processer. Svaret er, at Antarktis er et unikt terrestrisk miljø:det meste af kontinentet er en ørken; mere specifikt, en kold, polar ørken. Selvom Antarktis er dækket af en enorm mængde is, det er ekstremt tørt med meget lidt flydende vand på overfladen. Vores undersøgelsessted er i McMurdo Dry Valleys (MDV), som er det største isfrie område på kontinentet. MDV kaldes ofte den koldeste, tørreste, og blæsende sted på planeten, og repræsenterer dermed en klimatiske ekstreme, hvor vi finder naturlige processer, der ikke observeres andre steder på Jorden. Faktisk, miljøet er så ekstremt, at det ofte bruges som analog til forhold på overfladen af ​​Mars. Vi er interesserede i at opdage (1) de processer, der er ansvarlige for forvitring og erosion i MDV og (2) de hastigheder, hvormed de forekommer, og om disse satser har ændret sig over tid. Jeg vil diskutere de teknikker, vi vil bruge i det næste indlæg.

Vores vigtigste feltsted er Beacon Valley, placeret i den vestligste del af MDV. Dens høje højde og indlandsafstand fra Rosshavskysten gør denne placering til en af ​​de koldeste og tørreste i den allerede kolde og tørre MDV. Mullins gletscher, en skrotdækket gletscher, flyder fra Mullins Valley ind i Beacon Valley og er dækket af dolerit (og i mindre grad sandsten) kampesten og sediment. Det er på denne gletscher, vi vil fokusere vores undersøgelse og oprette en lejr. Tiden, som kampestenene har brugt på overfladen af ​​Mullins Glacier, spænder fra næsten ingen ved forenden i Mullins Valley til muligvis mere end en million år nær slutningen af ​​gletscheren midt i Beacon Valley. Desværre, fra at arbejde her i tidligere feltsæsoner, Kate og jeg ved begge, at de samme grunde, der gør dette til et godt sted at studere ekstreme overfladeprocesser, også kan gøre det til et ret elendigt sted at udføre feltarbejde:kampesten-y terrænet er udfordrende og (til tider) farligt at navigere, og temperaturerne under nul og katabatiske vinde fra Polar Plateauet kan dreje endda en simpel opgave, som at skrive i sin feltbog, ind i en bedøvende prøvelse. Vi har vores arbejde skåret ud for os!