Udforske en ørkenportal til andre verdener

Ali Bramson greb fat i hendes neonrosa paraply, da hun vandrede hen over den frosne lava, der spildte fra Amboy Crater i Californiens Mojave -ørken. Hun og hendes medstuderende ved University of Arizona -kandidatstuderende fik til opgave at identificere grænserne for forskellige udbrud af den uddøde vulkan, derefter folde deres lyse paraplyer ud for at markere stedet. Fra et fly overhead, hendes professor og en anden studerende fotograferede stederne for at registrere resultaterne.

"Vi sammenlignede, hvor vi havde kortlagt de forskellige lavastrømme fra jorden, til hvor vi havde kortlagt lavastrømmene baseret på billeder taget ovenfra med fly og satellitter, "sagde Bramson, som nu er postdoktor ved UA's Lunar and Planetary Laboratory, eller LPL. "Det var en fantastisk måde at lære om, hvordan det at se på geologiske træk fra forskellige perspektiver og rumlige skalaer påvirker din fortolkning."

Bramson var en af ​​de seneste i en lang historie for LPL -kandidatstuderende, der tog på en planetarisk geologi -ekskursion for at lære, hvordan Jordens geologiske formationer kan tjene som analoger til formationer på månen, Mars og videre.

Traditionen begyndte for mere end 50 år siden - inden Neil Armstrong og Edwin "Buzz" Aldrin efterlod deres aftryk i månens pulverformede jord - da UA -forskere under ledelse af Gerard Kuiper arbejdede sammen med NASA for at kortlægge og forstå månens overflade fra et geologisk perspektiv.

For at gøre det, Kuipers kandidatstuderende studerede feltgeologi, hvilket ansporede dannelsen af ​​UA Department of Planetary Science og ekskursionerne inden for det.

"De mindste træk, vi kunne fotografere fra Jorden, var ikke mere end en halv kilometer på tværs, så det største problem var at forstå månens overflades struktur i menneskelig skala, "sagde William Hartmann, en af ​​Kuipers kandidatstuderende, der var med til at skabe det Rectified Lunar Atlas. Hartmann var senere medstifter af Planetary Science Institute, eller PSI, i Tucson. "For at studere mulige månens overfladestrukturer, vi Kuiper-kandidatstuderende i begyndelsen af ​​60'erne-som var vokset op i grønne blade, ikke-vulkanske dele af USA-foretog mange campingture. "

Ørkenportal

Klar himmel, klynger af teleskoper, og blomstrende astronomi, geologi, og atmosfæriske videnskabsprogrammer lokkede Kuiper, betragtes som far til nutidens planetarisk videnskab, til det sydlige Arizona i 1960. Men det er Sonoran -ørkens tørre klima, der bevarer de geologiske træk af interesse:påvirkning og vulkanske kratere, lavastrømme, askekegler, lag i kløfter, og mere.

"Disse geologiske processer er smukt eksponeret og bevaret i sydvest, "sagde LPL -adjunkt Christopher Hamilton, der co-leder LPL-kandidatstuderendes ekskursioner sammen med Shane Byrne, assisterende afdelingsleder for planetariske videnskaber. Deres ture har givet eleverne mulighed for at udforske steder på tværs af Sonoran -ørkenen og så langt væk som Hawaii og Island.

"Udflugtene tilbyder også en måde at se tingene på, som lavastrømme eller klitter, helt tæt på, at vi for andre planeter ofte skal stole på billeder og data fra rumfartøjer for at studere, "Bramson sagde." Det hjælper med at forbinde det, vi ser fra kredsløb eller teleskop, til en sandhed ved at være i stand til at gå rundt og prøve lignende funktioner her på Jorden. "

Pinacate Peaks er et sådant eksempel, og de er gennemsyret af måneanaloger, ifølge Kuipers kandidatstuderende. Mere end 400 vulkanske kegler og ni store vulkanske kratere har pockmarkeret området, som hovedsagelig ligger i den mexicanske delstat Sonora mellem grænsen mellem Arizona og Mexico og Puerto Peñasco, og er omgivet af kæmpe klitter.

"Pinacate-regionen har vidunderlige lavastrømme og store halvmile vulkanske kratere, sagde Hartmann, der i 1989 skrev Desert Heart, en populær bog om området. "En af de store bekymringer var, at månens overflade kunne ligne ekstremt robuste typer af lava med pigge, hakkede klipper overalt. Apollo -astronauterne trænede senere til måneforsøg i det samme område. "

Dale Cruikshank, forsker ved NASA Ames Research Center, studerede også under Kuiper og husker turene godt:"Vi ville kravle inde i vulkankraterne og rundt og undersøge som en geolog ville. Kuiper trampede nogle gange med lavastrømme med os."

Kuipers studerende besøgte også Meteor Crater og Sunset Crater, begge i nærheden af ​​Flagstaff i det nordlige Arizona, at forstå forskellen mellem kratere dannet ved stød og magmakammerkollaps, henholdsvis.

"Hartmann og jeg fik en personligt rundvisning i Meteor Crater af Eugene Shoemaker, "Cruikshank sagde, tilføjede, at Shoemaker arbejdede med Kuipers gruppe under de robotmissioner, der gik forud for de besatte månelandinger og skabte den astrogeologiske afdeling af United States Geological Survey i Flagstaff. "Andre i Flagstaff var også meget gode ved os og fløj os rundt i et fly. Det var fantastisk."

Kuipers studerende vovede sig også ind i Dragoon Mountains, hvor de undersøgte klippetyper, der kunne findes på månen, og til Hawaii, hvor de undersøgte, hvordan magma flyder og afkøles, som den måtte have på månen for milliarder af år siden, Sagde Hartmann.

Flere fakultetsmedlemmer fra Institut for Geovidenskaber ledede de første ekskursioner, men den mest produktive af alle var Spence Titley. Nu pensionist, Titley var en førende minedrifts- og ressourcegeolog ved universitetet. Under nogle af ekskursionerne, han uddannede Apollo -astronauter i månens geologi og anbefalede månefunktioner, de senere fotograferede fra kredsløb. I 1964, han samarbejdede med U.S. Geological Survey for at kortlægge månen til Apollo-programmet ved hjælp af McMath-Pierce Solar Telescope på Kitt Peak.

Fortolkning af data

"Field trip placeringer er ikke kun fokuseret geografisk, men også ved proces, "Sagde Hamilton." For hver tur besøger du ikke bare et sted, men forskellige tidspunkter i Jordens historie. "

De fleste ekskursioner fokuserer på at undersøge vulkanske landskaber. Vulkanaktivitet er den mest dominerende proces i planetdannelse; Det understøtter planetarisk skabelse og evolution, Sagde Hamilton. Månen er et godt eksempel:De mørke pletter blev engang antaget at være oceaner, men de er faktisk vulkanske lavastrømningsfelter. For omkring 3,5 milliarder år siden, månens overflade glødede af rødglødende magma, han sagde.

Andre processer, der er fremhævet på LPL -ekskursioner, omfatter slagkratering, tektonisk pladebevægelse, og erosion af vand og luft.

"Når du bygger en model, der forsøger at beskrive kompleksiteten af ​​planetarisk evolution, du skal lave en tegneserieversion af det, "Sagde Hamilton." Det er vigtigt at forstå at gå ind i feltet og bestemme de nødvendige detaljer ved modellen - hvad man skal efterlade ind og ud. "

"Vi diskuterer, hvordan funktioner kan fungere ens eller anderledes på en anden planet. Andre planeter eller måner kan have forskellig tyngdekraft, atmosfærer og sollys, for eksempel, "Sagde Bramson.

At se disse formationer i virkeligheden hjælper eleverne med at fortolke fjernsensningsdata, der sendes tilbage fra forskellige steder i solsystemet, siger Hamilton, hvis mest aktive forskningsområde er i terrestrisk analog undersøgelse. Han rejser til ekstreme miljøer for at teste, hvordan robotinstrumenter kan fungere på fremmede verdener.

"Klatring omkring lavastrømme svarende til dem på månen eller Mars, eller klitter på Mars og Titan, giver forbindelse til ellers abstrakte data, " han sagde.

"Vi tog eleverne til Cape Canaveral for at se på kystprocesser, vi ikke kan se i Arizona som en analog til Mars, som har mange kystlinjer forbundet med det nordlige hav og slagkratere, der er fyldt med vand for at skabe søer, "Sagde Hamilton, tilføjer, at Saturns måne Titan også har oceaner, men består af flydende metan og vandis så hårdt som sten. "Det er endnu en permutation af de samme processer."

Bramson kom ind på sit kandidatuddannelse med en bachelorgrad i astrofysik, så, ligesom mange af hendes klassekammerater, ekskursionerne var hendes primære lektion i geologi. Men hun lærte mere end bare geologi, hun sagde.

"Med al den tid, vi har brugt sammen - kørsel til felterne, vandre og diskutere landskabet, Camping, lave mad rundt om bålet om natten - jeg lærte mine medstuderende at kende meget bedre på disse ture, "sagde hun." Mange blev nogle af mine bedste venner og samarbejdspartnere om videnskabelige projekter. "