Graver i Jordens historie:Tager en geologisk historie om Mojave-ørkenen

På tværs af det tørre, krattede bakker i Mojave-ørkenen, en gruppe Johns Hopkins videnskabsmænd og studerende brugte tre uger i denne måned på at arbejde på at forstå millioner af år af Jordens historie. Bevis på gamle istider, rester af geokemiske begivenheder, der forstyrrede forhistoriske oceaner, og fossiler af de ældste levende organismer på planeten er komprimeret i lagene af blotlagte sten – naturens rekordholdere.

"Bjergene omkring os, de ser måske ikke særlig usædvanlige eller spektakulære ud, men de registrerer nogle af de mest usædvanlige perioder i Jordens historie, " siger Emmy Smith, en adjunkt ved Institut for Jord- og Planetvidenskab ved Krieger School of Arts and Sciences. "Omkring os er der hundreder af millioner af års registreret tid."

Anført af Smith, bachelorstuderende i Geological Field Studies i Californien Intersession-klassen har været på en mission for at undersøge og kortlægge land lige øst for Death Valley i Shoshone, Californien. Der findes grove rekognosceringskort over det fjerntliggende vildmarksområde, Smith siger, men målet med Intersession-kurset var at karakterisere og katalogisere de geologiske enheder i regionen for at bygge et detaljeret digitalt topografisk kort, som vil blive samlet under en ledsagertime, Smith underviser i foråret.

"[Ved brug af disse data], vi kunne producere et nyt geologisk kort, der er mere detaljeret end hvad der er i den offentliggjorte litteratur, "Siger Smith. "Der er potentiale til at gøre opdagelser og forske som en del af denne klasse."

Klassen blev ledet af Kirby Runyon, en planetarisk geolog ved Johns Hopkins Applied Physics Laboratory. Runyon siger, at det geologiske kortlægningsfeltarbejde, som eleverne udførte i Mojave, ligner påfaldende arbejde udført af videnskabsmænd i et vidt forskellige miljø:Månens overflade.

"USA forbereder sig på at sende astronauter tilbage til månen for første gang siden 1972, og vi stiller spørgsmål om, hvad de vil gøre, når de kommer dertil, " siger Runyon, som modtog et APL Parsons Teaching Fellowship for at støtte hans undervisningsbestræbelser på universitetet. "En af de åbenlyse muligheder er månefeltsgeologi, som vil give os mulighed for at sammensætte månens historie, og i forlængelse heraf Jorden."

For at simulere erfaringerne fra astronauter, der udfører feltarbejde på månen, Runyon og Smith organiserede en tur til det nærliggende vulkanfelt Cima, som Runyon siger er en jordisk analog til månens overflade. der, eleverne deltog i en simuleret månevandring og fik til opgave at udføre deres feltarbejde under de samme begrænsninger som en astronaut i rummet.

"Normalt inden for feltgeologi, du kortlægger i hånden eller på en iPad, men astronauter i store rumdragter kan ikke gøre det, " siger Runyon. "I denne øvelse, eleverne lærte virkelig at få en overordnet geologi af et sted og at indsamle specifikke prøver, der vil fortælle historien om en region, når de først er blevet testet i et laboratorium."

Ligesom Smith, Runyon mener, at indsigten opnået fra feltgeologisk forskning er i stand til at afsløre skjulte historier om planetariske kroppe - og informere videnskabsmænds forståelse af vores egen planet.

"Et geologisk kort er ligesom et kort, du ville se i et indkøbscenter, med butikker, der ikke kun er indrettet rumligt, men også efter kategori. Farvede etiketter angiver restauranter, herretøjsbutikker, dametøjsbutikker, tjenester, og så videre, " siger Runyon. "Ved at bemærke stenenheder og deres rumlige forhold, du kan udlede tidspunktet for forskellige begivenheder og, på tur, forstå miljøet i regionen på det tidspunkt. Geologens opgave er at forstå disse rumlige forhold og kriminalteknisk sammensætte naturhistorien."

For studerende, erfaringen med feltarbejde forstærker de principper, de har lært i klasseværelset, og giver dem mulighed for at se den virkelige anvendelse af geologisk forskning personligt. Mackenzie Mills, en hovedfag i jord- og planetvidenskab, hvis forskning fokuserer på overfladerne af planeter i det ydre solsystem, så kurset som en mulighed for at anvende sin voksende ekspertise til mere jordbaserede projekter.

"Når jeg ser på planetariske overflader, Jeg ser på fjernbilleder på en computer og laver en masse kodning, " siger Mills. "Feltgeologi er meget mere praktisk. Du er tæt på disse sten, og det er et puslespil, du skal finde ud af ved at gå igennem og vandre. Det er bare at samle mine interesser på en ny måde."

Mills og hendes kortholdskammerater, senior Cecelia Howard og førsteårsstuderende Ling Jin, endda gjort en ny opdagelse. Beliggende i Johnnie oolite sengen, som består af små stenkugler kaldet ooider, der er indkapslet i calciumcarbonat, holdet opdagede en stenenhed, der var meget større end forventet og ikke tidligere beskrevet af videnskabsmænd. Enheden blev officielt døbt Johnnie Rampage, efter holdets navn - Rampaging Kittens eller Rampaging Boy Scouts, afhængig af hvordan holdet har det på et givet tidspunkt, Howard siger.

"Vi går ikke på stier her - eleverne kravler bare over hele bjergene og bestemmer deres egen travers for dagen, " siger Smith. "Og det er en udfordring. Det er en fysisk og mental udfordring for os alle. Alle elever har taget den udfordring op, så det har været sjovt at se."