De 12 spørgsmål, som jordforskere bør stille de næste 10 år

National Science Foundation bør investere i nye initiativer, partnerskaber og infrastruktur til at besvare 12 prioriterede forskningsspørgsmål, der er relevante for samfundet i det næste årti, ifølge en ny rapport fra National Academies of Sciences, Ingeniørarbejde, og medicin. A Vision for NSF Earth Sciences 2020-2030:Earth in Time siger, at en videnskabeligt og demografisk forskelligartet gruppe af forskere vil være forpligtet til at besvare spørgsmålene.

"Geologisk forståelse af jorden har dybtgående konsekvenser for mennesker over hele kloden, " sagde James A. Yoder, dekan emeritus ved Woods Hole Oceanographic Institution og formand for det udvalg, der forfattede rapporten.

"De 12 spørgsmål har alle direkte betydning for samfundets behov, sagde Paul Olsen, en geolog ved Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory og medlem af udvalget. "At forstå, at jorden er et system, og at analysere den i den egenskab afspejler sammenhængen mellem klima, liv, og den dybere jord."

Nogle af de anbefalede spørgsmål går til at forbedre vores grundlæggende forståelse af planeten, såsom hvornår og hvordan pladetektonikken udviklede sig; hvordan geologiske processer påvirker biodiversiteten; og hvordan kritiske kemiske elementer fordeles og kredser. Men alle sigter mod at fremme forståelsen af, hvordan jorden påvirker samfundet. Andre spørgsmål:Hvad er et jordskælv? Hvad driver vulkanismen? Hvad afslører fortiden om klimasystemets dynamik? Hvordan ændrer jordens vandkredsløb sig? Hvordan kan jordvidenskab reducere antallet af geofarer?

NSF's Division of Earth Science (EAR) er den primære føderale gruppe til at finansiere og levere væsentlige infrastrukturkapaciteter til det jordvidenskabelige samfund. Rapporten anbefaler, at EAR tager initiativer til at afhjælpe hullerne mellem eksisterende og nødvendig infrastruktur. Flere af disse initiativer, såsom finansiering af et nationalt konsortium for geokronologi, fokus på at understøtte forskningssamarbejde. EAR bør også finansiere faciliteter, der giver ny adgang til tekniske kapaciteter, såsom en kæmpe presse til at studere sten- og mineraladfærd under pres, og et geofysisk center nær overfladen, siger rapporten. Disse initiativer bør ikke udvikles på bekostning af EARs centrale disciplinære forskningsprogrammer, og vil kræve ny finansiering, det siger.

Højt uddannede STEM-professionelle vil være centrale for fremtidige gennembrud, men feltet står over for udfordringer med at rekruttere og fastholde en inkluderende arbejdsstyrke. Rapporten anbefaler, at EAR øger sine eksisterende bestræbelser på at levere investeringer og centraliseret vejledning for at forbedre mangfoldighed og retfærdighed. EAR bør også finansiere teknisk personale til støttemodtagere på lang sigt, siger forfatterne.

Alle de prioriterede spørgsmål vil kræve fremskridt inden for højtydende databehandling, forbedrede modelleringsmuligheder, og forbedret datakurering. EAR bør indlede et stående udvalg til at rådgive om cyberinfrastrukturbehov, og implementere en strategi til at understøtte datastandarder på tværs af forskningssamfundet, siger rapporten.

Forfatterne siger, at sammenslutning med andre føderale agenturer og NSF-afdelinger, og internationale partnere vil give mulighed for mere effektiv udnyttelse af faciliteter og infrastruktur.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.