研究

走在死亡之谷

澳门十大娱乐网站的地质学家研究西南沙漠中的岩石和大地构造

2022年4月22日

悉尼·希金斯在拉斯维加斯附近的红岩峡谷试图弄清楚她的布伦顿指南针上的读数.

地质学家 托尼Simonetti 教他的《澳门十大娱乐网站》的学生们如何在教室里测量撞击和下沉, 但现在,一个理论变成了现实. 他把水倒在倾斜的岩石山坡上,以确定倾角的确切方向, 这说明攻击平面是垂直的.

希金斯一边说,一边寻找合适的词:“在实地做这件事……. “我是一个非常亲力亲为的学习者,所以它让我明白了.”

一个女学生以一个角度伸出她的胳膊, 用一个看起来像对讲机的设备进行打击和倾角测量.
二年级学生悉尼·希金斯在死亡谷国家公园的黄金峡谷对倾斜的泥岩层进行走向和倾角测量.

测量倾角和倾角读数, Simonetti表示, 帮助地质学家了解一个地区的构造历史——在数百万年的时间里,巨大的地下力量推高了山脉,拉伸了山谷. 能亲眼看到这些板块碰撞的结果,正是土木与环境工程与地球科学系(中东欧)带了16名本科生和2名研究生 死亡谷国家公园 和红岩峡谷一起去春假的实地考察.

“较老的岩石通常被较年轻的岩石覆盖,”Simonetti谈到这个风景如画的峡谷时说. “但这是相反的,因为你站在这个紧挨着大陆西海岸的发达逆冲断层上. 这些岩石可能移动了400到500公里.

“碰撞区就像推土机推石头一样.”

构造碰撞

当海洋板块与大陆板块碰撞时, 就像数百万年前发生在美国西部的一样, 大洋板块由于密度大,将向大陆板块俯冲. 大陆板块被迫上升, 形成山脉和山谷的褶皱, 有时包括下面的火山活动. 通过读取走向和倾角数据,地质学家可以将某个特定的岩层(左图)放入地图中,显示该地区的构造历史.

来自罗切斯特大学的大二学生, 纽约, 希金斯在山上的精确位置进行测量,这一位置显示了构造板块碰撞的位置并将较古老的白色石灰岩推到较年轻的红色砂岩之上. “看到他对岩石如此兴奋,真是太棒了, 和岩层, 以及这里发生的地壳运动,”她说.

希金斯在秋季上了西蒙内蒂的课后,改学了环境科学, 她指出,这让她想起了自己小时候为什么喜欢地球科学. 他的照片和关于死亡谷的谈话激励她报名参加今年春天的旅行.

一群学生靠在一个岩石斜坡上测量走向和倾角.
学生们在提图斯峡谷进行撞击和下沉测量.

Simonetti已经指导这项由中国教育与教育学院资助的活动大约十年了. 这群人过去常在帐篷里扎营, 但一直在附近的比蒂镇开汽车旅馆, 内华达, 过去五年.

在最初的四年里,西蒙内蒂在两家公司之间交替 大本德国家公园 在德州和死亡谷. 但他最终选择了死亡谷,因为它的车程较短,而且有在《澳门十大娱乐网站》(Planet Earth)课程中探索概念的清晰例子.

“死亡谷国家公园及其周边地区是美国地质构造活跃的地区.S. 由于下伏上地幔内部的对流而进行主动伸展, 盆地和山脉省是由哪个省产生的. 这导致岩石沿着断层移动,从而产生地震, 岩浆活动引起了爆发性火山活动, 并且出现了各种各样的 沉积 岩石和 变质 岩石.”

死亡谷位于两组山脉之间,越高越好 Panamint范围 向西和烘干机 Amargosa范围 沿着内华达州和加利福尼亚州的边界.

学生们住在比蒂酒店参观 九总网站 在死亡谷国家公园.

死亡谷的近距离地图显示了两个标签:西部的Panamint山脉和东部的Amargosa山脉.

死亡谷位于两组山脉之间,越高越好 Panamint范围 向西和烘干机 Amargosa范围 沿着内华达州和加利福尼亚州的边界.

死亡谷的近距离地图,用图钉标出了学生们参观过的地方.

学生们住在比蒂酒店参观 九总网站 在死亡谷国家公园.

该公园从周一开始参观巴拿马一侧的马赛克峡谷.

西蒙内蒂指出了一种叫做正午白云石的光滑变质岩的例子, 大约有8亿年的历史. 在那次构造碰撞中, 他解释说, 当板块相互滑动时,断层就形成了, 而当两个大陆块碰撞并导致岩石压缩时,褶皱就形成了.

“想象一下,拿一张纸,然后把纸的两端沿着一个平面推到一起,就像在桌子上一样,”他说. “最终的结果将是褶皱的形成.”

学生们长途跋涉的奖励是在附近的Mesquite平沙丘停留, 翻滚的沙浪使谷底像撒哈拉沙漠. 他们从沙丘山峰上跳了下来, 在沙滩上打滚,像他们的很多同学一样假装在沙滩上.

一组五名学生光着脚穿过一片多沙多山的沙漠. 两个学生躺在沙地上. 太阳就在远处的沙丘上方照耀着. 一群学生在沙丘顶上跳着拍照片.
学生徒步旅行, 躺在沙里,从Mesquite Flat sand Dunes的沙丘上跳下来, 位于死亡谷的中心.

周二开始访问 这是一个770英尺深、半英里宽的洞,看起来像是流星撞击形成的. 而不是, 西蒙内蒂说,从地质角度来看,最近大约有2个,近地表的岩浆房加热了水饱和的沉积岩.

“岩石中的水变成了蒸汽,”他说. “压力足够大,形成了一个引爆点,引发了巨大的爆炸.”

学生们一边跑一边踢沙子,沿着一条小路进入一个大坑.
学生们从770英尺深的Ubehebe火山口上沿着一条小路跑下来, 大约喷发了2次,在死亡谷国家公园的北端.
一名男子拿着一块大石头对着镜头. 几块大小不一的岩石的特写.
托尼Simonetti, 土木与环境工程与地球科学副教授, 拿着一块泡状玄武岩. 岩浆房加热了上面浸透水的岩石, 产生蒸汽和剧烈的爆炸, 这被称为“喉状喷发”.
一名女学生蹲下来检查火山口的岩石. 她身后是一个巨大的山脉.
研究生凯拉·霍利斯特(Kayla Hollister)正在研究Ubehebe陨石坑的岩石.

学生们在跑下陡坡寻找爆炸产生的黑色熔岩碎片时,扬起了一团团灰尘. 帕特里克·曹, 来自洛杉矶的研究生, 给他们看了一块泡状玄武岩, 熔岩中的气泡在非常轻的岩石上形成了洞. 他和凯拉·霍利斯特, 另一个研究生, 希望利用自己的博士学位去政府机关等实地考察工作 美国国家海洋和大气管理局.

在提图斯峡谷,这群人沿着峡谷壁之间的一条狭窄通道往上爬. 西蒙内蒂指出了一种叫做角砾岩的岩层,同时学生们进行了撞击和倾角测量. 这个角砾岩看起来像一个由白色条纹纵横交错的小岩石组成的蜘蛛网. 它是在地下高压压碎石灰岩并挤压出碳酸钙时形成的, 但是碳酸盐液体随后固化并“冻结”了石灰岩碎片.

在狭窄的岩层中,一位教授向一群学生指了指岩石的一侧. 岩脉岩石侧面的脉状斑纹.
Simonetti指出,碳酸钙脉存在于提图斯峡谷的变质石灰岩中.

死亡谷的亮点之一是 Badwater盆地它是西半球最低的陆地点,海拔282英尺. 一条白色的盐河沿着山谷底部蔓延,人们的行走使它变得平坦. 没有, 它看起来更像是最近犁过的土地,随着沉积物中的水分蒸发,白色的盐从土壤中冒了出来.

一名男子背对着镜头,看着一群学生在考察“恶水盆地”.
Simonetti和学生们穿过Badwater盆地, 这是死亡谷海平面下282英尺的广阔盐滩.

这个山谷平均每年只有半英寸的降雨量. 这一地区之所以被称为“大盆地”,是因为它是美国唯一一个水不经河流流入海洋的地方. 少量的降雨或雪流入山谷,然后蒸发掉.

北美的主要流域

美国中部的河流流入墨西哥湾, 主要通过密西西比河流域. 大盆地是独特的,因为水不通过河流流入任何一个海洋. 少量的降雨或雪流入山谷,然后蒸发掉.

大约两亿五千万年前, 向西的构造碰撞造成了平静, 被海覆盖的大陆边缘向后退, 喷发的火山和上升的山脉取代了它. 陡坡与平坡交替出现, 在过去的1600万年里,干燥的沙漠不断延伸. 据估计,从里诺到盐湖城的距离在此期间翻了一番.

这种折叠拉伸过程形成的景观被称为 地垒和地堑 地形. 德语单词指的是形成山脉的隆起块,称为山垒, 以及断陷的断块, 或线性山谷. 碎石不断地从山上冲刷到山谷中, 形成类似于河流三角洲的大冲积扇的.

有几个学生把周三早上的徒步旅行取消了 黄金峡谷 这是这次旅行的亮点,尽管是最具挑战性的. 这条小路始于谷底的一条狭缝峡谷,蜿蜒进入一个不荒地地区,与它更著名的表亲南达科他州类似.

学生们在光秃秃的黄色山丘间徒步,头顶是蓝天.
学生们徒步穿越死亡谷国家公园黄金峡谷的荒地.

600万年前,该地区一个史前湖泊底部的淤泥和粘土被压缩成泥岩. 最近的隆起和侵蚀使它暴露在视野中. 泥岩中的矿物形状像小板块,起到屋顶瓦的作用, 防止水渗入表面. 由于降雨稀少,这使得土壤发育和植物生长几乎不可能.

西蒙内蒂问为什么这些泥岩堆会比峡谷开始时的岩壁更高, 先期投入的学生.

“这似乎不合逻辑,”他说. “也许峡谷岩壁的岩石应该在山谷的另一边, 但当它开始伸展和打开时就被困在这里了.”

两名女学生爬下黄色岩石之间的狭窄通道. 一群学生和他们的教授在黄金峡谷荒地合影. 一名学生站在红色大教堂的底部欣赏金色峡谷荒地.
研究生Kayla Hollister(前)和Sydney Herczeg, 一个中东欧大二, 穿过一条狭窄的通道. 在以红色大教堂为背景的金色峡谷,学生们停下来合影留念. 侵蚀的泥岩脊提供了每个方向的荒地景观.

被侵蚀的黄色斜坡像皱巴巴的床单一样向四面八方折叠, 顶端是陡峭的红色悬崖,被称为“红色大教堂”. 砂岩中的铁氧化形成了红色, 类似于金属生锈的过程. 沿着陡峭的斜坡往上走,你会看到扎布里斯基角的壮观景色.

这一天以在自然桥峡谷徒步旅行结束, 在那里,学生们检查了一种叫做 片麻岩. 它是在地表下30公里的高压条件下产生的,温度为800摄氏度, 它的特点是浅色和深色的带子融合在一起. 西蒙内蒂解释了他为什么选择这里作为他们在死亡谷的最后一站.

学生们穿过垂直的峡谷岩壁和岩石桥下.
学生们徒步穿越死亡谷国家公园的自然桥峡谷.
一个粗粒度的岩石.
变质片麻岩(中央), 国家公园里最古老的岩石, 坐落在天然桥峡谷. 片麻岩的特征是矿物呈暗条带和浅条带分界成层.
一个男学生坐在岩石上,把手放在岩石上.
大二学生Anthony Masso-Rivetti坐在自然桥峡谷的变质片麻岩上. 这些是死亡谷最古老的岩石,大约1.70亿岁.

“当我看到这个, 我非常兴奋,因为在公园里,你再也找不到没有改变的东西了, 新鲜的基底岩石,”他说. “这是公园里最古老的岩石,1.70亿年. 触摸它,感受它,和它说话. 尊重长辈.”

周四,学生们开着他们租来的三辆gmc返回拉斯维加斯. 它主要位于城市的郊区, 红岩峡谷 特色通过引人注目的颜色-黄色带山脉的风景环, 黑色和一些深浅不一的红色. 但西蒙内蒂解释说,数百万年的不同沉积层并不是造成这种独特带状的原因.

一群人走在一条被沙漠植物包围的多风小径上. 远处是高大的岩层,有各种颜色的层.
学生们在拉斯维加斯附近的红岩峡谷的拱心石小径上徒步.

“这都是一种漂白效应,”他说. “在砂岩单元形成之后, 从现在到一亿七千万年前的某个时间点, 岩石中渗出了一些液体. 因为液体在岩石中流动, 它通过转化氧化的铁来漂白岩石,去除红色涂层. 这就是你看到黄色条纹的地方.”

这次旅行的最后一站在 胡佛水坝 ——因为这是西南地区水资源紧张的一个完美例子,而且旅行中有两名土木工程师. 长期的干旱导致了大坝运行的变化, 这引发了学生对水资源缓解方法的讨论.

“气候变化对该地区的影响很容易从胡佛大坝后面米德湖水库露出的白化岩石轮廓中看出,“Simonetti表示. “目前, 大坝的水深为140英尺, 比最佳水位低80到90英尺.”

胡佛大坝,位于亚利桑那州和内华达州边界的科罗拉多河上.
胡佛大坝位于科罗拉多河的黑峡谷,内华达和亚利桑那州的边界上. 1931年经济大萧条时期,美国总统富兰克林. 1935年9月30日,罗斯福致力于这项计划.

默罕默德曼苏尔, 土木工程师之一, 他说,这个项目的范围让他为自己选择的专业感到自豪. 大坝的建设使用了超过300万立方码的混凝土, 如果排成一条线,足以在赤道上包裹地球. 建造者必须发明新的混凝土冷却技术,并提前完工.

“了解到这个项目的历史以及它在大萧条时期是如何完成的,让我更加欣赏这个项目,”曼苏尔说. “他们在修建大坝时遇到了许多挑战, 但他们能够克服这些挑战. 这就是从艰苦中培养创新的真谛.”

地质研究

对希金斯来说,重返校园并不是动手学习的结束, 他的激情让他在西蒙内蒂的实验室工作. 这项研究显示了地质知识的许多实际用途之一.

既是地质学家又是化学家, 西蒙内蒂使用激光仪器测量同位素, 核变异:化学元素的核变异, 来确定岩石是如何在哪里形成的.

因为铀矿石——用于制造核弹的材料——因其在世界各地的开采和加工而有很大差异, 这种变化提供了一种独特的特征,可以用来识别材料的来源. 使 他的研究 可公开获取的信息对潜在的贩运者或恶性行为者具有震慑作用, 警告源区域不会一直隐藏.

“我所做的是激光烧蚀电感耦合等离子体质谱法, 也就是说我用激光打石头,”希金斯说. “基本上,澳门十大娱乐网址大全研究的是样品中发现的微量元素同位素.

“在核法医调查中,查看核材料的铅或铀特征至关重要.”