Ali Bramson greep haar neonroze paraplu terwijl ze over de bevroren lava trok die uit de Amboy-krater in de Mojave-woestijn in Californië stroomde. Zij en haar medestudenten van de Universiteit van Arizona kregen de taak om de grenzen van verschillende uitbarstingen van de uitgedoofde vulkaan te identificeren, dan ontvouwen ze hun heldere paraplu's om de plek te markeren. Vanuit een vliegtuig boven je hoofd, haar professor en een andere student fotografeerden de locaties om de bevindingen vast te leggen.

"We vergeleken waar we de verschillende lavastromen vanaf de grond in kaart hadden gebracht met waar we de lavastromen in kaart hadden gebracht op basis van beelden van bovenaf genomen door vliegtuigen en satellieten, " zei Bramson, die nu een postdoctoraal onderzoeker is aan het Lunar and Planetary Laboratory van de UA, of LPL. "Het was een geweldige manier om te leren hoe het kijken naar geologische kenmerken vanuit verschillende perspectieven en ruimtelijke schalen je interpretatie beïnvloedt."

Bramson was een van de laatste in een lange geschiedenis van LPL-afgestudeerde studenten die een excursie naar planetaire geologie maakten om te leren hoe de geologische formaties van de aarde kunnen dienen als analogen voor formaties op de maan, Mars en verder.

De traditie begon meer dan 50 jaar geleden - voordat Neil Armstrong en Edwin "Buzz" Aldrin hun voetafdrukken achterlieten in de poederachtige grond van de maan - toen UA-onderzoekers onder leiding van Gerard Kuiper met NASA samenwerkten om het maanoppervlak in kaart te brengen en te begrijpen vanuit een geologisch perspectief.

Om dit te doen, Kuipers afstudeerders studeerden veldgeologie, die de vorming van het UA Department of Planetary Science en de excursies daarin aanspoorde.

"De kleinste kenmerken die we vanaf de aarde konden fotograferen, waren niet meer dan een halve mijl in doorsnee, dus het grootste probleem was om de structuur op menselijke schaal van het maanoppervlak te begrijpen, " zei Willem Hartmann, een van Kuipers afstudeerstudenten die heeft meegewerkt aan de totstandkoming van de Rectified Lunar Atlas. Hartmann was later mede-oprichter van het Planetary Science Institute, of PSI, in Tucson. "Om mogelijke oppervlaktestructuren van de maan te bestuderen, wij Kuiper-afstudeerstudenten begin jaren ’60 – die waren opgegroeid in bladgroen, niet-vulkanische delen van de VS hebben veel kampeertochten gemaakt."

Woestijnportaal

Heldere lucht, clusters van telescopen, en bloeiende astronomie, geologie, en atmosferische wetenschapsprogramma's lokten Kuiper, beschouwd als de vader van de moderne planetaire wetenschap, naar Zuid-Arizona in 1960. Maar het is het droge klimaat van de Sonorawoestijn dat de geologische kenmerken van belang behoudt:inslag en vulkanische kraters, lava stroomt, sintelkegels, lagen binnen canyons, en meer.

"Deze geologische processen zijn prachtig belicht en bewaard in het zuidwesten, " zei LPL-assistent-professor Christopher Hamilton, die samen met Shane Byrne de LPL-excursies voor afgestudeerde studenten leidt, assistent afdelingshoofd planetaire wetenschappen. Dankzij hun reizen konden studenten locaties in de Sonorawoestijn en zelfs Hawaï en IJsland verkennen.

"De excursies bieden ook een manier om dingen te zien, zoals lavastromen of zandduinen, van dichtbij dat we voor andere planeten vaak moeten vertrouwen op afbeeldingen en gegevens van ruimtevaartuigen om te bestuderen, "Zei Bramson. "Het helpt om wat we zien vanuit een baan of telescoop te verbinden met een grondwaarheid door rond te kunnen lopen en soortgelijke functies hier op aarde te kunnen proeven."

De Pinacate Peaks zijn zo'n voorbeeld, en ze zitten vol met maananalogen, aldus de afstudeerders van Kuiper. Meer dan 400 vulkanische sintelkegels en negen grote vulkanische kraters hebben het bereik pokdalig gemaakt, die voornamelijk in de Mexicaanse staat Sonora ligt tussen de grens tussen Arizona en Mexico en Puerto Peñasco, en is omgeven door gigantische zandduinen.

"De Pinacate-regio heeft prachtige lavastromen en grote vulkanische kraters van een halve mijl, " zei Hartmann, die in 1989 Desert Heart schreef, een populair boek over de streek. "Een van de grote zorgen was dat het maanoppervlak zou kunnen lijken op extreem ruige soorten lava met spikey, overal grillige rotsen. De Apollo-astronauten trainden later voor maanverkenning in datzelfde gebied."

Dale Cruikshank, een onderzoekswetenschapper bij NASA Ames Research Center, studeerde ook bij Kuiper en herinnert zich de reizen nog goed:"We kropen in de vulkanische kraters en rond en onderzochten zoals een geoloog zou doen. Kuiper liep soms met ons rond lavastromen."

Kuipers studenten bezochten ook Meteor Crater en Sunset Crater, beide in de buurt van Flagstaff in Noord-Arizona, om het verschil te begrijpen tussen kraters gevormd door inslag en instorting van de magmakamer, respectievelijk.

"Hartmann en ik kregen een persoonlijke rondleiding door de Meteor Crater door Eugene Shoemaker, "Cruikshank zei, eraan toevoegend dat Shoemaker met de groep van Kuiper werkte tijdens de robotmissies die voorafgingen aan de bemande maanlandingen en de astrogeologieafdeling van de United States Geological Survey in Flagstaff creëerde. "Anderen in Flagstaff waren ook erg goed voor ons en vlogen ons rond in een vliegtuig. Het was geweldig."

Ook de studenten van Kuiper waagden zich in het Dragoongebergte, waar ze steensoorten onderzochten die op de maan te vinden waren, en naar Hawaï, waar ze onderzochten hoe magma stroomt en afkoelt zoals het miljarden jaren geleden op de maan zou kunnen zijn, aldus Hartmann.

Meerdere faculteitsleden van de afdeling Geowetenschappen leidden de eerste excursies, maar de meest productieve van allemaal was Spence Titley. Nu met pensioen, Titley was een vooraanstaand mijnbouw- en grondstofgeoloog aan de universiteit. Tijdens een aantal excursies, hij trainde Apollo-astronauten in maangeologie en beval maankenmerken aan die ze later vanuit een baan om de aarde fotografeerden. 1964, hij werkte samen met de U.S. Geological Survey om de maan in kaart te brengen voor het Apollo-programma met behulp van de McMath-Pierce Solar Telescope op Kitt Peak.

De gegevens interpreteren

"Veldreislocaties zijn niet alleen geografisch gefocust, maar ook door proces, Hamilton zei. "Bij elke reis bezoek je niet alleen een plaats, maar verschillende tijden in de geschiedenis van de aarde."

De meeste excursies zijn gericht op het onderzoeken van vulkanische landschappen. Vulkanische activiteit is het meest dominante proces bij planeetvorming; Het ondersteunt planetaire schepping en evolutie, zei Hamilton. De maan is een goed voorbeeld:de donkere vlekken werden ooit beschouwd als oceanen, maar het zijn eigenlijk vulkanische lavastroomvelden. Ongeveer 3,5 miljard jaar geleden, het maanoppervlak gloeide van gloeiend heet magma, hij zei.

Andere processen die tijdens LPL-excursies naar voren kwamen, zijn onder meer inslagkraters, tektonische plaatbeweging, en erosie door water en lucht.

"Als je een model bouwt dat de complexiteit van planetaire evolutie probeert te beschrijven, je moet er een cartoonversie van maken, Hamilton zei. "Het is belangrijk om het veld in te gaan en de noodzakelijke details van het model te bepalen - wat er in en uit moet worden achtergelaten."

"We bespreken hoe functies op een andere planeet hetzelfde of anders kunnen werken. Andere planeten of manen kunnen een andere zwaartekracht hebben, atmosfeer en zonlicht, bijvoorbeeld, ' zei Bramson.

Door deze formaties in het echt te zien, kunnen leerlingen teledetectiegegevens interpreteren die vanaf verschillende plaatsen in het zonnestelsel worden teruggestuurd. zegt Hamilton, wiens meest actieve onderzoeksgebied de terrestrische analoge studie is. Hij reist naar extreme omgevingen om te testen hoe robotinstrumenten kunnen presteren op buitenaardse werelden.

"Klimmen rond lavastromen vergelijkbaar met die op de maan of Mars, of duinen op Mars en Titan, zorgt voor een verbinding met anders abstracte gegevens, " hij zei.

"We namen studenten mee naar Cape Canaveral om te kijken naar kustprocessen die we in Arizona niet kunnen zien als een analoog voor Mars, die veel kustlijnen heeft die verband houden met de noordelijke oceaan en inslagkraters die zich met water vulden om meren te creëren, "Hamilton zei, eraan toevoegend dat Saturnusmaan Titan ook oceanen heeft, maar samengesteld uit vloeibaar methaan en waterijs zo hard als steen. "Het is weer een permutatie van dezelfde processen."

Bramson begon aan haar afstudeerprogramma met een bachelor in astrofysica, dus, zoals veel van haar klasgenoten, de excursies waren haar belangrijkste les over geologie. Maar ze leerde over meer dan alleen geologie, ze zei.

"Met al die tijd die we samen doorbrachten - rijden naar de velden, wandelen en discussiëren over het landschap, camping, 's Avonds eten maken rond het kampvuur - ik heb mijn medestudenten veel beter leren kennen tijdens deze reizen, "zei ze. "Velen werden enkele van mijn beste vrienden en medewerkers aan wetenschappelijke projecten."