À travers le sec, collines broussailleuses du désert de Mojave, un groupe de scientifiques et d'étudiants de Johns Hopkins a passé trois semaines ce mois-ci à travailler pour comprendre des millions d'années d'histoire de la Terre. Preuve d'anciennes périodes glaciaires, vestiges d'événements géochimiques qui ont perturbé les océans préhistoriques, et les fossiles des plus anciens organismes vivants de la planète sont comprimés dans les strates de roches exposées, les gardiens des archives de la nature.

« Les montagnes qui nous entourent, ils peuvent ne pas sembler particulièrement inhabituels ou spectaculaires, mais ils enregistrent certaines des périodes les plus inhabituelles de l'histoire de la Terre, " dit Emmy Smith, professeur adjoint au Département des sciences de la Terre et des planètes de la Krieger School of Arts and Sciences. "Il y a autour de nous des centaines de millions d'années de temps enregistré."

Dirigé par Smith, les étudiants de premier cycle de la classe d'intersession d'études géologiques sur le terrain en Californie ont été en mission pour arpenter et cartographier les terres juste à l'est de Death Valley à Shoshone, Californie. Des cartes de reconnaissance approximatives existent de la région sauvage éloignée, Smith dit, mais le but du cours Intersession était de caractériser et cataloguer les unités géologiques de la région afin de construire une carte topographique numérique détaillée, qui sera assemblé lors d'un cours d'accompagnement que Smith enseignera au printemps.

"[En utilisant ces données], nous pourrions produire une nouvelle carte géologique plus détaillée que ce qui est dans la littérature publiée, " Smith dit. " Il y a le potentiel de faire des découvertes et de faire de la recherche dans le cadre de cette classe. "

La classe était co-dirigée par Kirby Runyon, un géologue planétaire au Johns Hopkins Applied Physics Laboratory. Runyon dit que le travail de terrain de cartographie géologique que les étudiants ont effectué dans le Mojave est étonnamment similaire au travail effectué par des scientifiques dans un cadre très différent :la surface de la lune.

"Les États-Unis se préparent à envoyer des astronautes sur la Lune pour la première fois depuis 1972, et nous posons des questions sur ce qu'ils feront une fois là-bas, " dit Runyon, qui a reçu une bourse d'enseignement APL Parsons pour soutenir ses efforts d'enseignement à l'université. "L'une des options évidentes est la géologie du champ lunaire, qui nous permettra de reconstituer l'histoire de la lune, et par extension la Terre."

Pour simuler l'expérience d'astronautes effectuant des travaux de terrain sur la lune, Runyon et Smith ont organisé un voyage dans le champ volcanique voisin de Cima, qui, selon Runyon, est un analogue terrestre de la surface de la lune. Là, les étudiants ont participé à une simulation de marche sur la lune et ont été chargés d'effectuer leur travail de terrain sous les mêmes contraintes qu'un astronaute dans l'espace.

"Normalement en géologie de terrain, vous cartographiez à la main ou sur iPad, mais les astronautes en combinaisons spatiales encombrantes ne peuvent pas faire ça, " dit Runyon. " Dans cet exercice, les étudiants apprenaient vraiment à obtenir une géologie globale d'un lieu et à collecter des échantillons spécifiques qui raconteront l'histoire d'une région une fois testés en laboratoire."

Comme Smith, Runyon pense que les connaissances acquises grâce à la recherche en géologie sur le terrain sont capables de révéler des histoires cachées de corps planétaires et d'éclairer la compréhension des scientifiques sur notre propre planète.

"Une carte géologique est un peu comme une carte que vous verriez dans un centre commercial, avec des magasins non seulement disposés dans l'espace mais aussi par catégorie. Les étiquettes colorées indiquent les restaurants, magasins de vêtements pour hommes, magasins de vêtements pour femmes, prestations de service, etc, " dit Runyon. " En notant les unités rocheuses et leurs relations spatiales, vous pouvez déduire le calendrier de différents événements et, à son tour, comprendre l'environnement de la région à cette époque. Le travail du géologue est de comprendre ces relations spatiales et de reconstituer de manière médico-légale l'histoire naturelle. »

Pour les étudiants, l'expérience du travail sur le terrain renforce les principes qu'ils ont appris en classe et leur donne l'occasion de voir en personne l'application concrète de la recherche en géologie. Moulins Mackenzie, une majeure en sciences de la terre et des planètes dont les recherches portent sur les surfaces des planètes du système solaire externe, a vu le cours comme une opportunité d'appliquer son expertise croissante à des projets plus terrestres.

"Quand je regarde les surfaces planétaires, Je regarde des images distantes sur un ordinateur et je fais beaucoup de codage, " Mills dit. " La géologie de terrain est beaucoup plus pratique. Tu es proche de ces rochers, et c'est un casse-tête que vous devez résoudre en parcourant et en faisant de la randonnée. Il s'agit simplement de concilier mes intérêts d'une nouvelle manière."

Mills et ses coéquipiers de la carte, Cecelia Howard et l'étudiante de première année Ling Jin, même fait une nouvelle découverte. Situé dans le lit d'oolite Johnnie, qui est composé de petites sphères de roche appelées ooïdes qui sont enfermées dans du carbonate de calcium, l'équipe a découvert une unité rocheuse beaucoup plus grande que prévu et non décrite auparavant par les scientifiques. L'unité a été officiellement baptisée Johnnie Rampage, après le nom de l'équipe—Rampaging Kittens ou Rampaging Boy Scouts, selon l'état d'esprit de l'équipe à un moment donné, dit Howard.

"Nous ne marchons pas sur des sentiers ici - les étudiants rampent simplement dans les montagnes et décident de leur propre traversée pour la journée, " dit Smith. " Et c'est un défi. C'est un défi physique et mental pour nous tous. Tous les élèves ont relevé ce défi, donc c'était amusant à regarder."