Ali Bramson kramade sitt neonrosa paraply när hon vandrade över den frusna lavan som rann från Amboy Crater i Kaliforniens Mojave -öken. Hon och hennes andra universitet i Arizona doktorander fick i uppgift att identifiera gränserna för olika utbrott av den utdöda vulkanen, sedan öppna upp sina ljusa paraplyer för att markera platsen. Från ett flygplan ovanför hennes professor och en annan student fotograferade platserna för att spela in resultaten.

"Vi jämförde var vi hade kartlagt de olika lavaströmmarna från marken till där vi hade kartlagt lavaströmmarna baserat på bilder som tagits uppifrån av flygplan och satelliter, "sa Bramson, som nu är postdoktor vid UA:s Lunar and Planetary Laboratory, eller LPL. "Det var ett bra sätt att lära sig om hur man tittar på geologiska drag från olika perspektiv och rumsliga skalor påverkar din tolkning."

Bramson var en av de senaste i en lång historia för LPL -doktorander som tog en planetresa för att lära sig hur jordens geologiska formationer kan fungera som analoger till formationer på månen, Mars och bortom.

Traditionen började för mer än 50 år sedan - innan Neil Armstrong och Edwin "Buzz" Aldrin lämnade sina avtryck i månens pulverformiga jord - när UA -forskare under ledning av Gerard Kuiper arbetade med NASA för att kartlägga och förstå månens yta ur ett geologiskt perspektiv.

Att göra så, Kuipers doktorander studerade fältgeologi, vilket stimulerade bildandet av UA Department of Planetary Science och utflykterna inom det.

"De minsta inslagen vi kunde fotografera från jorden var inte mer än en halv mil över, så det största problemet var att förstå månytans struktur i människoskala, "sa William Hartmann, en av Kuipers doktorander som hjälpte till att skapa Rectified Lunar Atlas. Hartmann grundade senare Planetary Science Institute, eller PSI, i Tucson. "För att studera möjliga månytstrukturer, vi Kuiper-doktorander i början av 60-talet-som hade vuxit upp i lövgrönt, icke-vulkaniska delar av USA-gjorde många campingresor. "

Ökenportalen

Klara skyar, kluster av teleskop, och blomstrande astronomi, geologi, och atmosfäriska vetenskapsprogram lockade Kuiper, betraktad som modern planetvetenskapens far, till södra Arizona 1960. Men det är Sonoranöknens torra klimat som bevarar de geologiska egenskaperna av intresse:påverkan och vulkaniska kratrar, lavaströmmar, askar, skikt inom raviner, och mer.

"Dessa geologiska processer exponeras vackert och bevaras i sydväst, "säger LPL -biträdande professor Christopher Hamilton, som leder LPL-doktorandutflykterna tillsammans med Shane Byrne, biträdande avdelningschef för planetvetenskap. Deras resor har gjort det möjligt för studenter att utforska platser över Sonoranöknen och så långt bort som Hawaii och Island.

"Utflykterna erbjuder också ett sätt att se saker, som lavaströmmar eller sanddyner, på nära håll att för andra planeter måste vi ofta förlita oss på bilder och data från rymdfarkoster för att studera, "Bramson sa." Det hjälper till att ansluta det vi ser från omloppsbana eller teleskop till en sanning genom att kunna gå runt och prova liknande funktioner här på jorden. "

Pinacate Peaks är ett sådant exempel, och de är fyllda med månanaloger, enligt Kuipers doktorander. Mer än 400 vulkaniska kottar och nio stora vulkaniska kratrar har pockmarkerat området, som ligger mestadels i den mexikanska delstaten Sonora mellan gränsen mellan Arizona och Mexiko och Puerto Peñasco, och är omgiven av gigantiska sanddyner.

"Pinacate-regionen har underbara lavaströmmar och stora halvmila vulkaniska kratrar, "sade Hartmann, som 1989 skrev Desert Heart, en populär bok om området. "En av de stora bekymmerna var att månytan kan likna extremt robusta typer av lavor med spikiga, taggiga stenar överallt. Apollo -astronauterna tränade senare för månutforskning i samma område. "

Dale Cruikshank, en forskare vid NASA Ames Research Center, studerade också under Kuiper och minns resorna väl:"Vi skulle krypa inuti vulkaniska kratrarna och runt och undersöka som en geolog skulle göra. Kuiper trampade runt lavaströmmar med oss ​​ibland."

Kuipers studenter besökte också Meteor Crater och Sunset Crater, båda nära Flagstaff i norra Arizona, att förstå skillnaden mellan kratrar som bildas av stötar och magmakammarkollaps, respektive.

"Hartmann och jag fick en personligt guidad rundtur i Meteor Crater av Eugene Shoemaker, "Cruikshank sa, tillade att Shoemaker arbetade med Kuipers grupp under robotuppdragen som föregick månlandningarna med bemanning och skapade astrogeologigren i United States Geological Survey i Flagstaff. "Andra i Flagstaff var också mycket bra mot oss och flög oss runt i ett flygplan. Det var fantastiskt."

Kuipers studenter vågade sig också in i Dragoon Mountains, där de undersökte bergarter som kan hittas på månen, och till Hawaii, där de undersökte hur magma flödar och svalnar som det kan ha på månen för miljarder år sedan, Sa Hartmann.

Flera fakultetsmedlemmar från institutionen för geovetenskap ledde de första utflykterna, men den mest produktiva av alla var Spence Titley. Nu pensionerad, Titley var en ledande gruv- och resursgeolog vid universitetet. Under några av utflykterna, han utbildade Apollo -astronauter i mångeologi och rekommenderade månfunktioner som de senare fotograferade från omloppsbana. År 1964, han samarbetade med U.S. Geological Survey för att kartlägga månen för Apolloprogrammet med hjälp av McMath-Pierce Solar Telescope på Kitt Peak.

Tolkning av data

"Utflyktsplatser är inte bara fokuserade geografiskt, men också genom process, "Hamilton sa." För varje resa besöker du inte bara en plats, men olika tider i jordens historia. "

De flesta fältresor fokuserar på att undersöka vulkaniska landskap. Vulkanisk aktivitet är den mest dominerande processen vid planets bildande; Det ligger till grund för planetariskt skapande och utveckling, Sa Hamilton. Månen är ett bra exempel:De mörka fläckarna trodde en gång vara hav, men de är faktiskt vulkaniska lavaflöden. För cirka 3,5 miljarder år sedan, månytan glödde av rödglödande magma, han sa.

Andra processer som lyfts fram på LPL -utflykter inkluderar slagkratering, tektonisk plattrörelse, och erosion av vatten och luft.

"När du bygger en modell som försöker beskriva komplexiteten i planetevolutionen, du måste göra en tecknad version av det, "Hamilton sa." Att gå in på fältet och bestämma modellens nödvändiga detaljer - vad man ska lämna in och ut - är viktigt att förstå. "

"Vi diskuterar hur funktioner kan fungera på liknande sätt eller annorlunda på en annan planet. Andra planeter eller månar kan ha olika tyngdkraft, atmosfär och solljus, till exempel, "Sa Bramson.

Att se dessa formationer i verkliga livet hjälper eleverna att tolka fjärranalysdata som skickas tillbaka från olika platser i solsystemet, säger Hamilton, vars mest aktiva forskningsområde är inom markbundna analoga studier. Han reser till extrema miljöer för att testa hur robotinstrument kan fungera på främmande världar.

"Klättring runt lavaströmmar som liknar dem på månen eller Mars, eller sanddyner på Mars och Titan, ger en anslutning till annars abstrakta data, " han sa.

"Vi tog studenterna till Cape Canaveral för att titta på kustprocesser som vi inte kan se i Arizona som en analog för Mars, som har många strandlinjer i samband med norra havet och slagkratrar som fyllts med vatten för att skapa sjöar, "Sa Hamilton, tillägger att Saturns måne Titan också har hav men består av flytande metan och vattenis så hårt som sten. "Det är en annan permutation av samma processer."

Bramson kom in på sitt kandidatprogram med en kandidatexamen i astrofysik, så, som många av hennes klasskamrater, utflykterna var hennes primära lektion i geologi. Men hon lärde sig mer än bara geologi, Hon sa.

"Med all tid tillsammans - kör till fältplatserna, vandra och diskutera landskapet, camping, laga mat runt lägerelden på natten - jag lärde känna mina doktorander mycket bättre på dessa resor, "sa hon." Många blev några av mina bästa vänner och samarbetspartners i vetenskapliga projekt. "