National Science Foundation bör investera i nya initiativ, partnerskap och infrastruktur för att besvara 12 prioriterade forskningsfrågor som är relevanta för samhället under det kommande decenniet, enligt en ny rapport från National Academies of Sciences, Teknik, och medicin. A Vision for NSF Earth Sciences 2020-2030:Earth in Time säger att en vetenskapligt och demografiskt mångfaldig grupp forskare kommer att krävas för att svara på frågorna.

"Geologisk förståelse av jorden har djupa konsekvenser för människor över hela världen, "sa James A. Yoder, dekan emeritus vid Woods Hole Oceanographic Institution och ordförande i kommittén som författade rapporten.

"De 12 frågorna har alla en direkt inverkan på samhällets behov, "sa Paul Olsen, en geolog vid Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory och medlem i kommittén. "Att förstå att jorden är ett system och analysera det i den kapaciteten speglar sambandet mellan klimatet, liv, och den djupare jorden. "

Några av de rekommenderade frågorna går till att förbättra vår grundläggande förståelse för planeten, som när och hur platttektonik utvecklades; hur geologiska processer påverkar biologisk mångfald; och hur kritiska kemiska element fördelas och cyklas. Men alla syftar till att öka förståelsen för hur jorden påverkar samhället. Andra frågor:Vad är en jordbävning? Vad driver vulkanism? Vad avslöjar det förflutna om klimatsystemets dynamik? Hur förändras jordens vattencykel? Hur kan jordvetenskap minska avgifterna för geohazards?

NSF:s Division of Earth Science (EAR) är den primära federala gruppen för finansiering och tillhandahållande av grundläggande infrastrukturkapacitet till jordvetenskapssamhället. Rapporten rekommenderar att EAR tar initiativ för att åtgärda klyftor mellan befintlig och nödvändig infrastruktur. Flera av dessa initiativ, som att finansiera ett nationellt konsortium för geokronologi, fokusera på att stödja samarbetsforskning. EAR bör också finansiera anläggningar som ger ny tillgång till teknisk kapacitet, som en jättepress för att studera sten- och mineralbeteende under tryck, och ett geofysiskt centrum nära ytan, säger rapporten. Dessa initiativ bör inte utvecklas på bekostnad av EAR:s grundläggande disciplinära forskningsprogram, och kommer att kräva ny finansiering, det står.

Högutbildade STEM -proffs kommer att vara centrala för framtida genombrott, men fältet står inför utmaningar när det gäller att rekrytera och behålla en inkluderande arbetskraft. Rapporten rekommenderar att EAR förstärker sina befintliga ansträngningar för att tillhandahålla investeringar och centraliserad vägledning för att förbättra mångfald och jämlikhet. EAR bör också finansiera teknisk personal för bidragsgivare på lång sikt, säger författarna.

Alla prioriterade frågor kommer att kräva framsteg inom högpresterande datorer, förbättrade modelleringsmöjligheter, och förbättrad datakurning. EAR bör inleda en ständig kommitté för att ge råd om cyberinfrastrukturbehov, och implementera en strategi för att stödja datastandarder i forskarsamhället, säger rapporten.

Författarna säger att samarbetet med andra federala byråer och NSF -avdelningar, och internationella partner kommer att möjliggöra effektivare utnyttjande av anläggningar och infrastruktur.

Denna berättelse publiceras på nytt med tillstånd av Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.