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突破性的Research揭开了非洲地质之谜.
克里斯·肖尔茨Research机构的照片.

故事突出了

  • 地球与环境科学教授Christopher Scholz在他对非洲大裂谷湖泊的Research中深入挖掘了地质历史.
  • 在2024年初马拉维湖的一次探险中, 肖尔茨和他的Research小组使用复杂的技术工具收集了湖床和湖底沉积物的地球物理信息.
  • 肖尔茨Research小组的Research生们正在分析和整合新的信息和以前的Research,以深入了解过去的地震活动, 湖泊的断层以及它们如何随着时间的推移对湖泊水位的变化做出反应.
克里斯·肖尔茨见人.

Christopher Scholz教授问候马拉维土地部长. Deus Gumba,在重新推出的 R / V Timba 一月份在马拉维湖上. 马拉维的测量长Masida Mbano(左二)也出席了会议。, 以及国土部首席秘书戴维·奇隆加, 和上校. Peter Limau R / V Timba (穿白色制服). 马拉维湖大约有360英里长, 2,最深处300英尺,与马拉维接壤, 莫桑比克和坦桑尼亚. 这个湖是800多种慈鲷(受欢迎的观赏鱼)的家园。, 其中大多数只在马拉维湖发现.

Christopher Scholz对非洲大裂谷湖泊的地质历史皇冠体育进行了近40年的Research, 获得有关过去地震活动的宝贵见解, 断层行为和气候变化在一个以生物多样性和在进化中的作用而闻名的地区. “这些地方是进化生物学的模型环境,它们是由在那里运作的地质过程所强迫的,Scholz说。, 的教授 地球与环境科学 (EES)在锡拉丘兹大学 文理学院. “智人 在这些湖泊的边缘进化而来, 因此,湖泊的历史对了解我们的起源非常重要.”

克里斯·肖尔茨的Research团队穿着皇冠体育的装备.

在马拉维猴湾的港口 R / V Timba 船员们展示他们的橙色精神, 戴着皇冠体育的帽子和t恤,这是肖尔茨教授送给他们的礼物.

在他最近的一次探险中, Scholz领导了一个Research马拉维湖的国际Research小组, 世界上最古老、最大的淡水湖之一. 这里也是探索东非裂谷系西部分支的活跃大陆裂谷的理想地点, 那里的两个构造板块已经分离了数百万年. “我们在湖底的许多地方都看到了活动断层,这是因为马拉维湖几乎覆盖了东非那部分地区的整个裂谷,Scholz说。, 古湖泊学和裂谷盆地演化专家.

绘制湖床和湖底沉积物图

监测数据的Research小组成员.

Research小组的成员监控他们从声纳CHIRP系统和多波束回声测深仪接收的实时数据. 图为(左起顺时针方向)皇冠体育博士生约翰·格林利, 马拉维海道测量办公室送的礼物, 北亚利桑那大学(NAU)教授唐娜·希灵顿说, 锡拉丘兹大学Research分析师道格拉斯·伍德和帕特里克·钦丹达利, 马拉维地质调查部门的地球物理学家,NAU的Research生.

这个团队包括 Research生 来自锡拉丘兹大学和北亚利桑那大学的科学家,以及马拉维地质调查局和水文测量部(DHS)的科学家们,在1月和2月花了时间,在船上对马拉维湖的部分地区皇冠体育进行了调查 R / V Timba这是一艘由国土安全部拥有和运营的科考船. 这项Research得到了两种先进技术工具的加强:一种多波束回声测深仪, 它将湖床的深度和形状绘制成宽达2,000 feet; and a sonar CHIRP system, 哪一个提供了湖床下方湖泊沉积物的地震反射图像. 这两种工具都使用声波能量来提供信息,通常用于海洋勘探. 多年来, 肖尔茨和他的团队已经将海洋地质和地球物理方法应用到世界各地的淡水湖上.

在马拉维湖皇冠体育进行Research的人.

Research分析师道格拉斯·伍德将多波束回声测深仪放置在船的一侧 R / V Timba. 该仪器在水中发出“声波ping”,然后下沉, 传播, 撞到湖床上又反弹回来,他说. “你最终会得到一条由许多数据点组成的长条,这些数据点大约是水深度的3.5倍.”

回声测深仪的高分辨率图像显示了峡谷等地质特征, 河道和内部断层, 数据显示了断层的长度, 它们的地表破裂和随地质时间的偏移. 根据Scholz的说法, 湖床地图还为马拉维政府提供了港口和渔业部门的水深信息. 该Research小组的Research得到了美国农业部的支持 国家科学基金会 (美国国家科学基金会)资助的项目,将调查信息与Scholz在2005年马拉维湖(也称为尼亚萨湖)钻探项目中收集的沉积物岩心分析以及由EES副教授Robert Moucha和EESResearch助理教授Liang Xue皇冠体育进行的计算机建模相结合. 拼凑, 这些信息将使Research人员能够“重建断层几何形状和数十万年来的滑动率”, 评估对特定断层为何活跃的控制,并估计过去的地震活动,Scholz说。, 注意到2009年卡隆加发生的一系列地震, 湖西北岸的一个小镇. “这是这个项目的下一步:我们能否在这些我们拍得很好的断层上模拟过去的地震活动?”

从深处挖掘数据

人们在看电脑.

博士生McKenzie 理事(右)和访问学者Donatien Ishimwe正在观看东非大裂谷的地图.

EES博士生麦肯齐·布兰农(McKenzie 理事)加入了Scholz Research 负责监督高科技设备的分析师道格拉斯·伍德(Douglas Wood)在马拉维准备 Timba 为了Research调查. 对布赖农, 这次旅行是一次“巨大的冒险”,“提供国际文化体验以及使用多波束回声探测仪的机会, 这是肖尔茨在大学和国家科学基金会的支持下获得的. 理事, 谁有使用声纳皇冠体育进行地震剖面分析的经验, 在水上待了大约一个星期, 轮班监控设备. 她说:“数据是实时的,所以你可以马上看到你发现了什么,这很简洁。. 布兰农也很感激向肖尔茨学习所有的计划, 管理项目所涉及的组织和工作. 她说:“要完成这样一个项目,需要考虑很多因素。. “希望我学到了一些技能.”

地图周围的人.

Scholz教授与博士生John Greenlee和Laura Streib一起在马拉维湖的地图上查看地质信息, 谁在春天获得了博士学位.

在Scholz的盆地分析实验室, Research生从事几个与裂谷湖泊有关的项目. EES博士生John Greenlee, 谁参与了马拉维湖调查, 在计算机上演示他如何使用综合信息直观地选择湖床中的断层,并在各个时间段查看各个层的相应地震信息. “我在多个断层上做到了这一点,一直追溯到大约1.300万年,”格林利说. “我们正在绘制不同较小断层的滑动率,并将它们与我们对湖泊水位变化的记录皇冠体育进行比较,并观察断层如何对这些变化做出反应.”

在分析2005年马拉维湖沉积物岩心时——“气候变化的录音机”,Scholz说,他们的Research遇到了障碍,因为不同的年龄测定方法在核心的中间部分给出了不同的答案. Laura Streib G ' 24, 她在今年春天完成了她的EES博士工作, 利用一种叫做发光测年的技术取得了突破, 这就揭示了沉积物中的矿物颗粒暴露在阳光下的时间. “释放的发光量与它被埋的时间或在黑暗中的时间有关,她说。. “我们还可以看到,我们的新时代模型的记录与海面温度非常吻合.在她的Research中, Streib还在沉积物岩心中发现了一种新的硅藻(微藻). “它们告诉我们湖中的营养物质含量, 我们可以将其与湖泊的降水量或湖泊水位联系起来,她说。.

这是克里斯·肖尔茨学生的Research样本.

这个沉积物岩心, 拍摄于东非大裂谷, 包含了丰富的信息,肖尔茨和他的Research生在他们正在皇冠体育进行的Research中使用.

Scholz和他的团队将继续分析这些数据,并在接下来的几年里发表同行评议的Research结果. 他们还希望将他们的数据与现代地震事件的数据联系起来, 这可以帮助他们确定哪些地震与特定的断层有关. “我们真正关注的是断层历史和地震活动, 但我们Research小组更广泛的范围是了解热带地区过去的气候历史,他说. “可能会出现一些引人注目的结果. 我无法预测什么时候会发生,但我们对我们收集到的东西感到兴奋.”

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