Les étudiants en géologie de Stanford célèbrent leur patrimoine géologique avec la cartographie sur le terrain de la Northern Snake Range du Nevada.

Pour les étudiants de premier cycle en géologie de Stanford des dernières décennies, les salles de classe les plus percutantes étaient souvent composées de sable, d’herbe, de rochers et d’arbres dans un camp isolé quelque part dans l’ouest des États-Unis. Pendant des semaines, les étudiants du cours sur le terrain du Stanford Geological Survey, qui dressaient des cartes de régions encore inexplorées de la Californie, du Nevada et de l’Utah, ont produit les premières connaissances enregistrées sur les types de roches, les couches et les failles qui révèlent l’histoire de comment la terre s’est formée.

Aujourd’hui, les étudiants qui ont cartographié la Northern Snake Range du Nevada dans le cadre du Stanford Geological Survey dans les années 1980 et 1990 ont leurs travaux exposés dans une sorte de galerie mondiale : l’emplacement a été nommé d’après le Les 100 premiers sites du patrimoine géologique de l’Union internationale des sciences géologiques.

“Nous n’avions pas d’ordinateurs à l’époque, donc toutes nos cartes étaient dessinées à la main et colorées”, a déclaré le professeur émérite. Elisabeth Millerqui a dirigé le Stanford Geological Survey de 1979 jusqu’à sa conclusion en 1995. “C’était juste une quantité incroyable d’énergie humaine et de travail à marcher dans ces montagnes et à faire une myriade d’observations et de mesures sur les rochers.”

La classe de terrain héritée – six semaines sur le terrain, quatre semaines à Stanford, 12 crédits académiques – a duré 100 ans, de 1895 à 1995. Les étudiants et les professeurs sont allés dans le désert pour en savoir plus sur la composition de la Terre et comment cartographier avec précision c’est une compétence transmise des étudiants diplômés et des instructeurs aux étudiants de premier cycle. L’information scientifique et les compétences artistiques s’entremêlent dans la création de cartes, qui est une approche fondamentale pour enregistrer des données géologiques de terrain incroyablement complexes dans un format qui peut aider à résoudre des problèmes et à répondre à des questions en sciences de la Terre.

« Les cartes géologiques sont essentielles parce qu’elles vous indiquent ce qu’il y a en termes de dangers, de ressources et d’évaluation de l’utilisation des terres », a déclaré Miller. “Les cartes géologiques sont vraiment importantes pour nos besoins en ressources naturelles qui soutiendront l’avenir prometteur de l’énergie verte pour ce pays.”

Trésor géologique

Miller n’est pas enthousiasmé par la Northern Snake Range en raison de ses ressources, mais plutôt pour ses caractéristiques géologiques incroyablement uniques. Le site est un exemple étonnamment bien développé d’une faille de détachement d’un complexe de noyau métamorphique, un type de faille formée lors de l’extension ou de l’étirement de la croûte terrestre. La faille place des roches brisées par des failles dans les couches supérieures de la Terre contre des roches déformées d’une manière ductile et stupide semblable à du mastic à des températures plus chaudes en profondeur dans la Terre. Il est rare que les parties les plus profondes des zones de failles soient exposées à la surface de la Terre pour l’observation, c’est donc un endroit fascinant pour ceux qui étudient les failles et les tremblements de terre en général.

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En 1983, un groupe d’étudiants et de chercheurs du Stanford Geological Survey partagent leurs rapports de terrain dans la Northern Snake Range, au Nevada. Dan Tormey, 1983, est assis troisième à partir de la droite au banc de pique-nique. (Crédit image : Elizabeth Miller)

“Vous pouvez voir que les roches les plus anciennes, les plus profondes et les plus chaudes ont subi cet aplatissement et cet étirement extrême en forme de crêpe dans une direction est-ouest, tandis que les roches au-dessus se sont déformées par une myriade de failles, également en réponse à l’étirement est-ouest”, Miller a dit. «Géologiquement, c’est super intéressant parce qu’il est si inhabituel de voir les niveaux profonds de failles exposés et assez bizarre en raison de la quantité d’étirement représenté. Et les gens y sont retournés encore et encore. Nous continuons d’y retourner.

La chaîne Northern Snake se distingue des autres complexes de noyaux métamorphiques en raison de ses couches exposées dans les plaques supérieure et inférieure qui permettent de calculer la quantité de déformation ou de déformation. Les roches plus chaudes et plus profondes montrent que les couches ont été amincies jusqu’à 10 % de leur épaisseur d’origine. Miller et son groupe de recherche ont publié de nombreuses études analysant les aspects de cette déformation et les processus microscopiques à atomiques impliqués.

“Le complexe de noyau métamorphique nous donne un aperçu important de la façon dont la croûte terrestre se déforme, où vous avez exposé à la surface à la fois une roche très profonde qui est étirée et tendue, recouverte d’une roche fracturée qui est relativement intacte, à l’exception de plusieurs ensembles de failles”, a déclaré Dan Tormey, BS ’83, un ancien élève de la classe de Miller qui a cartographié la Northern Snake Range et l’a aidé à être nommé un des 100 premiers sites du patrimoine géologique.

“C’est quelque chose que nous pouvons utiliser pour découvrir d’autres parties du monde que nous n’avons pas si bien cartographiées – une hypothèse modèle, si vous voulez, sur la façon d’organiser ce que vous observez dans d’autres régions pour tester la théorie qu’ils ont formée. de la même manière que la Northern Snake Range », a-t-il ajouté.

Un étudiant discute d’une carte géologique créée avec le Stanford Geological Survey dans les années 1980. (Crédit image : Elizabeth Miller)

Les idées sur la formation de la Northern Snake Range étaient controversées lorsque les chercheurs ont cartographié la région pour la première fois dans les années 80 et 90, et elles sont encore débattues aujourd’hui. À l’époque, Miller et ses étudiants avaient une théorie sur la formation de la gamme, tandis qu’un professeur de Harvard en avait une autre – et il envoyait des lettres ouvertes aux étudiants du campement leur conseillant de garder à l’esprit les hypothèses rivales lors de la cartographie, a déclaré Tormey.

“Il y avait une bataille pour l’esprit des jeunes qui étaient là-bas, et cela nous a fait sentir que nous faisions partie de cette période révolutionnaire, que nous travaillions sur quelque chose d’important”, a déclaré Tormey. “Nous n’étions pas seulement en train d’apprendre à prendre des mesures et à les enregistrer avec précision sur une carte – nous faisions partie d’une recherche active qui était encore très controversée.”

Les étudiants ont relevé les défis de la science sur le terrain, apprenant à représenter la géologie de manière précise et objective en créant des cartes détaillées qui pourraient être lues et interprétées par d’autres. En cours de route, ils ont également appris à survivre dans la nature, à naviguer dans des situations sociales dans des quartiers étroits et à déterminer s’ils voulaient un avenir dans le travail sur le terrain.

“Tant d’anciens étudiants de premier cycle ont suivi ce programme de cartographie sur le terrain”, a déclaré Miller. “C’était une expérience qui les a rendus beaucoup plus sûrs d’eux-mêmes en tant que scientifiques.”

Un héritage de terrain

Lorsque Miller a été embauchée à Stanford en 1979, son travail principal consistait à poursuivre la tradition du cours sur le terrain du Stanford Geological Survey précédemment dirigé par les légendes de la géologie Ben Page et Bob Compton, entre autres. Le programme avait formé des centaines d’étudiants de premier cycle de Stanford depuis son lancement avant le début du siècle. Bien que les étudiants ne soient pas tous devenus géologues, l’expérience a souvent changé leur vie.

La chaîne Northern Snake au Nevada , présentant un exemple bien développé d’une faille de détachement du complexe de noyau métamorphique , un type de faille formée lors de l’extension ou de l’étirement de la croûte terrestre. (Crédit image : Elizabeth Miller)

“J’étais convaincu qu’après cette expérience estivale en géologie, rien de ce que quelqu’un pourrait concevoir professionnellement ne serait trop difficile pour moi”, a déclaré Roland Mulchay, qui a participé au camp de terrain de 1925 à l’est de Paso Robles. Ses voix et d’autres sont documentées dans un volume de 1988 du histoire de la Commission géologique, dans lequel Compton appelle Miller « le meilleur instructeur de tous. Elle est si intense, si favorable. Elle a fait de l’enseignement de la géologie un art.

Tormey a déclaré que le camp sur le terrain était inspirant, presque comme un choc culturel. Et cela lui a donné la confiance nécessaire pour poursuivre l’exploration de sites plus audacieux en tant qu’étudiant en volcanologie après son séjour à Stanford.

“C’était vraiment l’expérience du camp sur le terrain et apprendre à vivre, et même à prospérer, dans la nature sauvage qui m’a donné le courage de faire du travail sur le terrain en tant qu’étudiant diplômé sur un volcan isolé de 14 000 pieds de haut dans les Andes – et je J’y ai vécu pendant trois mois », a-t-il déclaré.

Aujourd’hui, cours de terrain à Stanford un peu différent. Ils sont souvent plus courts et peuvent inclure des expériences plus accessibles qui reflètent une diversité d’approches pour étudier la Terre. Ce qu’ils partagent tous, cependant, est un sens de la découverte qui donne aux participants de nouvelles perspectives et perspectives sur le monde.

“Si vous êtes dans une science naturelle, alors l’expérience sur le terrain est un élément très important de ce qu’est la science naturelle : être dans le monde et essayer de le comprendre”, a déclaré Tormey. “Il y avait un dicton qu’Elizabeth partageait beaucoup avec nous : ‘La vérité est dans le champ.’ ”

La professeure émérite Elizabeth Miller, au centre, et ses étudiants lors d’une excursion dans la Northern Snake Range en 2012. (Crédit image : Elizabeth Miller)

Tormey, qui mène des études environnementales pour le gouvernement et l’industrie avec une société de conseil, a proposé la Northern Snake Range pour une reconnaissance internationale dans le cadre d’un groupe consultatif sur le géopatrimoine au sein de l’Académie nationale des sciences. Le groupe promeut l’idée que les sites géologiques doivent être préservés pour leur propre valeur patrimoniale géologique, et pas simplement comme faisant partie d’un écosystème qui soutient la biodiversité de la vie sur Terre.

“La plupart des aires protégées se concentrent sur la conservation des espèces, mais il existe d’autres raisons de préserver des zones en plus de la biodiversité – le patrimoine géologique est également important”, a déclaré Tormey. “La géologie est la scène sur laquelle la vie se produit, et c’est important pour cette raison, mais c’est aussi important pour elle-même.”

Aux États-Unis, le complexe central métamorphique de la Northern Snake Range faisait partie des huit sites reconnus pour leur importance en minéralogie, en paléontologie, etc., notamment les puits de goudron de La Brea, le système volcanique et hydrothermal de Yellowstone et le Grand Canyon. Les 100 premiers sites du patrimoine géologique couvraient 56 pays, et des détails peuvent être trouvés sur le Site Web de l’UISG.

“Il y avait certainement une prise de conscience des complexes de noyaux métamorphiques et de leur importance, mais il n’y a pas de Grand Canyon de complexes de noyaux métamorphiques que tout le monde connaît – et il devrait y en avoir”, a déclaré Tormey. “Espérons que cela va maintenant en créer un : la Northern Snake Range.”