Tectonics and Structural Geology 교수 인 Scott E. Johnson 박사의 My Science Life 기능에 오신 것을 환영합니다.
저의 전문 분야는 일반적으로 구조 지질학으로 분류되지만 그 제목에는 많은 하위 영역이 포함됩니다. 저의 작업은 주로 고체 지구가 다양한 공간 및 시간적 척도에 걸쳐 다양한 유형의 하중 (적용된 힘)에 어떻게 반응하는지에 중점을 둡니다. 장기적으로 대규모 로딩의 예는 태평양 및 북미 판과 같은 지각 판의 상호 작용입니다. 캘리포니아에서는이 판이 서로 미끄러 져서 그들 사이의 경계를 San Andreas Fault라고합니다.
단기, 소규모 로딩의 예는 전파 지진 파열로 인해 방출 된 에너지입니다. 이 에너지는 San Andreas와 같은 큰 지진 결함을 둘러싼 암석에서 광범위한 곡물 규모의 균열을 일으킬 수 있습니다. 마지막으로, 미네랄이 온도가 변하면 팽창 (가열) 또는 수축 (냉각)이 있기 때문에 다른 유형의 하중은 열입니다. 열 하중은 암석을 깨뜨릴 정도로 큰 곡물 규모의 힘으로 이어집니다. 일반적으로 로딩은 변형으로 이어지고 내 작업의 주요 목표 중 하나는 특정 하중 조건이 주어지면 변형이 발생하는 메커니즘을 조사하는 것입니다. 그런 의미에서, 저의 전문 분야는 지구 유변학이라고도 할 수 있습니다.
매일 (전형적인 날)의 직업은 어떻습니까?
9 개월의 학년도에, 나는 오전 4 시경에 일어나서 2-3 시간 동안 연구를 시도합니다 (미친 사람 만 자발적으로 오전 4시에 일어나겠다고 말한 후). 여기에는 일반적으로 암석의 변형을 탐색하도록 설계된 수치 모델을 읽고, 쓰고, 실행하는 것이 포함됩니다. 나는 아침에 머리가 깨끗하고 끊임없이 산만하지 않은 연구에서 가장 효과적입니다.
내 멋진 아내 Bethany와 커피를 마시십시오.
우리는 둘 다 1.5 시간 동안 체육관으로 향합니다. 건강과 체력은 우리에게 평생 우선 순위입니다.
하루 종일 사무실로 가십시오. 내 일상은 관리 혼돈과 비슷합니다. 가르 칠 수있는 수업, 멘토를 멘토링하는 학생들이 있으며, 학교의 이사이기 때문에 항상해야 할 일이 많습니다. 나는 구조 지질학이라는 상위 수준의 과정과 Dynamic Earth라는 소개 수준의 과정을 가르칩니다. 또한 필요할 때 대학원 수준의 과정을 가르칩니다. 저의 행정 업무에는 민간 기금 모금, 전략 계획, 다가오는 학기 코스 일정, 학교의 연간 예산에서 지출 승인, 직원 행동 양식 및 수많은 다른 형태에 서명하는 것과 같은 것들이 포함됩니다. 행정 업무는 때때로 부담 스럽지만, 이러한 책임을 맡을 때 교수진 동료들이 그들의 연구와 교육에 집중하도록 해방하고 있다는 것을 알고 깊은 만족감을줍니다.
.집으로 향하고 무엇보다도 1 ~ 2 시간 동안 기타를 연주하십시오. 나는 다른 유형의 음악을 좋아하지만 요즘에는 주로 고전적인 록과 금속을 연주합니다. Bethany는 드러머로, 더 재미 있고 보람있는 연주를합니다. Bethany와 나는 또한 요리하는 것을 좋아합니다. 그래서 우리는 일반적으로 매일 밤 부엌에서 1 시간을 보냅니다.
나는 일반적으로 잠자리에 들기 한 시간 전에 더 많은 연구를하고 이메일을 정리하고 (그리고 더 많은 기타 핥기에서 몰래 들어옵니다!).
.귀하의 연구에 대해 알려주십시오
나는 구조론, 구조 지질학 및 유변학의 일반 분야에 광범위한 관심을 가지고 있습니다. 나는 마그마 틱 시스템, 마그마 틱 아크와 산 벨트의 지각 진화, 석유 및 가스의 골절 제어 이동, 지진주기의 동적 조각화, 변형 된 변형 바위에서 변형과 화학 반응 사이의 커플 링에 대해 작업했습니다.
.경력을 쌓는 동안 호주, 뉴질랜드, 네팔 및 멕시코에서 100 킬로미터의 놀라운 지질학을 매핑했으며 전 세계 여러 지역으로 여행하여 회의와 견학에 참석했습니다. 현장에있는 것 외에도 록 미세 구조도 좋아하므로 광학 및 스캐닝 전자 현미경을 포함한 다양한 도구와 그림 1에 표시된 것과 같은 수치 도구를 사용하여 많은 시간을 검사하는 데 많은 시간을 소비합니다.
.가장 최근에 나는 지진주기와 지진 결함의 유변학을 깊이 이해하기 위해 깊이 침식 된 지진 결함을 연구 해 왔습니다. 우리는 표면 관찰, 드릴 구멍 및 고해상도 지진학 실험을 통해 이러한 지각 수준에 접근 할 수 있기 때문에 지구 빵 껍질 상단의 지진 결함에 대해 많은 것을 알고 있습니다. 그러나 예를 들어, San Andreas Fault가 10-15km 깊이에서 어떻게 보일지 알고 싶다면 수백만 년의 침식에 의해 노출 된 비슷한 고대 결함을 찾아야합니다. 그러한 결함 중 하나는 메인의 Norumbega Fault System이며, 이는 현재 지구 표면에 노출 된 San Andreas Fault를위한 최고의 고대 아날로그 중 하나입니다. 저의 연구 그룹은 거의 10 년 동안 Norumbega 시스템에서 일해 왔습니다. 우리가 함께 일하는 암석은 결함이 지진 적으로 활성화되었을 때 (~ 3 억 년 전) 섭씨 400-500 도의 온도에서 변형되었습니다. 이는 10-15 킬로미터의 깊이에 해당합니다. 나는 여러 분야의 프로젝트를 즐기고 다른 분야의 사람들을 모아 지구 과학의 어려운 문제를 해결합니다. 내 엔지니어링 동료들과 협력하는 것은 특히 수학적으로 그리고 계산적으로 도전적인 분야에서 나 자신을 다루기에 진전을 이룰 수 있었기 때문에 특히 보람이 있습니다.
도시 된 예에서, 전자 후방 산란 회절 기술은 스캐닝 전자 현미경을 통해 미네랄을 매핑하기 위해 20 마이크로 미터 두께의 세련된 암석 섹션으로부터의 결정 학적 바람직한 방향을 맵핑 하였다. 데이터는 미세 구조를 재구성하고 각 미네랄 곡물에 적절한 탄성 강성 행렬을 적용하는 수치 도구 상자의 입력으로 사용됩니다.
.도 2에서, "암석"은 180 메가 파스 칼의 압축 정수압 하중 (대륙 크러스트에서 ~ 7 킬로미터 깊이에 해당 함) 아래에 배치 된 다음 섭씨 100도 냉각되도록 허용된다. 바위가 식 으면 개별 미네랄은 다른 방향으로 다른 양으로 수축합니다. 다시 말해, 그들은 이방성 열 팽창 특성을 가지고 있습니다. 이 예에서, 우리는 최대 주요 응력 (메가 파스 칼)을 그린다. 여기서 빨간색 (양수)은 장력이고 파란색 (음수)은 압축이다. 이 이방성 수축은 매우 큰 곡물 규모의 인장 응력으로 이어져 미세 척도를 유발합니다. 이는 마이크로 크랙 킹이 암석 유동학의 변화로 이어지고 유체 흐름을 용이하게하는 과도 투과성을 생성하기 때문에 공학뿐만 아니라 지구 과학에서도 매우 중요합니다. 이것은 지열 분야와 변성 화학 반응의 동역학에 중요한 적용을 가지고 있습니다. 예를 들어
Vel, S.S., Cook, A.C., Johnson, S.E., Gerbi, C., 2016. 텍스처 된 다결정 물질의 계산 균질화 및 미세 역학 분석. 응용 역학 및 엔지니어링의 컴퓨터 방법, 310, 749-779, https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/s0045782516308192
해당 분야에서 가장 큰 과제는 무엇입니까?
행성은 상당히 복잡하기 때문에 우리는 여전히 지구에 대한 이해의 초기 단계에 있습니다. 해결해야 할 매력적이고 사회적으로 중요한 도전이 많이 있습니다. 광범위한 지각학 및 구조 지질학 분야에는 웅장한 도전으로 눈에 띄는 몇 가지 주제가 있습니다. 미국의 구조론 및 구조 지질학 커뮤니티는 미래의 연구를위한 5 개의 그랜드 챌린지를 간략하게 설명하는 국립 과학 재단의 비전 진술의 최종 초안을 완료하는 과정에 있습니다. (1) 지구와 다른 행성의 진화를 이해, (2) 지구가 변형되는 메커니즘 이해, (3) 캘리포니아의 San Andreas Fault와 같은 지진 결함의 물리적 및 화학적 행동을 이해; (4) 지구 표면에서 발생하는 과정과 지구 내부에서 발생하는 과정 간의 동적 상호 작용을 이해하고 (5) 이러한 연구 목표를 발전시키는 동안 사회적 요구를 충족시키는 것.
예를 들어, 위의 2 번을 취하는 우리 지역 사회 구성원들은 개념적 틀을 공식화하는 것의 중요성과 고체 지구가 어떻게 변형되는지에 대한 정량적 설명을 오랫동안 이해해 왔습니다. 변형은 지진, 화산 폭발, 변화하는 풍경 및 천연 자원 형성과 같은 과정을 통해 사회에 직접 영향을 미칩니다. 이 변형의 모든 측면은 수백만 년에 걸친 지각 판의 상호 작용으로 인한 산악 건물, 수천 년에 걸친 얼음 시트가 녹은 후 표면 반등, 며칠에서 몇 주에 걸쳐 볼크 카노를 공급하기위한 마그마의 상승 또는 지진 동안의 불완전한 전환에 대한 마그마의 상승으로 인한 산악 건물과 관련이 있는지 여부에 관계없이 중요합니다.
.해당 분야에서 경력을 쌓는 사람들에게 어떤 조언이 있습니까?
지구 과학에서 당신을 흥분시키는 것을 찾은 다음 직업을 추구하는 데 전념하십시오. 열심히 일하지만 열심히 놀고 건강과 취미에주의를 기울이십시오. 당신의 경력 내에서 행복하기 위해서는 당신이하는 일을 사랑해야합니다. 저에게 지질 학자가되는 것은 야외 활동에 관한 것이었고, 학업이되는 것은 내가 연구를 위해 일하는 일을 자유롭게 선택할 수있는 것이며, 따라서 학생들에게 가르치는 것입니다. 당신은 당신이 경력이나 인생에서 어디로 끝날 지 알지 못하지만 진정으로 당신을 흥분시키는 것을 발견하고 열정으로 그것을 따라 가면 어떤 곳에서 보람있는 곳이 될 것입니다.
.'내 과학 생활'프로젝트는 과학자들에게 목소리를 내고 수만 명의 사람들과 연결할 수 있도록하는 과학 트렌드의 핵심 부분입니다. 그것은 자신과 같은 사람들이 자신의“이야기”를 나누고 그렇게함으로써 과학을 더욱 접근하고 개인적으로 만들 수있는 기회입니다.
My Science Life Project의 일부가되고 싶으십니까? 제출에 대한 세부 사항을 여기에서 찾을 수 있습니다.
