Intelligenter graben: Wie Proceq und CLIMBS die Paläoumweltdaten von Kentucky erfassen

Die Erstellung der Paläoumweltdaten von Kentucky erfordert viel Graben. Bohrlöcher, Gräben und Erde unter den Nägeln. Die Forscher von CLIMBS Project 2, Paleo-perspectives, untersuchen Hunderte von Sedimentschichten, um herauszufinden, wie oft Kentucky überflutet wurde und wie lange diese Überschwemmungen dauerten, um künftige Gefahren besser vorhersehen zu können. Einfach ausgedrückt: Das Graben wird so schnell nicht aufhören. Aber dank einer neuen Partnerschaft können die Geologen von CLIMBS jetzt intelligenter graben, nicht härter.

Im November dieses Jahres ging CLIMBS eine öffentlich-private Partnerschaft ein, die die Art und Weise, wie Geologiestudenten und Forscher die jüngste Umweltgeschichte Kentuckys aufzeichnen, neu gestalten kann. Proceq ist ein weltweit tätiges Unternehmen, das fortschrittliche, in den Boden eindringende Radarsysteme und andere zerstörungsfreie Prüfverfahren entwickelt. Es hat sich mit dem CLIMBS-Projekt zusammengetan und verändert bereits die Art und Weise, wie Kentucky Gefahren kartiert, Talente ausbildet und die Geschichten unter unseren Füßen aufdeckt.

Im Mittelpunkt dieser Zusammenarbeit steht Patrick Baldwin, ein ehemaliger Student der University of Kentucky Earth & Environmental Sciences, dessen Karriereweg von der Wissenschaft in die Industrie ihn nun zu seiner Alma-Mater zurückführt, wo er mit dem bodendurchdringenden Radar (GPR) arbeitet. Baldwin ist jetzt Senior Field Application Engineer bei Proceq. "Diese [Partnerschaft] ist ein großer Gewinn für [Proceq] Screening Eagle, [den Kentucky Geological Survey] KGS und das CLIMBS-Projekt", sagte Baldwin. "Die Studenten, die an den Universitäten studieren, werden beim Eintritt in das Berufsleben hoffentlich über Kenntnisse im Bereich des Bodenradars verfügen."

Baldwins Verbindung zu dieser Partnerschaft ist ebenso persönlich wie professionell. Nachdem er 2016 sein Studium in Großbritannien abgeschlossen und in einer industriellen Position gearbeitet hatte, in der er sofort mit GPR zu tun hatte, lernte er, wie wichtig es ist, Studenten schon früh in ihrer Ausbildung mit modernen geophysikalischen Werkzeugen vertraut zu machen. Diese Vision trägt nun zu seinem Engagement bei CLIMBS bei.

"Ich fühle mich geehrt, zurück zu kommen und mit [KGS-Direktor] Mike McGlue, KGS und EES zu arbeiten", sagte er. "Es ist aufregend, zurückzukommen und die derzeitigen Studenten mit dieser Technologie auszubilden."

Unter der Leitung von Baldwin stellte Proceq seine Zeit, sein Personal und seine Technologie zur Verfügung, um Mitte November das CLIMBS-Projekt 2 an der Big Bone Lick State Historic Sitezu unterstützen, einer paläontologischen Fundgrube von großem Interesse. Drei Tage lang schlossen sich CLIMBS-Forscher und Studenten der KGS, der University of Kentucky, der Morehead State University und der Western Kentucky University zu einer interdisziplinären Anstrengung zusammen, die die Möglichkeiten der Partnerschaft aufzeigte.

Das Team nutzte die GPR-Systeme GS9000 und GS8000 von Proceq, das elektrische Widerstandsarray SuperSting von KGS, das Niederfrequenz-GPR-Gerät Mala von EES und Scherwellen-Geophone, um ergänzende Daten über den Untergrund zu sammeln, während CLIMBS-Forscher nahegelegene Bachstellen für künftige Arbeiten unter Leitung von Studenten auskundschafteten. Den Abschluss der Woche bildete eine praktische Software-Schulung unter der Leitung von Dean Goodman von Proceq, bei der die Studenten und Forscher Erfahrungen mit denselben fortschrittlichen Visualisierungs- und Verarbeitungstools sammeln konnten, die auch bei professionellen geophysikalischen Untersuchungen zum Einsatz kommen. Diese fortgeschrittene Feldschulung war für viele Studenten vor Ort eine unschätzbare Erfahrung.

"Sie zeigten uns eine wirklich robuste Software, die für das EPSCoR-Projekt 2 wirklich viel leisten kann", sagte Hannah Sprinkle, eine ältere Geologiestudentin an der Morehead State University. "Zu sehen, wie Menschen mit unterschiedlichem geologischem Hintergrund für ein gemeinsames Ziel zusammenarbeiten - und uns als Studenten mit einbeziehen - ist eine wirklich große Sache."

"Für eine kleine Universität wie die Morehead State University eröffnet die Zusammenarbeit mit Proceq und CLIMBS Möglichkeiten, die zuvor unerreichbar waren", sagte Jen O'Keefe, Hannahs Mentorin und Professorin an der Morehead State University. "Dank dieser Partnerschaft", fügte O'Keefe hinzu, "können wir unseren Studenten erweiterte Möglichkeiten für erfahrungsbasiertes Lernen bieten. Wir können - zum ersten Mal - Studenten im Umgang mit dem Bodenradar schulen, was uns dabei hilft, festzustellen, wo die besten Aufzeichnungen zu finden sind, bevor wir Gräben oder Bohrlöcher ausheben."

Während der drei Tage nutzte das Team das GS9000 , um Sedimentschichten zu kartieren, in der Hoffnung, Details der flachen Stratigraphie oder der Abfolge von Gesteinsschichten zu erkennen, die die jüngsten Umweltbedingungen in Boone County repräsentieren. Die Stratigraphie war schwierig abzubilden, zum Teil wegen einer sich ausbreitenden Metropole von Erdhörnchentunneln direkt unter der Oberfläche. Mithilfe von Echtzeit-Visualisierung und GNSS-Daten konnte das Team Hohlräume erkennen, die bei herkömmlichen Methoden übersehen worden wären. Die Entdeckung der Erdhörnchentunnel zeigte, dass die Technologie in der Lage ist, oberflächennahe geologische Prozesse wie Bioturbation oder das Aufbrechen von Sedimenten durch wühlende Tiere zu visualisieren.

"Manchmal geht man auf die Baustelle, um etwas Bestimmtes zu suchen, und findet am Ende etwas völlig Unerwartetes", so Proceq in einer Erklärung.

Die Partnerschaft zwischen CLIMBS und Proceq fördert die Zusammenarbeit in einem Umfang, der in der akademischen Forschung selten ist. Sie ermöglicht eine schnellere und umfassendere Kartierung des Untergrunds, bietet Zugang zu professionellen Instrumenten und Analysen und schafft direkte Ausbildungswege, die Studenten mit der Industrie verbinden. Diese Partnerschaft ist ein hervorragendes Beispiel dafür, wie öffentliche Universitäten und private Unternehmen zusammenarbeiten können, um die Wissenschaft voranzubringen und den Personalbestand zu stärken.

Mike McGlue, Co-PI von CLIMBS und Co-Leiter von Projekt 2, unterstreicht die Bedeutung dieser Partnerschaft: "Die Ausbildung von Studenten und die Vermittlung von Kenntnissen über die jüngste Geschichte Kentuckys stehen im Mittelpunkt der CLIMBS-Mission - beides hilft dem Commonwealth beim Aufbau von Widerstandsfähigkeit. Ich bin stolz darauf, mit Patrick und dem Proceq-Team an einem Weltklasse-Standort hier in Boone County zusammenzuarbeiten."

Vor allem aber wird diese Partnerschaft dazu beitragen, die nächste Generation von Geowissenschaftlern aus Kentucky auszubilden, die die Probleme von heute und morgen lösen können.

Und das ist für Baldwin das Wichtigste.

"Wir hoffen, dass diese Studenten, wenn sie ins Berufsleben eintreten", so Baldwin, "bereits wissen, wie man diese Technologie einsetzt, und dass sie bereit sind, eine Führungsrolle zu übernehmen."

Die vollständige Fallstudie sowie weitere echte archäologische Fallstudien finden Sie in unserem Tech Hub.