John P. Grotzinger - John P. Grotzinger

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John P. Grotzinger é o Fletcher Jones Professor de Geologia no California Institute of Technology e presidente da Divisão de Ciências Geológicas e Planetárias. Seus trabalhos se concentram principalmente nas interações químicas e físicas entre a vida e o meio ambiente. Além dos estudos biogeological feita na terra, Grotzinger também atua na investigação sobre a geologia de Marte e fez contribuições para a NASA 's Programa de Exploração de Marte .

História acadêmica

Estudos em Marte

John Grotzinger está envolvido em várias missões planetárias. Ele foi Cientista do Projeto da missão Curiosity do Mars Science Laboratory (MSL), Cientista Participante da missão Mars Exploration Rover (MER) e Cientista Participante da câmera do Experimento Científico de Alta Resolução (HiRISE), a bordo do Mars Reconnaissance Orbiter (MRO).

Grotzinger fez contribuições significativas para a compreensão da história ambiental inicial de Marte, preservada em seu registro de rochas sedimentares. Um objetivo de longa data dos estudos ambientais da Mars tem sido entender o papel da água ao longo de sua história geológica. A presença de água é um indicador de habitabilidade potencial, bem como de condições climáticas anteriormente diferentes. Antes das investigações in situ pelos Rovers de Exploração de Marte, a maioria dos estudos de processos relacionados à água eram baseados na análise orbitária de atributos geomórficos e espectroscópicos. No entanto, podemos agora examinar diretamente o registro de processos de superfície anteriores, incluindo o papel da água, por meio de estudos sedimentológicos do registro estratigráfico de Marte. Muitos processos que operam em uma superfície planetária têm o potencial de criar um registro de rochas sedimentares. As rochas sedimentares podem fornecer pistas que permitem que as condições ambientais do passado sejam reconstruídas. Portanto, a detecção do transporte de sedimentos pela água e pelo vento em camadas sedimentares antigas é importante, porque fornece uma visão sobre os regimes climáticos anteriores e a habitabilidade potencial.

O rover do Mars Science Laboratory Curiosity foi lançado no sábado, 26 de novembro de 2011, a bordo de um foguete Atlas V-541 do Cabo Canaveral, Flórida. O rover pousou na cratera Gale em 5 de agosto de 2012. A missão do Curiosity é determinar a habitabilidade do planeta e tem feito isso usando um conjunto de instrumentos sofisticados, incluindo câmeras, espectrômetros, sensores ambientais, ferramentas de coleta de amostras e instrumentos geoquímicos de qualidade de laboratório.

A curiosidade pousou ao pé do Monte. Sharp - monte central da cratera Gale - próximo ao final de um antigo leque aluvial formado por sedimentos transportados por riachos da borda da cratera. No primeiro ano de sua missão, Curiosity descobriu rochas sedimentares de granulação fina de composição basáltica que representam um antigo lago e preservam evidências de um ambiente que teria sido adequado para suportar uma biosfera marciana fundada em quimiolitoautotrofia. Este ambiente aquoso foi caracterizado por pH neutro, baixa salinidade e estados redox variáveis ​​de ambas as espécies de ferro e enxofre. C, H, N, O, S e P foram medidos diretamente como elementos biogênicos principais. O ambiente provavelmente tinha uma duração mínima de centenas a dezenas de milhares de anos e poderia ter existido por milhões de anos. Esses resultados destacam a viabilidade biológica dos ambientes flúvio-lacustres na história pós-Noé de Marte.

Coevolução do ambiente inicial da Terra e da biosfera

Grotzinger fez contribuições importantes para as áreas de Geobiologia e Paleontologia. A partir de 1993, Grotzinger e seus colegas iniciaram um programa de pesquisa com o objetivo de compreender a cronologia dos principais eventos biológicos e ambientais que levaram a, e talvez impulsionaram a radiação cambriana inicial de metazoários. A chamada explosão cambriana da biodiversidade mostrou ter sido muito mais rápida do que se pensava anteriormente. Também pode ter ocorrido após um evento de extinção de organismos anteriores que foram os pioneiros e experimentaram calcificação. Pesquisas mais recentes na última década foram baseadas na compreensão das razões de isótopos de carbono e enxofre em sedimentos carbonáticos da idade de Ediacaran. Este trabalho propôs que a circulação vertical da água do oceano levou à oxigenação do oceano profundo pouco antes do final do período Proterozóico, o que também pode ter contribuído para o aumento da biodiversidade no início do período Cambriano.

A excursão isotópica de carbono de Shuram - a maior conhecida na história da Terra - tem sido objeto de pesquisas intensivas na Caltech. A medição das razões de isótopos de carbono em rochas carbonáticas antigas fornece a base principal pela qual os fluxos de carbono reduzido e oxidado são determinados ao longo da história da Terra. Rochas carbonáticas globalmente distribuídas de idade ediacariana média (ca. 600-560 milhões de anos atrás) registram a maior excursão de isótopos de carbono na história da Terra, sugerindo uma reorganização dramática do ciclo de carbono da Terra. A excursão de Shuram precede eventos evolutivos impressionantes, incluindo o surgimento de grandes metazoários e a origem da biomineralização em animais.

Combinando sua experiência em sedimentologia e geobiologia, a pesquisa de Grotzinger sobre estromatólitos mostra que eles são ferramentas vitais para a compreensão das interações entre microrganismos antigos e seu ambiente. Os estromatólitos são estruturas de crescimento sedimentar litificadas aderidas, que se distanciam de um ponto ou superfície limitada de iniciação. Embora o processo de acreção seja comumente considerado como resultado do aprisionamento de sedimentos ou atividades indutoras de precipitação de tapetes microbianos, apenas raramente há evidências desse processo preservadas em estromatólitos pré-cambrianos. A pesquisa de Grotzinger aplicou uma abordagem baseada em processo, orientada para desconvolver as texturas de substituição de estromatólitos antigos. Os efeitos da recristalização diagenética primeiro devem ser contabilizados, seguidos pela análise das texturas de laminação e dedução de possíveis mecanismos de acréscimo. As hipóteses de acreção podem ser testadas usando simulações numéricas baseadas em processos modernos de crescimento de estromatólitos. A aplicação desta abordagem mostrou que os estromatólitos foram originalmente formados em grande parte por meio da precipitação in situ de lâminas durante os tempos do Arqueano e do Proterozóico mais antigo, mas que os estromatólitos do Proterozóico mais jovens cresceram em grande parte através do acréscimo de sedimentos carbonáticos, mais provavelmente através do processo físico de captura e ligação microbiana . Essa tendência provavelmente reflete a evolução de longo prazo do meio ambiente da Terra, em vez de comunidades microbianas.

Em 2007, Grotzinger recebeu a Medalha Charles Doolittle Walcott da National Academy of Sciences

Livros

Grotzinger, JP e James, NP, 2000, Carbonate Sedimentation and Diagenesis in the Evolving Precambrian World, Special Publication 67: SEPM (Society for Sedimentary Geology), Tulsa, OK.

Press, F., Siever, R., Grotzinger, JP, Jordan, TH, 2003, Understanding Earth, 4ª Edição. Freeman, 567 pp.

Grotzinger, JP, Jordan, TH, Press, F., e Siever, R., 2006, Understanding Earth, 5th Edition, Freeman, 579 pp.

Jordan, TH e Grotzinger, JP, 2008, Essential Earth, 1ª edição, Freeman, 384 pp.

Grotzinger, JP e Jordan, 2010, Understanding Earth, 6th Edition, Freeman, 582 pp.

Jordan, TH e Grotzinger, JP, 2011, Essential Earth, 2ª edição, Freeman, 391 pp.

Grotzinger, JP e Milliken, RE (eds). 2012, Geologia Sedimentar de Marte, Publicação Especial 102: SEPM (Sociedade para Geologia Sedimentar), Tulsa, OK.

Grotzinger, JP, Vasavada, A., e Russell, C (eds), 2013, Mars Science Laboratory Mission. Springer, Londres, 763 pp.

Artigos Selecionados

Mars: Grotzinger, JP e 71 outros (2014), A habitable fluvio-lacustrine environment at Gale Crater, Mars. Science, v. 343, DOI: 10.1126 / science.1242777

Grotzinger, JP (2014) Habitability, Taphonomy, and the Search for Organic Carbon on Mars. Science, v. 343, DOI: 10.1126 / science.1248097.

Farley, KA, Malespin, C., Mahaffy, P., Grotzinger, e 29 outros (2014), In-situ Radiometric and Exposure age dating of the Martian surface. Science, v. 343, DOI: 10.1126 / science.1247166

Grotzinger, JP, (2013), Analysis of surface materials by the Curiosity rover, Science, 341, DOI: 10.1126 / science.1244258

Grotzinger JP, Hayes AG, Lamb MP e McLennan SM (2013) Processos sedimentares na Terra, Marte, Titã e Vênus. Em Comparative Climatology of Terrestrial Planets (SJ Mackwell et al., Eds.), P. 439-472 Univ. do Arizona, Tucson

Williams, RME, Grotzinger, JP e 35 outros (2013), conglomerados fluviais marcianos em Gale Grater., 2013, Science 340, 1068-1072.

Grotzinger, JP e 25 outros, 2013 Mars Science Laboratory Mission and science research. Em, Grotzinger, JP, Vasavada, A., e Russell, C (eds) Mars Science Laboratory Mission. Springer, Londres, pp. 3-54. DOI 10.1007 / s11214-012-9892-2

Grotzinger, JP e Vasavada, A., 2012, Reading the red planet. Scientific American, julho de 2012, p. 40-43.

Grotzinger JP, Milliken RE. 2012. O Registro de Rochas Sedimentares de Marte: Distribuição, Origens e Estratigrafia Global. Em Grotzinger JP, Milliken RE (Editores). Geologia Sedimentar de Marte, Publicação Especial 102: SEPM (Sociedade para Geologia Sedimentar), Tulsa, OK. p. 1-48.

Grotzinger, JP et al., 2011, Mars Sedimentary Geology: Key Concepts and Outstanding Questions. Astrobiologia, v 11, p. 77-87.

Milliken, R., Grotzinger, J. e Thomson, B., 2010, The paleoclimate of Mars from the stratigraphic record in Gale Crater. Geophysical Research Letters, v. 37, L04201, doi: 10.1029 / 2009GL041870

Metz, JM, Grotzinger, JP, Rubin, DM, Lewis, KW, Squyres, SW e Bell III, JF, 2009. Depósitos interdunares úmidos e eólicos ricos em sulfato, cratera Erebus, Meridiani Planum, Marte. Journal of Sedimentary Research, 79, p. 247-264.

Grotzinger, JP, 2009, Mars Exploration, Comparative Planetary History, and the Promise of Mars Science Laboratory. Nature Geoscience, v. 2, p. 1-3.

McLennan, SM, Bell III, JF, Calvin, W., Grotzinger, JP e 28 outros, 2005, Procedência e diagênese da formação de queimaduras com evaporito, Meridiani Planum, Marte. Earth and Planetary Science Letters, v 240, 95-121.

Grotzinger, JP, e 16 outros, 2005, Stratigraphy and Sedimentology of a Dry to Wet Eolian Depositional System, Burns Formation, Meridiani Planum, Mars: Earth and Planetary Science Letters, v. 240, p. 11-72.

Squyres, S., Grotzinger, JP, Bell, JF III, Calvin, W., e 14 outros, 2004, Evidência in situ para um ambiente aquoso em Meridiani Planum, Marte. Science, v. 306, p. 1709-1714.

Terra : Bergmann, KD, Grotzinger, JP e Fischer, WW, 2013, Influências biológicas na precipitação de carbonato do fundo do mar. Palaios, v. 20, DOI: 10.2110 / palo.2012.p12-088r

Lee C, Fike DA, Love GD, Sessions AL, Grotzinger JP, Summons RE, Fischer WW (2013) Isótopos de carbono e biomarcadores de lipídios de fácies rica em orgânicos da Formação Shuram, Sultanato de Omã, Geobiologia, doi: 10.1111 / gbi. 12045.

Bontognali TRR, Sessions AL, Allwood AC, Fischer WW, Grotzinger JP, Summons RE, Eiler JM (2012) Os isótopos de enxofre de matéria orgânica preservados em estromatólitos com 3,45 Gir-old revelam metabolismo microbiano, Proceedings of the National Academy of Sciences, 109, 15146 -15151.

Wilson, JP, Grotzinger, JP, et al., 2012, Depósitos de vale inciso em águas profundas na fronteira Ediacaran-Cambrian no sul da Namíbia contêm abundante Treptichnus Pedum. Palaios, v. 27, p. 252-273.

Maloof, AC, and Grotzinger, JP, 2011, The Holocene shallowing-up parasequence of North-West Andros Island, Bahamas. Sedimentologia, doi: 10.1111 / j.1365-3091.2011.01313.x

Butterfield, NJ e Grotzinger, JP, 2012, Palynology of the Huqf Supergroup, Oman. Publicação especial da Geological Society of London, v. 366, DOI: 10.1144 / SP366.10.

Bristow, T., Bonifacie, M., Derkowski, A., Eiler, J., e Grotzinger, JP, 2011, A hydrothermal origin for isotopically cap dolostone cements from South China. Nature, 474, 68-72.

Love, G., Grosjean, E., Stalvies, C., Fike, D., Grotzinger, J. e 8 outros, 2009, Esteróides fósseis registram o aparecimento de Demospongiae durante o período criogeniano. Nature, v. 457, p. 718-721.

Grotzinger, JP e Miller, R., 2008, The Nama Group. Em, R. Miller (ed.), The Geology of Namibia. Publicação especial da Sociedade Geológica da Namíbia, Volume 2, p. 13-229 - 13-272.

Schröder, S. e Grotzinger, JP, 2007, Evidence for anoxia at the Ediacaran-Cambrian boundary: The record of redox-sensitive trace elements e elementos de terras raras em Omã. Journal of the Geological Society of London, v. 164, p. 175-187.

Fike, DA, Grotzinger, JP, Pratt, LM e Summons, RE, 2006, Oxidation of the Ediacaran Ocean. Nature, v. 444, p. 744-747.

Grotzinger, JP, Adams, E., e Schröder, S., 2005, Microbial-metazoan recifs of the terminal Proterozoic Nama Group (ca. 550-543 Ma), Namíbia. Revista Geológica, v. 142, p. 499-517.

Grotzinger, J. P e Knoll, AH 1999. Estromatólitos: marcos evolutivos ou indicadores ambientais? Revisão Anual de Ciências da Terra e Planetárias, v. 27, p. 313-358.

Grotzinger, JP, Watters, W. e Knoll, AH 2000, metazoários calcificadas no trombolítico recifes -stromatolite do terminal Proterozóico Nama Group, Namíbia. Paleobiologia, v. 26, p. 334-359.

Sumner, DY e Grotzinger, JP, 1996. A cinética da precipitação do carbonato de cálcio arqueano estava relacionada à concentração de oxigênio? Geologia, v. 24, p. 119-122.

Grotzinger, JP e Rothman, DH, 1996. An abiotic model for stromatolite morphogenesis. Nature, v. 383, p. 423-425.

Grotzinger, JP Tendências em sedimentos carbonáticos pré-cambrianos e suas implicações para a compreensão da evolução. em, Bengtson, S. (ed.), Early Life on Earth, Columbia University Press, p. 245-258.

Grotzinger, JP e Royden, LH 1990. Força elástica do cráton Slave em 1,9 Gyr e implicações para a evolução térmica dos continentes. Nature, v. 347, p. 64-66.

Grotzinger, John P. 1989. Facies and evolution of Precambrian carbonate depositional systems: surge of the modern platform archetype, in, SEPM Special Publication 44, p. 79-106.

Christie-Blick, N., Grotzinger, JP e von der Borch, CC 1988. Sequence stratigraphy in Proterozoic Successions. Geologia, v. 16, p. 100-104.

Grotzinger, JP 1986. Ciclos de plataforma rasos para cima: Uma resposta a 2,2 bilhões de anos de oscilações do nível do mar de baixa amplitude e alta frequência (banda de Milankovitch). Paleoceanografia, v. 1, no. 4, pág. 403-416.

Grotzinger, JP e Read, JF 1983. Evidence for primária aragonite precipitação, início do Proterozóico (1.9 Ga) Rocknest Dolomite, Wopmay Orogen, noroeste do Canadá. Geologia, v.11, n. 12, pág. 710-713.

Honras

NASA Outstanding Public Leadership Medal (2013; notável liderança de uma missão espacial da NASA)

Prêmio Roy Chapman Andrews Explorer (2013; conquista notável em descobertas científicas por meio da exploração)

Prêmio Halbouty, Associação Americana de Geólogos de Petróleo (2012; liderança excepcional nas geociências do petróleo)

Prêmio Lawrence Sloss, Geological Society of America (2011; conquista vitalícia em geologia sedimentar)

Medalha Charles Doolittle Walcott, National Academy of Sciences (2007; "pela elucidação perspicaz dos carbonatos antigos e dos estromatólitos que eles contêm e pela meticulosa pesquisa de campo que estabeleceu o momento da evolução animal inicial".)

Medalha Henno Martin, Sociedade Geológica da Namíbia (2002; contribuições significativas para a compreensão da geologia da Namíbia)

Medalha Donath, Geological Society of America (1992; conquista notável na contribuição para o conhecimento geológico - com menos de 35 anos).

Prêmio Presidencial Jovem Investigador da National Science Foundation (1990)

Referências

links externos