西德尼·希金斯在拉斯维加斯附近的红岩峡谷试图弄清楚她的布伦顿指南针的读数。

地质学家托尼·西蒙内蒂（Tony Simonetti）曾在课堂上教他的《地球脉动》学生如何测量走向和倾角，但现在理论已经变成了现实。他把水倒在倾斜的岩石山腰上，以确定倾角的确切方向，从而显示出垂直方向的走向面。

希金斯说：“在现场做这件事更……”，他在寻找合适的词。“我是一个非常注重实践的学习者，所以它让我明白了。”

Simonetti说，获取走向和倾角的读数，可以帮助地质学家了解一个地区的构造历史——数百万年来，巨大的地下力量推高了山脉，延伸了山谷。正是为了亲眼目睹这些构造板块碰撞的结果，土木与环境工程与地球科学系（CEEES）的副教授带着16名本科生和两名九博体育研究生在春假期间前往死亡谷国家公园和红岩峡谷进行一次一学分的实地考察。

“古老的岩石通常被年轻的岩石覆盖，”西蒙内蒂在谈到这个风景如画的峡谷时说。“但这是相反的，因为你站在这个发育良好的逆冲断层上，这个断层环绕着大陆的西海岸。这些岩石可能移动了400到500公里。

“碰撞区就像一台推土机，把岩石推来推去。”

希金斯是纽约州罗彻斯特的一名大二学生，她在山上的一个精确地点进行测量，这个地点显示了构造板块碰撞的位置，这些板块将较老的白色石灰岩向上推到较年轻的红色砂岩之上。“看到他对岩石、岩层和这里发生的构造事件如此兴奋，真是太棒了，”她说。

去年秋天，希金斯上了西蒙内蒂的课后，她把专业换成了环境科学，并指出这让她想起了自己小时候为什么喜欢地球科学。他的照片和关于死亡谷的谈话激励她报名参加今年春天的旅行。

Simonetti已经指导这个由CEEES资助的短途旅行大约十年了。这群人过去常常在帐篷里露营，但在过去的五年里，他们一直在附近的内华达州比蒂镇住汽车旅馆。

在最初的四年里，西蒙内蒂在德克萨斯州的大本德国家公园和死亡谷之间轮流工作。但他最终选择了死亡谷，因为它的车程更短，而且在大二的《行星地球》课上，有清晰的概念例子。

“死亡谷国家公园及其周边地区是美国的一个构造活跃地区，由于底层上地幔内的对流，它正在进行积极的扩张，从而产生了盆地和山脉省。这导致岩石沿着断层移动，产生地震，岩浆活动引起爆炸性火山活动，以及各种沉积岩和变质岩的存在。”

周一，公园之旅从巴拿马一侧的马赛克峡谷开始。

西蒙内蒂指出了一种名为正午白云石的光滑变质岩的例子，它大约有8亿年的历史。他解释说，在那次构造碰撞中，当板块相互滑动时形成断层，而当两个大陆块碰撞并导致岩石压缩时形成褶皱。

他说：“想象一下，拿一张纸，然后沿着像桌子一样的平面，把两端互相推，形成一个褶皱。”“最终的结果将是形成一个褶皱。”

学生们长途跋涉的奖励是在附近的Mesquite Flat Sand Dunes停下来，那里翻滚的沙子使谷底看起来像撒哈拉沙漠。他们从沙丘上跳下来，在沙滩上打滚，假装自己像许多同学一样在海滩上。

周二，我们首先参观了乌贝赫比陨石坑（Ubehebe Crater），这个洞深770英尺，宽半英里，看起来像是由流星撞击形成的。相反，西蒙内蒂说，在最近的地质学术语中——大约2000年前——地表附近的岩浆房加热了水饱和的沉积岩。

“岩石中的水变成了蒸汽，”他说。“有足够的压力产生了一个引爆点，导致了巨大的爆炸。”

学生们从陡峭的斜坡上跑下来，寻找爆炸产生的黑色熔岩碎片，踢起了一团团灰尘。来自洛杉矶的九博体育研究生帕特里克·周（Patrick Cho）向他们展示了一块泡状玄武岩，熔岩中的气泡在这种轻得惊人的岩石上形成了洞。他和另一名九博体育研究生凯拉·霍利斯特（Kayla Hollister）希望利用他们的博士学位为国家海洋和大气管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration）等政府机构进行实地考察。

在提图斯峡谷，探险队在高高的峡谷壁之间爬上了一条狭窄的狭缝。当学生们测量走向和倾角时，西蒙内蒂指出了一种叫做角砾岩的岩层。角砾岩看起来就像一张由白色条纹纵横交错的小岩石组成的蜘蛛网。它是在地下高压压碎石灰岩并从中挤压碳酸钙时形成的，但碳酸钙液体随后凝固并将石灰岩“冻结”在原地。

死亡谷的亮点之一是恶水盆地，它是西半球最低的陆地点，低于海平面282英尺。一条由碎盐组成的白色河流沿着山谷蔓延，人们的行走使山谷变得平坦。它看起来更像是刚犁过的土地，随着沉积物中的水分蒸发，白色的盐从土壤中冒出来。

这个山谷平均每年只有大约半英寸的降雨量。这个地区之所以被称为大盆地，是因为它是美国唯一一个水不流经河流或海洋的地方。少量的降雨或降雪流入山谷，然后蒸发掉。

大约2.5亿年前，西部的构造碰撞导致一片平静的、被海洋覆盖的大陆边缘退缩，取而代之的是喷发的火山和隆起的山脉。陡峭的山脉与平坦干燥的沙漠交替交替，这些沙漠在过去的1600万年里不断延伸。据估计，在此期间，从里诺到盐湖城的距离增加了一倍。

这种褶皱和拉伸过程形成的地貌被称为地堑地貌。德语词汇指的是形成山脉的被称为地垒的隆起的块体，以及跌落的地堑或线状山谷的断层块体。碎片不断地从山上冲刷到山谷中，形成了类似于河流三角洲的大型冲积扇。

几名学生称周三上午穿越黄金峡谷的徒步旅行是这次旅行的亮点，尽管这是最具挑战性的。这条小径始于谷底的一个狭缝峡谷，蜿蜒进入一个荒地地区，与它在南达科他州更著名的表亲相似。

大约600万年前，该地区一个史前湖泊底部的淤泥和粘土被压缩成泥岩。最近的隆起和侵蚀使它暴露在人们的视野中。泥岩中的矿物质形状像微小的板，起到屋顶瓦的作用，防止水渗透到表面。再加上降雨量不足，这使得土壤发育和植物生长几乎不可能。

西蒙内蒂问，泥岩丘怎么可能比峡谷起点的岩壁高，这让学生们难住了。

“这似乎不合逻辑，”他说。“也许峡谷壁的岩石属于山谷的另一边，但当它开始伸展和开放时，它们被困在了这里。”

被侵蚀的黄色斜坡像皱巴巴的床单一样向四面八方折叠，让位于陡峭的红色悬崖，被称为“红色大教堂”。砂岩中的铁氧化产生了红色，类似于金属生锈的过程。在陡峭的斜坡上徒步旅行，从扎布里斯基点可以看到壮观的景色。

这一天的最后是在天然桥峡谷徒步旅行，学生们在那里考察了一种叫做片麻岩的特殊岩石。它是在地表以下30公里、800摄氏度的压力条件下形成的，其特征是浅色和深色的条纹融合在一起。西蒙内蒂解释了他选择这里作为死亡谷最后一站的原因。

他说：“当我看到这个时，我非常兴奋，因为在公园的其他地方，你看不到未经改造的新鲜地下室岩石。”“这是公园里最古老的岩石，有17亿年的历史。触摸它，感受它，和它说话。尊敬长辈。”

周四，学生们开着租来的三辆gmc返回拉斯维加斯。红岩峡谷主要位于城市的郊区，以风景优美的环线为特色，穿过色彩鲜明的山脉——黄色、黑色和几种深浅不一的红色。但西蒙内蒂解释说，数百万年来不同的沉积层并不是造成这种独特带状的原因。

“这完全是一种漂白效应，”他说。“砂岩单元形成后，在现在到1.7亿年前的某个时间点，我们有一些流体渗透到岩石中。当流体穿过岩石时，它通过转化氧化铁使岩石变白，去除红色涂层。这就是你看到黄色条纹的地方。”

这次旅行的最后一站是胡佛大坝——因为它是西南地区水资源紧张的一个完美例子，也因为这次旅行中有两位土木工程师。长期的干旱导致了大坝运行的变化，这引发了学生们对水资源缓解方法的讨论。

西蒙内蒂说：“气候变化对该地区的影响很容易看到，胡佛大坝后面的米德湖水库被漂白的岩石所覆盖。”“目前，大坝的水深为140英尺，比最佳水位低80到90英尺。”

其中一名土木工程师穆罕默德·曼苏尔（Mohammed Mansour）说，这个项目的规模让他为自己选择的专业感到自豪。大坝的建造使用了超过300万立方码的混凝土，如果铺设成一条线，足以把地球赤道包裹起来。建造者不得不发明新的混凝土冷却技术，并提前完工。

曼苏尔说：“了解了这个项目的历史，以及它是如何在大萧条时期完成的，让我更加欣赏这个项目。”“他们在建造大坝时遇到了许多挑战，但他们能够克服这些挑战。这才是艰苦中培育创新的真谛。”