STEM 学生聚焦：伊丽莎白·涅斯波洛

本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点

伊丽莎白·涅斯波洛是一位时间旅行者。作为加州大学伯克利分校地球与行星科学博士候选人，伊丽莎白花费时间了解过去的地球，以便更好地了解今天的地球真正是什么，以及未来会是什么样子。我们与她进行了一次对话，以更多地了解通过地球科学进行时间旅行，以及她的工作如何为更广泛的知识体系做出贡献，并为世界服务。查看下面的对话，为了清晰起见，已进行编辑。

特里·伯恩斯： 请告诉我你的背景，你在学校学习什么，以及你的一些兴趣。

伊丽莎白·涅斯波洛： 我一直是一个非常好奇的人，所以有一段时间很难选择职业道路。作为我家第一个上大学的人，大学里的选择感觉无穷无尽，有点不知所措。我决定在大学里攻读科学和人文双专业。我从各种经验中了解到，地质学将使我能够研究地球和人类历史的各个方面，同时发展科学工具和探索世界。

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我目前是加州大学伯克利分校地球与行星科学博士候选人。我想改进我们对人类进化、我们开发新工具以及我们在非洲内外扩展地理范围时的环境条件的理解。我思考的一个重要问题是：过去不断变化的环境是否对人类施加了选择压力，使其得以生存、繁荣或扩大其居住范围，无论是在地理上还是生态上？如果我们不知道过去人类居住的环境是什么样的，我们就无法回答这个问题。

特里·伯恩斯： 你是如何开始接触地质年代学的？它有什么让你想要长期从事下去？

伊丽莎白·涅斯波洛： 岩石就像时间胶囊，是地球历史书中的章节。但是，你必须能够解读岩石记录，才能理解它在告诉你关于过去什么。地质年代学是“解读”岩石记录的组成部分，它使我们能够讲述时间。当我有机会在博士阶段学习地质年代学时，我毫不犹豫地抓住了它。像放射性碳定年法一样，我使用的方法基于放射性衰变的物理机制，其中某种元素的特定同位素以已知的速率衰变，产生子元素。如果我们想知道人类进化、开发石器工具、农业或其他创新时的环境是什么样的，我们必须知道化石和考古学沉积在构成这些环境的岩石记录的背景中是什么时候。

我探索关于何时我们看到人类进化发生重大转变、我们最早的祖先何时开始制造复杂工具，以及气候变化可能如何影响我们历史中的这些时刻的问题。随着人们继续在地球上居住并以不同的方式利用地球资源，我认为了解我们与环境资源的关系如何在过去塑造了我们的命运将非常重要。了解地球在先前自然全球变暖时期是什么样子，我们人类过去是如何适应变暖的，并将此应用于阐明当前人为引起的气候变化可能如何影响我们周围的环境和生态系统，这将变得越来越重要。

特里·伯恩斯： 作为一名研究人员，你平均一天是怎么样的？

伊丽莎白·涅斯波洛： 我可以描述两种“日子”：一种是在实验室/校园里，另一种是在野外。

在实验室/校园里，我可能会参加实验室会议，讨论当前正在进行的实验的研究和目标。我通常会花一些时间准备和处理样品，这可能包括使用各种工具，例如用筛子和磁力分离器分离岩石中的矿物，用各种显微镜检查样品，将矿物装载到金属盘中进行实验，或者使用强酸进行化学程序，将岩石转化为流体中的溶解样品以进行实验。我还与我的导师一起教授一门关于解读岩石记录的实验课程，因此有时我会讲课并教学生描述/解读岩石样品以及使用显微镜。

在野外，我们为整个团队建立一个大本营，其中可能包括教授、研究生、本科生、雇佣的野外工作人员、当地助手和警卫，通常人数在 15 到 50 人之间。我热爱野外工作！为了我的博士学位，我的一个项目包括在东非大裂谷进行野外工作，那里是最早人类起源地之一。在这里，我们睡在帐篷里数周，以调查和收集化石和考古文物。在典型的一天里，我会在早上 5 点到 6 点之间起床，吃饭（大量碳水化合物！），准备我的背包，里面装满水（我随身携带约 5 升）、一把岩石锤、泥刀、地图、野外笔记本、GPS 和其他便利设施，然后我们都与教授和野外工作人员一起乘坐车队出发。在任何一天，我们都会徒步 5-10 英里，并且通常工作到太阳快落山。 然后我们开车返回营地，卸下样品，做一些样品准备工作（例如清洗、重新标记、筛分）并清理干净准备晚餐。我们都在一张大桌子上像一家人一样一起吃饭（主要是素食，因为我们没有冷藏设备）。我在睡前阅读和写作一会儿，我尽量在晚上 11 点前睡觉，为第二天做准备。

特里·伯恩斯： 在你的研究中，你学到的最令人着迷的事情之一是什么？

伊丽莎白·涅斯波洛： 有太多令人着迷的事情了，我觉得我每天都能学到新的东西！例如，同位素可以帮助我们了解很多关于过去气候的信息。我将它们视为地球过去环境的原子指纹。例如，同位素可以告诉我们动物的饮食、一个地方的干湿程度、当地环境是森林还是草原、动物的迁徙模式，或者过去是热还是冷。同位素使我们能够想象在人们开始书写记录之前，甚至在没有任何人之前地球是什么样的。 此外，我一直对地球系统的宏伟和复原力感到惊叹。人类进化的证据大约跨越了地球历史中微不足道的 0.1%，但地球上最早的生命仍然是从 30 多亿年前开始被理解的。 

特里·伯恩斯： 地质学为什么重要？

伊丽莎白·涅斯波洛： 著名的所谓地质学“之父”查尔斯·莱尔说过，“过去是现在的钥匙”，地质学家研究过去的岩石和地球过程，观察现在的它们，并模拟这些观察结果以预测地球的未来可能是什么样子。如果我们不知道地球过程（如地震、火山灾害和极端天气事件）发生的原因和方式，我们将无法充分为它们做好准备。地质学是了解我们资源的直接手段，我们几乎在所有方面都使用自然资源（你的房子、你的饮用水、能源）。如果我们不知道控制这些可观察资源的 geological processes，我们将很难继续安全和负责任地利用它们，并在未来发展更可持续的资源利用方式。

特里·伯恩斯： 你最喜欢你所做的事情的哪个部分？你最不喜欢的部分呢？

伊丽莎白·涅斯波洛： 我最喜欢我所做的事情的部分是不断的学习。我从不感到无聊，而且我总是受到挑战。研究是动态的，并且经常导致新的发现，这让我觉得我正在为世界更广泛的知识体系做出贡献。我得以与我认识的一些最聪明、最勤奋的人互动，我喜欢处于新科学的最前沿。

我最不喜欢的部分可能部分是高等教育的基础设施。公共教育和研究在许多方面都被现代社会低估了，因此必须花费大量时间来说服资助机构为什么我们的工作很重要。科学家们必须在非常紧张的预算下工作，以开发新技术，通常会做出具有商业和工业利益的发现，因此有时看到必须花费多少时间和精力来说服资助机构我们的工作的相关性令人沮丧。这从实际科学中夺走了大量时间。

特里·伯恩斯： 在你的研究领域中，你通常希望看到发生什么？

伊丽莎白·涅斯波洛： 在我的职业生涯中，女性导师不多，这我主要归因于女性科学家在高等学术界中代表性不足。我参与了一些旨在提高科学领域女性和代表性不足群体多样性的团体，例如物理科学女性协会、湾区学校科学家和伯克利科学网络。作为一名科学领域的女性，也是我家第一个大学毕业生，我尽力以身作则，为有志于从事科学事业的年轻人提供支持。我希望随着时间的推移，地球科学界看起来更像我们旨在告知我们共同拥有的地球的真实世界。