1、纽约罗切斯特地区的古生物学和地层学
凯文（年龄15，年级9。所在州：纽约州）
图示：罗切斯特地区图。
从研究纽约罗切斯特地区的古生物学和地层学中，我们可以学到有关它的地质史的什么东西？我采集到纽约州费因格湖地区的无脊椎动物化石，就在金尼斯奥南面2英里处的秋溪河（42° 47’N, 77° 48’W）和靠近纽约格里斯的巴格运河（43° 010’N, 77° 48’W）。通过研究这些化石，我将会了解古生代（Paleozoic Era）志留纪（Silurian）和泥盆纪（Devonian）时期的气候和环境。
化石就是在过去的地质年代中，自然保存在沉积物和岩石中的任何植物和动物的遗体、踪迹或印记。作为一种特色，为了形成化石，物体必须迅速地被掩埋，通常是在水成沉积物（waterborne diment）中。掩埋（Burial）是伴随着化学变化而来的，在那里矿物可能被移动或累积（《化石》，10页）。古生物学就是研究化石以帮助认识古代的生命。
靠近金尼斯奥的秋溪河，由一个100英尺深的溪谷和瀑布，它切割穿过处于汉密尔顿界（Hamilton group）的莫斯科构造（Moscow Formation）中380百万年前的泥盆纪页岩和石灰岩。我找到的化石—古三叶虫（trilobite）、一种腕足类动物（brachiopod）、瓣鳃动物（pelecypod）、海百合的梗（crinoi
d stem）和苔藓虫（bryozoan）—都在云多姆页岩段（Windom Shale Member）中，它有45-48英尺厚。金尼西河（Genee River）的支流秋溪河的岩石地层，现在因为14000年前冰帽融化时劳伦系岩层[Laurentian]水的腐蚀力而暴露出来。喝黑咖啡的好处
秋溪河是金尼西奥地区非常著名的一个地方。当地传说中有一个讲述说，在1779年苏莱万远征时，一队赛尼卡印第安人曾骑马穿越秋溪河的浅滩（《金尼西国》，58页）。秋溪河地区在中泥盆纪时期位置靠近赤道，被出现了大量生命的温暖浅海所淹没。纽约那时是被内陆海（inland a）淹没，并且有证据说，这个地区偶尔会抬升到高出海平面并遭到腐蚀。
为了找到化石，我必须搜寻到页岩的恰当层次，这几层页岩在包括长日照天数（long sunlit day）、暖和的温度、低的浊度和食物供应充足、适于生活的环境等气象条件下形成。我找到的大多数化石是在灰页岩（gray shale）中，而不是在几个薄的石灰岩岩层之间。当在不同的地层学岩层中工作时，我找到了几层更难挖掘的厚一点的石灰岩，但很容易识别。它们突出来，这是因为它们很抗风化，但它们没有化石和丰富生命的迹象。我发现更浅一点的页岩更富含化石（fossiliferous）。
星空下的梦想
我更喜欢挖掘5英寸厚的莱斯特白铁矿（Leicester marcasite）染满锈色的岩层，以前被称作塔利黄铁矿（Tully Pyrite）。黄铁矿是一种铁的硫化物（sulfide），这表明这个地区被水淹没时溶液中含有铁，而腐败的有机物质释放出来的硫化氢（hydrogen sulfide）则覆盖在海底（《金尼斯县》，60页）。
这一层是鉴别这个地区地质年代的关键基础。它很难挖掘，并含有主要是腕足类和瓣鳃动物的矮小动物群。发现化石的岩层上面有一个83英尺厚的金尼西奥黑页岩的堆积物。这一时期的水含有少量动物，但植物则很丰富。植物不能很好地形成化石，因为缺少坚硬的组织。水很浅，沉积物来源于东方。页岩的黑颜色是因为沉积物中氧气缺乏造成的。里面很少有化石出现（《金尼西县》，59页）。
在黑页岩下方较浅的灰页岩岩层中，我找到了古三叶虫、苔藓虫（bryozoa）、腕足类、瓣鳃动物、角珊瑚（horn coral）和海百合的梗。因为这些化石是在较低的海拔高度中发现的，它们比上面任何发现都要古老得多。位于激流中的较低的最低层，在那里我找到了古三叶虫（学名Phacops rana）。它很容易挖掘，因为页岩各层之间整个冬天中水因为冻结而膨胀了，使得我们容易从页岩中分离出化石来。
在旅行地我看到了闻名的里塔索夫盐矿（Retsof salt mine），经纬度为(42° 46’ 30"N, 77° 53’ W)，位置离秋溪河有几英里远。矿井超过一千英尺深，是这个地区主要的经济支柱。最近由于倒塌已经关闭了，但是几英里外正在建设一个新的矿井。里塔索夫的名字源自一个姓福斯特的人，是他开发了盐矿镇，但他并不想在身后以他的姓来命名，所以他把他的姓倒过来拼写。地质史上萨尔纳界（Sallna group）的岩盐（rock salt）形成于后志留纪地质时代，此时海洋的水蒸发了，留下了食盐。志留纪岩盐覆盖了纽约州西部和中部10000平方英里的地面。里塔索夫丰富的食盐堆积和秋溪河化石的类型与多样性，帮助我们了解这个地区的古生态学（paleoecology）。
我们寻找化石的其他位置是在伊利运河（Erie Canal），现在叫游艇运河（Barge Canal）的北岸，东面1/4英里处就是长池公路（Long Pond Road）横穿运河的地方，这里距离罗切斯特市区接近5英里。运河的岩石露头（rock exposure）比秋溪河的岩石大约要早3百万年。由于岩层轻微地向南倾斜，南面露出了年代较晚的的泥盆纪岩石，北面露出的志留纪岩石年代则较早（《实地考察旅行指南》，II）。这个站点的各层岩石是罗切斯特页岩和克林顿界上志留纪（Upper Silurian in the Clinton Group）的石灰岩。它化石最丰富，并形成了克林顿界中最主要的单元。1825年人工挖凿的运河每一年都要在12月到5月之间把水排干，暴露出岩层。总体来说，罗切斯特页岩是一种灰褐色的、含钙含化石的页岩，夹在含粘土的石灰岩岩层中（吉利特，100）。上部30英尺我正在挖掘的地方叫做门白云岩段（Gates Dolostone Member），因为岩石露头显示出含白云石的泥岩夹有薄薄的白云岩夹层和石灰岩层（《常规地层学剖面》）。运河的罗切斯特页岩表明，大约在425百万年前，这个地区的生命大都由生活在底栖（bottom-dwelling）生物群落中的无脊椎动物组成。动物群的多样性表明，这是一个相对平静的、富氧化的（well-oxygenated）罗切斯特页岩大陆架环境（《实地考察旅行指南》，116页）。因为化石是在矿穴（pocket）中找到的，暗示着它们是由水流（游艇运河）沿着海底冲刷过来的。
就在罗切斯特页岩的上方是洛克珀特白云石，它组成了西面60英里的尼亚加拉瀑布的顶岩（caprock）。在运河站点挖掘比在秋溪河要困难一些，因为含白云石的石灰岩要致密得多。我在游艇运河站点未能找到化石，而我计划在下一次旅行中要带大一点的榔头和凿子来。
我最花力气寻找的化石是古三叶虫，因为它们是优良的指示化石（index fossils）。指示化石就是一种可以发现一个大的地理区域的一种化石，但它只存在于一个主要的地质年代时期内，并且很容易辨认。古三叶虫晶状物（Trilobite Phacops）是北美中泥盆纪最常见的古三叶虫之一。在北美洲4000英里以外的非洲有和它关系很接近的亲戚，这说明在泥盆纪时非洲和北美洲靠得很近。非洲和北美洲之间的碰撞实际上就是阿帕拉契山系（Appalachian Mountains）的起因（网站：ll.edu）。因为两个搜寻化石的地点都找到了晶状物，我们可以推断它们都是在接近同一个地质年代的相同海水环境中堆积起来的。我可以找到一个完整的一种古三叶虫（学名Phacops rana），但我主要找到的是个体的碎块，例如头部（cephalon，头head）、胸部（thorax，身体body）和尾板（pygidium，尾tail），它们可能是被水流分离开的。在游艇运河，我找到了许多古三叶虫Trimerus的标本，这是古三叶虫的另一个属。我能找
到的最常见的完整化石是Mucrospirifer和Atrypa（腕足动物brachiopod）和Heliophyllum（角珊瑚horn coral）。
将来要改进我们对化石的搜寻，我计划在天气更暖和一点和有更好的采集材料时再去，这样化石不会受到损坏。很困难停止采集，因为我发现了这么多的化石，而我愿意花更多的时间。当我剥离这些化石时，它是在400百万年来第一次重见天日，并且被挖掘保存起来。遗憾的是我没有找到一只古广翅鲎（eurypterid），它是纽约州的州化石。我一生的目标就是找到一只完整的古广翅鲎，也叫做海蝎子
（a scorpion）。古广翅鲎是一种节肢动物，它是现代鲎（king crab）的远古祖先，生活在志留纪时代的海中。博泰石灰岩（Bertie limestone）位于离罗切斯特不远处，是众所周知出产古广翅鲎的地方，我计划到夏天时到那儿去采集。
图示：上图为苔藓虫化石，下图为瓣鳃动物化石。
采集化石是一个令人愉快的和有趣的业余爱好（hobby）。需要许可才能进入秋溪河采集遗址，但它是一个有1/4英里长的美妙行程，穿越古冰河直至被小河切割成的遗址和90米高的瀑布。瀑布的形成是因为格伦德瓦石灰岩（Genundewa Limestone）比下面的页岩更为坚硬并更抗侵蚀。到了21世纪，由于水的层叠，瀑布可能会稍微地后退。仅有少量体积的水流下瀑布，主要形成泉水，这是少量后退的原因。在秋溪河和游艇运河两个遗址，物理风化是由岩层之间的冰冻和融化造成的，它导致岩层疏松和因重力而掉落。塌磊（talus）的数量在两个地区都增加了，但特别是在秋溪河，因为它有100英尺高的沉积物墙。我希望这些地区的美景保留下来，就像今天这样。
我认识到，化石是学习地球的古气象和古环境的好办法。我在泥盆纪和志留纪岩石中找到的化石代表着地球历史的百分之一。如果有一部24小时的影片代表地质史形成的48亿年，那么我研究的这些地区出现在影片中只会少于10分钟。当我参观罗切斯特博物馆和科学中心的立体模型，我可以形象地看到我找到的化石，在接近400百万年前是怎样生活[作为生物]在海洋底层的。我将继续增加我的化石收藏，还有关于罗切斯特地区沉积堆积的古生物学与地层学的知识心无外物
参考文献：
康奈尔大学，工程图书馆，网址：ll.edu/ 。
菲尔契尔德，赫尔曼，《金尼西峡谷和纽约西部的地质故事》，罗切斯特，纽约：菲·赫尔曼，1928。
芬顿，卡洛尔，《化石讲述的故事》，加登大学，纽约：双日公司，1966。
中秋节贺词《常规地层学剖面》，罗切斯特，纽约：1991。
《实地考察旅游指南》，罗切斯特，纽约：罗切斯特大学，1956。
赫维特，菲利普，《实地考察旅游指南》，纽约州立大学布洛克珀特学院，1973。
蓝伯特，马克，《化石》，纽约：阿尔克出版公司，1978。
派尼，托马斯，《金尼希县》，罗切斯特，纽约：罗切斯特艺术和科学博物馆，1938。
封迪沃尔，布拉德福德，《纽约州路边地质学》，米索拉，蒙特：山脉出版公司，1985。
沃尔克，塞利尔和大卫沃德，《化石》，纽约：多林金德斯里公司，1992。
1、你为什么选择这个类别（研究、展览或考察）来写你的短文？
答：我为我的短文选择考察类别，因为我喜欢去实地考察旅行和寻找化石。我在生活的大部分时间里已经采集了一些化石，我想做这个课题一定会很有意思的。当我找到一个化石，它可能是在400百万年来第一次重见天日，而它被挖掘保存起来。
2、你认为你们这一代人最紧迫的科学问题是什么？
答：我们这代人最紧迫的科学问题将是：在其他星球上有没有智能生命（intelligent life）？如果有，什么时候会被发现时，如何被发现和它对地球会有什么影响？
3、你在进行这个课题时做出了什么发现？
答：当我做这个课题时，我发现，我通过研究和识别在岩石中找到的化石，能够确定400百万年前的气候是怎么样。我也发现，借助于观察岩石的颜色我能够推断更多的氧气是如何存在于覆盖着罗切斯特地区的温暖的浅海当中。我断定页岩的颜色较淡，表明它氧气较多，因此存在有更多的化石。
4、谁是你最喜欢的科学家、作家或艺术家？
答：我感兴趣的科学家曾经有过很多，包括阿尔伯特·爱因斯坦和伊萨克·牛顿，但是现在我最喜欢的
科学家是莱伊·艾伯因哈姆。艾伯因哈姆是前国际赛车联合会（NASCAR，National Association for Stock Car Auto Racing）主席，率领杰弗戈登在7个赛季中获得云丝顿世界杯冠军。大多数人不认为NASCAR主席是一个科学家，但他真正是。成人高考作文题目
我对赛车的参与增加了我对科学的兴趣。我已经连续三年在靠近纽约罗切斯特的赛道的赛车比赛中夺冠。一个科学家被人认为是一个运用事实和定律的人。艾伯因哈姆用它的知识和应用科学获得它的成功。他运用数学、空气动力学（aerodynamics）、重力（downforce）和柏努利效应（Bernoulli’s effect）获得超越对手的竞争优势。他关于摩擦力、空气阻力和马力的知识帮助他胜任了主席的职位。
2001年2月在黛通纳500中，艾伯因哈姆将领导道奇（Dodge）返回NASCAR赛车比赛。艾伯因哈姆的勇猛无畏号将会是1985年以来云丝顿世界杯竞赛的第一辆道奇赛车。和比尔·埃里奥特一起在轮子后面，你会有趣地看见如果莱伊·艾伯因哈姆运用他的科学、知识和经验，就一定会领导他的队伍走向胜利。
2、由大自然和人类塑造的：断崖的地质史回家的路
马科斯（年龄15，年级10，所在州：纽约州）
图示：（上图）远眺断崖，图1 —从山脊鸟瞰。
我站在悬崖的最边缘，越过辽阔的地平线瞭望着。我的眼睛扫视着环绕这片土地的远古火山岩岩床（sill of lava），它就像一个巨大的堡垒一样。粗粗往下看去，我可以看到参差不齐的岩壁直插到400英尺下面的哈得逊河。当我想象大陆板块（continental plate）曾经碰撞而后被撕开，巨大的冰河（glacier）就从我所站的地方横扫而过时，我是如此地神魂颠倒。自我童年以来，这座岩床的顶点就从我们的乡镇迫
近并直接穿越哈得逊河，让我感到神秘莫测、宏伟壮丽。我经常十分惊讶，一块岩石的构成竟如此巨大，并可以形成如此垂直陡峭的绝壁。现在我站在断崖的最高处，我的考察即将开始。
去年，我和地球科学课程班级的同学，曾到当地重要的地质遗址进行过一次短暂的实地考察旅行，从这以后，我变得对地质史上内瓦克统低地（the Newark Lowlands）区域、特别是“断崖”（Palisade）构造非常感兴趣。我想知道得更多，所以我就开始在图书馆和因特网上做了一些研究调查。我被所了解到的东西激起了这样大的兴趣，以致我决定到先前我们地球科学课程班访问过的地方进行一些深入的研究。
当我到达洛克兰州立公园（Rockland State Park）进行考察的那天，天气多云并且预报说下午晚些时候会下雪。我决定直接赶到“断崖”岩床的顶端。我知道我从那里一定能纵览整个“内瓦克统低地”区域的全貌。我一步一步沿着小路行走向森林进发。我很快便找到一条迂回的小路，并向上朝悬崖高耸的背
部走去。我终于到达崖顶。越过广袤的土地望去，我能看到长长的岩床向远处蜿蜒而去，还有远处突兀的岩石。（见图1）
根据板块构造（plate tectonics）理论，几乎所有现代的大陆都一度曾经结合在一起，形成一块称为庞加埃（Pangaea）的超大陆（supercontinent）。这块巨大的大陆在2亿年前左右开始断裂分离。地底下巨量熔化的岩石（molten rock）（称作岩浆〈magma〉）穿过地面的裂缝向上喷涌而出。一些岩浆喷出地面形成熔岩，但大部分被围堵在地下的沉积层（dimentary layer）之间。
图2：岩床的产生。
梦见被当被围堵的岩浆第一次侵入三叠纪（Triassic）岩层的沉积岩（dimentary rock）中，因温度太高导致发生了接触变质作用（contact metamorphism），改变了周围的岩石。（如图2所示）。从“断崖”这里的情形来看，岩浆在沉积岩下面冷却，形成由火成的辉绿岩（igneous diaba）形成的大约40英里长和1000英尺厚的一个岩床。此时，地壳运动（crustal movement）沿着拉马珀断层（Ramapo fault）使整块区域往西面向下倾斜了17度。
图3：辉绿岩样品显示粗纹理（coar-grained）的晶体。
这处“断崖”的火成辉绿岩几乎全部由粗略相等数量的暗辉石（dark pyroxene）和较轻的斜长岩（plagi
ocla）组成。因为岩浆在地底下冷却期间凝固过程会减慢下来（这种情况要花数千年），晶体（crystal）则需要更多的时间发育变大、纹理变粗。《图三》当岩浆冷却并在地底下凝固时，它收缩并产生巨大的压力。这个张力（tensional stress）通过数百英尺长的垂直裂缝得以释放。这些裂缝使岩床形成多角形的柱状体（见图四）。让柱状体看起来像土著美国人用来保护他们村庄的栅栏的这种地貌，被赋予“断崖”的名字。
欧洲五猪
图4：圆柱状的节理（Columnar jointing）
冰河也影响了断崖岩床的表面特征。当大量的降雪一次又一次落在同一个地方，一条冰河便形成了。过了很长一段时间以后，积雪的重量把底部的雪压缩变成冰，这些冰随着雪不断地降落和施加压力变得越来越厚。底层的冰会像液体一样流动，造成冰河慢慢地往它最容易移动的任一方向滑动。在上一个冰河时代（Ice Age），数千英尺的冰覆盖着北半球（Northern Hemisphere）。大约12000到15000年前，当这块区域最后的冰河开始退却的时候，，它对断崖已经产生了很大影响。
图5：断崖底部的山麓堆积（talus）。
