中央研究院地球科學研究所

2018年「大學生暑期研習計畫」

 

徵選辦法

 

一、本所為儲備未來優秀研究人才,鼓勵國內外公私立大學在校學生參與本所專題研究計畫,接受研究指導及學習研究方法,並加強實驗、實作之能力。

 

二、申請資格:公私立大學地球科學及理工相關科系在學學生對研究有興趣者。

 

三、申請期限:107331日前向本所提出申請,逾期不受理。申請結果於52日本所網站公布。

 

四、研究期間:自10772- 831日,計2個月。研究時間為全時上班,無法全程參與者,請勿應徵若錄取者無法如期報到參與前期課程訓練或無法全程參與者,本所將取消其錄取資格。

 

五、參與專題研究計畫:

 

1. 核幔邊界的地形起伏/西太平洋的隱沒帶動力形貌 (主持人:郭本垣研究員)

摘要:我們可能探索兩個問題,都需要分析穿過外核的SKS波形。一是核幔邊界的地形起伏,這是一個探險,也許什麼也沒發現。還好,我們買了保險: 如果第一個題目無法完成,它的波形分析結果能自然地用在隱沒帶的研究上。參加的學生必須很投入,我們才能一起討論,才能嘗到探險的滋味。

 

2. 中央山脈東翼快速掘升之板片岩區構造分析與大地構造之隱意(主持人:李建成研究員)

摘要:工作項目:

1)野外工作(地質及變質變形構造的勘查瞭解);

2)文獻閱讀討論(高壓變質岩地塊、台灣東部中央山脈地質及地體構造、脆韌性構造的分析原理方法);

3)構造投影圖資料分析與展示(投影圖軟體操作及應用、變形構造測量及分析結果之展示);

4)地質構造剖面圖的建構及繪製;

5)地體構造演化解析。

研究時程:

第一個星期:文獻閱讀及野外行前準備;

第二、三星期:野外工作,包括與美國大學生進行聯合野外研習;

第三到第六個星期:進行室內分析工作,學習地質構造剖面圖的建構,期中報告;

第七、八星期:綜合分析、地質現象解釋,並製作成果海報。

 

3. 分析臺灣山崩敏感區坡地的潛移行為 (主持人:許雅儒研究員)

摘要:近年來臺灣受到極端氣候影響,坡地災害類型及規模遠超過過去歷史事件,尤其莫拉克風災之後,對於大規模崩塌災害之相關研究更趨重要。我們在台灣中央山脈觀測到山崩所導致的長週期、短週期以及季節性之變化。山崩與高強度降雨之間的關聯顯示近地表地下水流動對於坡體滑動過程的觸發與加速扮演很重要的角色。瞭解山崩底部滑動面之滑移行為,將提供重要線索來研究山崩滑動機制和地震斷層之間共通的物理過程。除此之外,由山崩引發的地震與無震滑移信號,比起較深的斷層活動所產生之信號擁有較高的信譟比,若地震前兆訊號確實存在,則偵測坡體滑移發生前或坡體滑移過程相關之地震和地表位移將有助於了解地殼孕震之物理過程。本計畫將分析GPS及其它地球物理觀測資料,了解山崩的潛移行為。

 

4. 高精度地質製圖與地質構造形態探討(主持人:詹瑜璋研究員)

摘要:傳統的野外地質調查受限於茂密的植被覆蓋,除了河谷與沿岸地區,不易有連續且大面積的露頭分布,因此地質製圖與構造形態推測常有訊息不足與諸多不確定性的問題。本計畫擬運用已經去除植被的LiDAR高精度數值地形與3D空間資訊系統,在台灣北部的褶皺逆衝帶中,利用沉積岩在地形上的侵蝕特性,進行電腦三維環境下的高精度地質製圖。此方法可以判釋與繪製岩層分布趨勢以及斷層所在位置,搭配現存的地質文獻與開放資源,將進一步提升現有地質圖的精度與其在空間上的資訊。全新的地質製圖成果將應用於探討區域地質構造形態與發展。歡迎對構造地質學與 3D空間資訊系統應用有興趣的同學報名參加。

 

5. 地震波誘發山崩與地形效應研究:案例分析 (主持人:李憲忠研究員)

摘要:從過去的研究我們知道,地表地形會對地震波的傳播造成顯著的影響許多數值模擬的研究指出,天然構造或人造物在山頂、山脊等區域容易遭受較大震度與嚴重災害。由於地形所造成的異常震波放大聚焦的現象也可能在山區脆弱的地質區引發山崩。這個計畫將聚焦在1999921集集地震造成的草嶺大山崩,分析該區震波傳遞的地形效應以及其如何在特定區域引發山崩。研究中將採用譜元素法針對該區域進行高精度地震波模擬,用以調查地表地形與異常地震波放大以及誘發潛在山崩之間的關聯性。

 

6. PKKP前導波相探測核幔邊界小尺度地形(主持人:郁文哲副研究員 / Frederic Deschamps (戴夏飛副研究員)

摘要:地球內部核幔邊界the core-mantle boundary, CMB是固態矽酸鹽地幔和液態鐵外地核之間的成分邊界。像地球表面地形一樣,CMB地形高度波動變化在正負數百至數千公尺之間,其波長為101000公里。CMB地形起伏對地幔對流和地幔與外地核之間的角動量交換有重要的地球物理含義。此暑期計畫將分析PKKP和其前導波相PKKP precursors)。PKKP波是P波穿過地幔和外地核並在CMB下方(外地核部分)做一次反射。PKKP前導波相是散射波,其散射波的能量可能來自地幔最下緣的劇烈側向構造或是CMB地形。此暑期計畫的目標將學習地震數據處理的程序和熟悉計算理論地震波的工具,以便推測CMB小尺度地形的高度和其側向波長的及其CMB地形高度之區域變化。

 

7. 前進地心:探索地球與行星內部物質熱傳導、光學性質及聲速 (主持人:謝文斌助研究員)

摘要:礦物在地球內部高溫高壓狀態下的物理性質能夠幫助解釋與驗證地震波觀測的結果以及地球內部的熱演化與動力學過程。在此暑期研究中,我們將結合高壓鑽石砧與新穎的光學方法,在實驗室裡即可模擬地球內部高溫高壓的狀態,猶如一步一步地進入地球與行星內部,探索物質於極端條件下的熱傳導、光學性質及聲速。我們會利用超快雷射與拉曼光譜研究(1)上部地幔重要礦物-石榴子石以及(2)含水衛星內部的重要物質-氨水,於高壓下的熱傳導率、分子振動光譜、相變行為及聲速等物理性質。這些研究成果將有助於進一步了解星體內部的動力學以及熱演化過程。  詳細資料》

 

8.      Climatic and tectonic controls on chemical weathering and physical erosion in the active mountain belt: New insights from riverine Li-U isotope geochemistry in Taiwan (主持人:黃國芳助研究員)

摘要:在地質時間尺度下,鈣、鎂矽酸岩風化為調節地球氣候系統最為重要的地表過程之一。此過程主要是透過矽酸岩及礦物的風化將大氣中的二氧化碳轉換成碳酸氫根離子及金屬離子,再藉由河流及地下水輸入至海洋。地球表面溫度的上升、降雨及構造抬升作用的增強可提高地表化學風化及物理侵蝕的速率及強度,進而加速大氣二氧化碳的消耗,造成地球表面溫度的負回饋(降溫)。因此,科學家們可透過研究過去海水化學成份的變化,系統性暸解侵蝕風化作用在全球碳循環上的所扮演的角色及其對地球氣候系統的影響。

近年來,由於多接收器感應耦合電漿質譜儀的發展及同位素質譜術的提升,非傳統金屬穩定同位素已被廣泛用於地表侵蝕風化作用相關的研究,特別是鋰同位素地球化學。本研究將利用甫建立完成的高精度鋰同位素質譜術及高效率管柱分離法,配合發展中的鈾同位素比值(234U/238U)activity的量測,系統性研究台灣地區高屏溪、立霧溪、秀姑巒溪及卑南溪的河水及沈積物樣品。此結果將有助於瞭解氣候因子及構造活動對台灣地區化學風化及物理侵蝕強度的影響,並可評估風化過程中鋰、鈾及其同位素空間及時間上分佈的主控機制。此外,本研究也可用於瞭解鋰和鈾同位素在地表水圈、生物圈及岩石圈間的交互作用,進一步評估鋰和鈾同位素於地表侵蝕風化、生物地球化學循環、古海洋及古氣候重建上的應用潛力。歡迎對同位素地球化學具熱誠的同學加入我們的研究團隊!!!

 

9. 解讀來自慢潛移深層山崩的振動訊號 (Decoding the vibrations from slow-moving deep-seated landslides) (主持人:黃信樺助研究員)

摘要:山崩在抬升速率快速的活動造山帶(如台灣)是高潛勢的天然災害之一,其災害包括落石、土石流等不同型態的坡體滑動,對沿岸及山腳周圍的村莊與城市造成嚴重的威脅。其中,慢潛移的深層山崩如廬山溫泉等地區更是高危害度的滑坡運動型態之一。由於慢潛移的山崩是一種坡體物質接近失穩的臨界狀態,容易受到外來環境事件如地震與颱風的影響,而觸發坡面崩落、裂隙發育、或局部坡體滑動等活動,因植被或地形或偵測時間間隔等限制,這些活動多數無法當下被空照或雷達影像所捕捉,但所造成的振動訊號多數能被敏感的地震站所記錄。本計畫即將利用佈設在宜蘭蘭台深層山崩潛移區的地震監測網,近距離紀錄與分析山崩坡體的振動訊號。經由分析與解讀不同類型訊號如落石、微震、塊體滑動等在時間與空間中的分布,及其與降雨、溫度或地震間之關聯性。逐步了解山崩的構造活動特性,以及外在環境因子所造成的影響,幫助山崩災害的預判與防制。參與者將可熟悉相關地震資料分析工具、了解山崩構造活動與各類訊號辨識,並有機會實地到野外一探究竟,協助測站網的架設與維護。

 

10. 核試爆地震學(主持人:梁文宗研究技師)

摘要:本研究將討論北韓從20062017年間數次核試爆的波形與一般天然地震波形的差別,以及如何運用地震學的雙站法原理來分析核試爆的寬頻波形,並據以探究地球的內部結構。研習進度分為三個階段:(1)資料取得與資料處理,(2)資料分析與成果line展現,(3)成果解釋與綜合討論。研習期間我們將提供LinuxSACObsPyGMTshell scripting等電腦技能,以及成果報告技巧的訓練,並將擇期參觀地震測站,實地瞭解地震波形紀錄的來龍去脈。

 

11.   Earth system climate-relevant analyses for the present and paleo Earth(主持人:梁茂昌副研究員)

摘要:Changing climate is a topic of public interest. The program is proposed for students who show their interests in probing the changing Earth. The program contains two sub-projects. First one is to measure the major greenhouse gases in the troposphere such as CO2, N2O, and water vapor. The second part is to decode climate signals encoded in geological archives. Applicable students are advised to choose to work on one, but not limited to, of the projects.

 

 

六、申請方式:

申請時應檢附下列資料:

1. 所有學期成績證明一份。

2. 簡歷表(含姓名、出生年月日、性別、就讀學校年級、聯絡電話、e-mail

(1) 簡單自傳書寫對地球科學的概念與興趣,無字數要求,但將納入錄取之衡量標準。

(2) 提供兩名以上可以提供推薦意見的老師之e-mail或辦公室電話。

3. 專題研究計畫請排優先順序。下載此檔案 計畫優先順序檔案

4. 備齊所有資料,整合成一個pdf檔案檔名請設為:姓名學校(:陳元元中大地科三),於3/31日前,E-mail寄至 tin2868@earth.sinica.edu.tw

 

七、補助經費項目:

獎學金:參與執行研究計畫之每位學生,兩個月共新台幣一萬五千元。

 

八、審查方式:由本所進行審查,經審查後核定之人員於52日本所網站公布。

 

九、繳交研究成果報告:計畫結束前,參與計畫學生將研究成果製成海報,參加本所於8月底舉辦之海報成果展。

 

若有任何問題請洽 洪郁婷小姐 e-mail: tin2868@earth.sinica.edu.tw