中央研究院地球科學研究所 2023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：民國112年4月9日（週日）前向本所提出申請，逾期不受理。申請結果於4月28日（週五）本所網站公布。
四、研究期間：自民國112年7月1日(週六)- 8月31日(週四)，計2個月。研究時間為全時上班為主，若研究期間有無法全程參與的情形，請於申請文件中說明（例：學校安排的必修課程時間與研究期間重疊），將於審閱申請資料時評估，仍有錄取機會。
五、參與專題研究計畫：
1. Applications of stable isotopes for probing changing Earth (主持人: 梁茂昌 研究員)
摘要：Stable isotopes have been used widely to constrain fundamental aspects of changing Earth, including changing climate and environments. The opportunity is provided for those who are interested in the applications of conventional (such as dD, d13C, d18O) and unconventional (such as D17O, D47) isotope techniques for various scientific problems. Changing climate and environments due to human alterations at various ways are topics of public interest. The changes modulated with water and greenhouse gases are driven by and reflected in their cycles in the atmosphere, biosphere, hydrosphere, and geosphere. The program contains two components. First one is to measure the major greenhouse gases such as CO2, N2O, and water in the troposphere and/or from volcanic emissions, and also feedbacks from those to the biosphere. One specific component related to this is to understand the sources and processes that affect water resources in Taipei, such as the changes of moisture and atmospheric transport due to climatic variabilities such as ENSO. The second part is to decode climate signals encoded in geological archives such as well-preserved mollusks. Applicable students are advised to choose to work on one, but not limited to, of the problems.
2. Getting ready for NISAR! (主持人：林玉儂 助研究員)
摘要：你知道過去30年中，對地觀測的合成孔徑雷達(SAR)衛星多半都是來自歐洲、日本、加拿大嗎？不過，自2024年起，美國太空總署將要發射自製的第一顆對地觀測SAR衛星，名為NASA-ISRO SAR Mission (NISAR)。你可知道，在這顆衛星發射之前，人們就已經開始處理NISAR資料了！想要贏在起跑點，就get ready for NISAR吧！Do you know that in the past 30 years, most Earth-observing synthetic aperture radar (SAR) satellites were built in Europe, Japan and Canada? This will be changed in 2024, however, when NASA launch their first SAR satellite, NASA-ISRO SAR Mission (NISAR). Do you also know that people have started to process NISAR data even before it is launched? To have a jump start, join us to get ready for NISAR!
3. 初探熔體包裹體（主持人：彭君能 副研究員）
摘要：熔體包裹體為礦物從岩漿生長時所包覆的迷你岩漿囊，提供熔體成份包括揮發物含量等重要資訊，作為了解岩漿來源和岩漿作用的關鍵變量。然而，以熔體包裹體作為研究工具有一定的難度。第一，熔體包裹體在岩石中保存程度不一且不容易觀察。第二，包裹體會進行後包覆作用，跟寄主礦物有元素的交換或產生結晶，重建熔體成份較為困難。本計畫將就上述兩個基本的研究問題，通過對不同岩樣的顯微觀察及升降溫實驗，嘗試找出可以系統地研究熔體包裹體的理想方法。
4. 高精度UAV LiDAR數值資料之處理與3D地質製圖分析應用(主持人：詹瑜璋 研究員)
摘要：本研究將利用無人機光達系統(UAV LiDAR)獲取高解析度數值地形，並應用數值航測軟體建立高密度的點雲數值地形模型。參與本計畫的學生將學習如何使用無人機進行航拍規劃、瞭解UAV LiDAR點雲與數值地形模型的特色、及如何使用數值航測方法製作高精度的數值地形模型。參與的學生也將學習如何將獲取的資料輸入三維資訊系統，並操作三維分析模組以進行精細的地層與地質構造解析工作。本計畫歡迎對野外地質學、構造地質學、工程地質學、3D地質製圖、基礎程式設計、無人機操作、各類電腦軟體操作、及三維空間資訊分析，有基礎或高度興趣的同學報名參加。
5. 建立隱沒帶的數值動力模型(主持人:譚諤 副研究員)
摘要：本計畫將以數值模擬的方式，建構隱沒帶的動力模型（如圖 https://tan2.github.io/research/subduction.anim.gif），探討全球各個隱沒帶形成的因素。參與學生將設置、執行、分析一個動力模型， 學習到叢集電腦的使用、Python資料處理及繪圖。
6. Marine Geohazard Studies using Active and Passive Source Seismology（主持人:戚務正 研究員）
摘要：New energy projects pushed by our government require us to have better understandings of marine geohazard. Expensive infrastructures for offshore wind and ocean turbines, in addition to submarine cables, are installed or anchored on the seafloor, thus we wish to develop remote sensing ways to study the potential natural processes that can affect these naval architecture and marine engineering projects. We wish to use seismic waveforms recorded by onshore and ocean bottom seismometers to study submarine landslides and other mass wasting events. Then we will use active source reflection and refraction seismology to ground truth our results. We are open to other approaches based on the interests of the summer intern. We are a small group of scientists with diverse background who enjoy close interactions among our group to develop new approaches of research.
7. 建構地熱地質構造模型：宜蘭板岩帶vs大屯火山岩區（主持人:李建成 研究員）
摘要：
（1）野外工作（地熱區的地質岩性、構造、地熱特徵的勘查及紀錄）；
（2）文獻閱讀討論（地熱地質、輕度變質岩之岩石埋藏掘升循環、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）地熱地質模型的初步建立。
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；
第四到第六個星期：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，探討建立地熱地質模型，並製作成果海報。
8. 前進地心: 探索地核-地幔邊界物質的熱傳導率與其對地球熱演化歷史之影響（主持人:謝文斌 研究員）
摘要：地球物質在地球深部高溫高壓狀態下的物理性質能夠幫助了解地球內部的熱化學結構演化與動力學過程以及驗證地震波觀測的結果。在此暑期研究中，我們將結合高溫高壓鑽石砧與新穎的光學方法，在實驗室裡模擬地球深部高溫高壓的狀態，猶如一步一步地進入地球內部，探索地球物質於極端條件下的熱傳導及聲速。我們會利用超快雷射與拉曼光譜研究組成地核-地幔邊界的可能材料，例如鐵、鐵-矽、鐵-碳、鐵-硫等合金以及帶狀鐵層(BIF)於高溫高壓狀態下的熱傳導率、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地核-地幔邊界的熱演化歷史以及地球磁場的演變。
謝文斌實驗室 https://sites.google.com/site/whsieh2
9. Reconstruction of past changes in the ocean environment using multi-isotope proxies of marine carbonate以海洋碳酸鈣之多重同位素代用指標重建過去海洋環境之變遷（主持人:黃國芳 副研究員）
摘要：在地球過去的歷史上，海洋之物理（如：溫度、鹽度及洋流循環）及化學性質（如：化學組成、酸鹼度及氧化還原狀態）的改變、氣候與環境的劇變，以及生物演化或滅絕有著十分密切的關聯性。因此，重建海洋環境的變遷史可提供直接的證據來暸解過去地球氣候系統的運作模式、氣候與環境劇變的主控因子，以及兩者與生物演化或滅絕之間的關聯性。本計畫將利用已建立完成之高精度微量元素量測技術及高精準同位素質譜分析術，以保存於海洋生物性碳酸鈣（如：有孔蟲殼體、珊瑚骨骼）或無機碳酸鈣（如：海洋石灰岩）中的多重環境代用指標重建年際、千年及百萬年尺度下海洋環境的變遷，並進一步探討海洋環境變遷在不同時間尺度下如何影響地球氣候系統的運作，以及與大規模生物滅絕事件發生之關係。歡迎對同位素地球化學、生物地球化學循環、古海洋環境及古氣候重建具熱誠的同學加入我們的研究團隊!!!
10. 利用同位素地球化學方法探討不同海溫季節性差異對珊瑚殼體內部成鈣環境的影響（主持人:劉怡偉 助研究員）
摘要：同位素系統作為地球化學領域下最強大的分析工具之一，常能提供我們更多資訊去了解地球環境和氣候在不同時間及空間尺度下的變化及變化背後的控制機制。在今年的暑期計劃中，我們將利用所上建立的高精度質譜儀技術，針對不同地區珊瑚樣本進行分析，討論在不同外部海水溫度季節性變化的環境下，珊瑚殼體內的同位素及微量元素組成有什麼樣的變化，並進一步分析可能的控制機制。參與計劃的同學預計在兩個月的研習期間可接觸到樣本的篩選處理，無塵室內同位素的純化實驗，以及高精度熱游離質譜儀的操作分析。歡迎對同位素地球化學，生物地球化學，地球環境變化以及海洋大氣循環有興趣的同學報名，加入我們的研究團隊！
11. 以光纖感測技術探測斷層與山崩滑動帶特性Mapping the slip zones of faults and landslides with fiber-optic sensing（主持人:黃信樺 副研究員）
摘要：在活躍的造山帶運動下，快速的擠壓變形與地殼抬升，造就地震與山崩成為台灣的兩大地質災害。前者肇因於斷層帶的滑動、後者則發生在坡體變形弱化的滑動面上。斷層帶與山崩滑動帶的特性，是主控地震與山崩發生與否的關鍵，惟兩者滑動帶的主體皆在地底下，少數地表的露頭容易受到風化與沈積物的影響，不易有高精度觀測。但近期新興的光纖感測技術能將光纖纜線轉變成數公尺間距的高密度地震陣列，以及光纖纜線容易進行井下佈設的特點，讓高精度的跨滑動帶監測成為可能。本研究將利用前沿的米崙斷層深鑽計畫(MiDAS)與深層山崩鑽探計畫難得的井下光纖資料，進行高解析的速度成像、速度變化與微震訊號捕捉等分析，來深入探究斷層與山崩的滑動帶行為與特性。參與者將有機會接觸第一手的新興光纖技術與資料、熟悉相關地震分析方法與工具、了解與比較斷層與山崩滑動帶特性，學習用地震學來探索與分析地質災害的發生與防治。
12. 以井下地震儀及光纖資料探討地震波起始波相（主持人:馬國鳳 特聘研究員）
摘要：當地震發生時，我們可否在其搖晃的第一瞬間，知道它可能的大小？在地震預測無法展開的關鍵問題上，地震學家觀察到，雖然第一時間的瞬間搖晃，我們無法馬上得知地震的正確大小，但是以過去近五十年的世界密集地震紀錄，發現地震在其開始發生後的0.3秒內，倒是可以告訴我們此地震是否有可能產生災害。依此觀測，因而發展了地震預警系統，更而推廣在社會上，普及使用。在更準確的地震預測或地震預警研究中，最大的關鍵都是在地震開始振動的瞬間，目前可解析的震動可達到0.01秒以內，但在地震測站的密度有限及靠近地表的雜訊及地表速度構造等干擾，此方面的進展，無法有更躍進的發展。近年來，藉由電訊光纖的發展，地震學家發現藉由密集的通訊光纖擺設，及其空間及時間的高解析度，使得地震的開始振動可以更快速被偵查到，並且對於地震物理的解析，提供更精確的觀測。突破性的觀測，通常在於是否有關鍵的觀測場。在2018年，造成陸上米崙斷層破裂的花蓮地震，因為其琉球海溝板塊邊界的特性，靠近具有大規模地震潛勢的隱沒帶，使得「米崙斷層」為世界上最活躍的活動斷層之一。在整個世界積極發展的光纖觀測地震波振動及傳播的研究下，以此技術應用到與台灣地震危害息息相關的活動斷層監測，及深入斷層帶提供高解析的地震訊號觀測，提供世界關鍵場址，因此自2022年展開米崙斷層科學鑽探及世界上唯一深入斷層帶的光世代觀測。相關工作及推展報導，可見2022九月報導者的追蹤報導。
13. 噪聲地震學與海底地震儀計畫（主持人:郭本垣 研究員）
摘要：環境中的主要噪聲 (或叫雜訊) 來自海浪與海流，高強度噪聲能在地殼中以地震波的形式傳播甚遠；沿著地表傳播的噪聲就是傳統地震學中的表面波。地球所(IES)與台大地質系(Geoscience)合作多年，利用噪聲表面波來探討地殼構造，在台灣，琉球等處著墨甚多，並對當地構造產生新的見解。在海盆上，地震波之收集倚賴海底地震儀 (Ocean-bottom seismometer, or OBS)；多年來，本所在台灣外海以及遠至太平洋板塊上都布放過OBS陣列。在2023暑假，本團隊(IES-Geoscience)希望展開對 (1) 北沖繩 與 (2) Cascadia OBS陣列資料的重新挖掘與分析。2023是一場學習之旅，也是一次對未知的挑戰。
參加同學可以練習程式語言如 bash，Python，Julia，FORTRAN。更重要的，是學習思考邏輯與溝通技巧，並培養自信。
六、申請方式及檢附資料：
1. 報名及資料繳交請至連結填寫: https://forms.gle/VKzwrVtLC2c6XoK87
（簡歷表、各學期成績證明及其他補充資料，請合併為單一pdf檔，檔名格式請標示為學校系所+年級+姓名，例如:台大地質二王大明）
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）
(a) 簡單自傳書寫對地球科學的概念與興趣，如：1) 簡要自我介紹；2) 參與動機；3) 對地球科學的認識；4) 過去學習背景；5) 有興趣的主題；6)其他。
無字數要求，審閱重點在於能否清楚表達上述各子項目。
(b) 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. 各學期成績證明。(總成績若為百分制，請務必轉換為GPA)
4. 其他補充資料（例如：若有無法全時參與之情況，請於此處說明。）
5. 計畫志願順序。＊註：請審慎評估
七、補助經費項目：
（一）生活津貼：研習期間由計畫主持人補助每位學員2個月生活津貼新台幣30,000元。
（二）保險費用：本所於研習期間為參與學員辦理投保意外險。
八、審查方式：由本所進行審查，申請結果於4月28日（週五）本所網站公布。
九、繳交研究成果報告：
1)期中口頭報告：7月底辦理；
2)期末成果報告：8月底辦理，將研究成果製成海報，參加本所舉辦之海報成果展，成績優異者，將頒予特優、優等、佳作獎狀。
十、學習證明：完成本研習計畫者，本所將發給學習證明。
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