中央研究院地球科學研究所 2025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114年4月7日（週一）前向本所提出申請，逾期不受理。申請結果於4月底本所網站公布。
四、研究期間：自民國114年7月1日(週二)- 8月31日(週日)，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 environments (主持人: 梁茂昌 研究員)
摘要：Stable isotopes have been used widely to constrain fundamental aspects of changing environments, including changing climate and ecosystem. The opportunity is provided for those who are interested in the applications of conventional (such as δD, δ13C, δ18O) and unconventional (such as Δ17O, Δ47) 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 mentioned above.
2. 解鎖地殼變形、孕震行為和水力作用 (主持人：許雅儒 研究員)
摘要：識別無震滑移與地震活動的時空演變機制對於理解地震觸發過程具有重大意義。然而，由於斷層無震滑移量小且訊號易受到顯著的人為活動和環境噪訊影響，偵測微小無震滑移事件非常具有挑戰性，因此需要分析不同的觀測資料，藉由發展更真實及複雜的模型來解釋多元觀測資料並深入剖析影響地震活動及斷層滑移的機制。相關工作亦需要有豐富的地表與地下觀測資料約制，本計畫將蒐集地表及近地表位移、地球物理、地震和水文數據，試圖了解水文循環過程中水文和力學的交互作用及其相關地球物理參數時空變化的特徵，檢視構造與非構造因素對背景地殼變形與地震活動度的影響，期能更準確地分辨斷層滑移與地震活動的異常現象，了解自然及人為過程相關的地震活動和地表位移。
3. Leveraging Seismology to Advance Coastal Earthquake, Geohazard, and Sediment Transport Studies (主持人：戚務正 研究員)
摘要：
This proposal aims to utilize advanced seismological methods to study coastal earthquakes, associated geohazards, and sediment transport processes. Coastal zones are particularly vulnerable to seismic events, which can trigger tsunamis, landslides, and sediment displacement, leading to widespread ecological, economic, and societal impacts. A better understanding of these phenomena is critical for improving hazard assessment, mitigation strategies, and long-term coastal management.
The proposed research integrates seismic data with geophysical, hydrodynamic, and sedimentological analyses to address three key objectives:
The proposal emphasizes interdisciplinary collaboration and cutting-edge techniques, including high-resolution seismic tomography, passive acoustic monitoring, and integration with remote sensing data. The findings will directly contribute to enhancing the resilience of coastal communities, informing infrastructure design, and advancing scientific understanding of dynamic coastal systems.
By combining seismology with other Earth science disciplines, this project will provide a comprehensive framework for understanding and mitigating the impacts of seismic and geohazard-related processes in coastal and offshore environments.
4. 以高溫高壓合成地幔物質並探索其對地幔動力學之影響 (主持人：謝文斌 研究員)
摘要：地球深部物質在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，我們將結合雷射加熱技術與高壓鑽石砧來合成地幔礦物davemaoite。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，並以新穎光學方法，探索其於極端條件下的熱傳導，聲速及拉曼光譜。這些研究成果將有助於進一步了解下地幔的熱化學演化歷史以及板塊隱沒動力學。
謝文斌實驗室 wphsieh@earth.sinica.edu.tw
https://sites.google.com/site/whsieh2
5. 利用動力學模型模擬泥岩對造山楔形體構造演化的影響 (主持人：譚諤 副研究員)
摘要：本暑期計畫 將探索台灣西南部的褶皺逆衝構造在形成過程中，泥岩地層與其中的流體如何影響構造演化。我們會透過 耦合岩-水 二相流數值模擬，建構動力學模型，深入探討泥岩對造山楔形體的構造演化及流體動力學機制。參與的暑期生將學習如何設置、執行與分析此動力學模型，並掌握叢集電腦的使用、Python和MATLAB的資料處理技巧以及程式繪圖技能。
6. 高解析度數值地形模型產製及構造地質調查應用 (主持人：詹瑜璋 研究員)
摘要：本計畫利用高解析度數值地形模型，結合互動式3D地理資訊系統，進行構造地質的高精度調查。計畫著重於地質構造特徵的精細化解析與描繪，學生將學習無人機航拍計畫的設計與執行，掌握光達或航測點雲資料處理及高精度數值地形模型的建置過程，並應用所獲取的數值資料於地質構造的詳細研究與評估。本計畫強調數值模型在構造地質調查中的應用，適合對構造地質學、地理資訊系統、無人機操作及數值地形分析有高度興趣的學生參與。
7. 以海洋碳酸鈣之多重地化及同位素代用指標重建過去海洋環境之變遷 Unraveling past changes in oceanic environments with geochemical and isotopic proxies in marine carbonates（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係。因此，重建海洋環境之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、古海洋及古氣候重建具熱誠的同學加入我們的研究團隊!!!
8. 樹冠高度模型：合成孔徑雷達的新嘗試 Canopy Height Model: a new attempt using SAR（主持人：林玉儂 副研究員）
摘要：
森林作為自然碳匯，是近年減碳淨零的討論中，備受矚目的一個焦點。為估算森林地上生物量以及對應的碳存量，樹冠高度乃是關鍵參數之一。Meta公司於2024年，透過自監督學習視覺大型語言模型，推出全球高空間解析度的樹冠高度模型。然而，此一模型尚有諸多問題，在區域性的應用中存在不可忽視的誤差。本暑期生計畫將利用合成孔徑雷達技術，嘗試計算台灣林區的樹冠高度，歡迎電機、森林、測量等領域同學參加。欲報名本項目的同學，務必事先與指導老師聯繫了解相關背景需求。
Forests, as natural carbon sinks, have come under the spotlight in recent discussions about achieving net-zero carbon emissions. To estimate above-ground biomass and the corresponding carbon stock of forests, tree canopy height is a critical parameter. In 2024, Meta released a global high-resolution tree canopy height model using a self-supervised learning visual large language model. However, this model still has significant issues, with notable errors in regional applications. This internship project aims to leverage synthetic aperture radar (SAR) technology to estimate tree canopy heights for Taiwan. Students from fields such as electrical engineering, forestry, and surveying are welcome to participate. Those interested in signing up this project must contact the supervising professor in advance to understand the required background knowledge.
9. 角閃石反應邊在岩漿系統的成因：以大屯火山群為例（主持人：彭君能 副研究員）
摘要: 角閃石反應邊在大屯火山群的岩石樣本中極為普遍，但其成因尚未被深入探討。前人對小安的列斯群島的研究表明，角閃石反應邊可能與岩漿的減壓或加熱有關，並能指示岩漿的上升速率。本計畫的目標是研究存在於大屯火山岩中的角閃石晶體，了解其反應邊在規模、礦物及化學組成上的變化，並嘗試推測其形成機制，探討岩漿儲存條件的相關意義。參加本計畫的學員將接受偏光顯微鏡、微區X光螢光掃瞄分析、電子顯微鏡及電子探針等技術的訓練。
10. 氣體地球化學於斷層探勘之應用（主持人：傅慶州 助研究員）
摘要: 地球脫氣是一個持續進行的過程，主要受氣體來源、遷移通道和脫氣驅動力所控制。一般而言，來自地殼深處的氣體不斷排放至大氣中，尤其在地殼較薄弱的區域（如構造板塊邊界、斷層帶、溫泉或泥火山等），可促使地殼和地函中的氣體逸散至地表。由於這些地質構造的滲透性通常高於周圍岩層，深源氣體得以沿著通道向上遷移，並擴散至土壤中。因此，構造帶附近的土壤氣體濃度或通量經常出現異常富集現象。通過分析氣體中氦、碳等同位素，可進一步區分氣體的不同端元來源（如空氣、地殼和地函），從而深入瞭解氣體來源及其分布。此類方法已被廣泛應用於地表斷層構造分布的確認，並常用於觀測斷層活動性及地震相關的脫氣特徵。
11. 分散式光纖感測技術在地球科學的應用 Distributed Fiber-Optic Sensing for Geoscience Applications（主持人：黃信樺 副研究員）
摘要: 分散式光纖感測技術能將生活周遭的通信纜線轉變成公尺級的高密度線性地震儀陣列，紀錄到前所未有的完整地震波波場資訊及其精細的變化。此新興技術主要在2017年進入地球科學的領域，即飛速地蓬勃發展，開創出許多前沿的新應用。特別是早已遍佈在我們日常週遭的通訊纜線(如海纜或中華電信的網路線)，更提供現成且高密度的地震感測網絡，能進行高精度的環境與地質災害監測。本計劃將使用本團隊正在進行的(暗)光纖試驗資料，探索發展如微震與斷層構造測繪、土石流/落石偵測預警、與周遭環境監測等前沿觀測與應用。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，學習用地震學的角度看地球、分析與防治地質災害。歡迎有興趣的同學提早與計劃主持人(hhhuang@earth.sinica.edu.tw)聯絡，了解與討論計劃細節與背景需求。
12. OBS2025 – 北沖繩 vs. 太平洋（主持人：郭本垣 研究員）
摘要: 地球所在 2018-2019 與 2022-2023 分別在北沖繩與西太平洋布放海底地震儀 (Ocean-bottom seismometer, or OBS)。這兩處環境，一是隱沒作用驅動的陸緣張裂，地殼十分年輕；另一是 180 Ma 太平洋板塊誕生的地方，有著成熟的海洋岩石圈與軟流圈。我想由一組學生專注在北沖繩，另一組分析 “太平洋陣列” 資料，兩相對照，能對地球演化帶來新的視野。此計畫充滿未知，需要對programming與地球科學議題都感興趣的學生參與。此計畫有很多 “畢業生” 或現在研究生回來協助，參與者可以學到很多知識與才能。
13. 從預言到現實：模擬琉球海溝大型地震的未來情境（主持人：李憲忠 研究員）
摘要: 琉球海溝是位於台灣東部外太平洋海域的一條隱沒帶，菲律賓海板塊在此朝北隱沒至歐亞板塊之下，形成極為複雜的構造環境，具高度地震與海嘯風險。本研究以地震情境模擬為核心，探討大型隱沒帶地震可能帶來的影響，靈感源自預言漫畫《我所看見的未來》中對自然災害的描繪。預言中提到2025年在台灣、菲律賓與日本組成的三角形海域，可能發生一場毀滅性的地震與海嘯。本研究結合已知的科學資料，重建該區域地震與海嘯的可能情境，並透過地震斷層建模、地震波與海嘯傳播模擬，以及模擬結果可視化，評估可能的災害範圍與風險。預期成果涵蓋地震影響評估模型、防災上的建議與教育推廣。歡迎有志於地球科學與自然災害防減災的大學生參與，共同探索如何將科學研究應用於實際災害的評估與防範，為台灣與鄰近區域的永續發展做出貢獻。
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/UicwrndU9jPtxKWp8》
（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：
1. 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。
2. 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月底本所網站公布。
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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