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2021-03-09 (更新)2021大學生暑期研習計畫招生中(即日起至3/31日止)

(2021-03-09 更新消息:新增第14項研究計畫: 資料記錄器的研發(主持人:林慶仁研究技師),請重新下載計畫優先順序檔案填寫)

中央研究院地球科學研究所 2021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:110年3月31日前向本所提出申請,逾期不受理。申請結果於5月3日(週一)本所網站公布。
 
四、研究期間:自110年7月1日- 8月31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.      前進地心:探索地核的熱傳導率、聲速與熱演化歷史 (主持人:謝文斌副研究員)
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的材料,例如鐵、鐵-矽、鐵-碳、鐵-硫等合金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的熱演化歷史以及地球磁場的演變。  

2.      以海洋碳酸鈣多重地化及同位素代用指標重建過去海洋環境之變遷(主持人:黃國芳助研究員)
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:海水組成及氧化還原狀態)的改變、氣候與環境的劇變,以及生物的演化或滅絕有著十分密切的關係。因此,重建過去海洋環境的變遷史可提供直接的證據來進一步探討地球氣候系統的運作模式、發生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,以海洋生物性碳酸鈣(如:有孔蟲殼體)及無機碳酸鈣(如:海洋石灰岩)中的多重環境代用指標重建千年及百萬年尺度下海洋環境的變遷,並進一步探討古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與大規模生物滅絕事件的發生。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!!!  

3.     
利用無人機進行航拍與點雲建模並解析高精度地質構造(主持人:詹瑜璋研究員)
摘要:環境遙測的感測器如光學、多光譜、高光譜、熱、光達與雷達等已逐漸地輕量化,隨著無人機技術逐步邁向成熟與穩定,可以預期未來更高階的遙測感測器也將掛載在無人機載具上,得進一步獲取更高精度與解析度的環境遙測資料。本研究將利用無人機進行數值航拍任務取得次公分級影像,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。本計畫歡迎對構造地質學、工程地質學、3D地質製圖、基礎程式設計、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。  

4.      利用地球化學方法探討西菲律賓海洋沈積物的來源及傳遞途徑(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,我們主要將利用分析不同粒徑的海洋沈積物中的鍶、釹、鉿同位素組成,探討西菲律賓海中海洋沈積物的來源,以及這些顆粒的傳遞途徑。參與計劃的同學預計在兩個月的研習期間可接觸到海洋沈積物的篩選處理,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,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!  

5.      利用微區XRF探討中南半島基性—超基性捕獲岩之化學與物理特徵(主持人:彭君能副研究員)
摘要:微區XRF是一種新興的分析技術,利用毛細管光學元件把X射線聚焦成為微米級光束,激發樣本產生螢光,依據螢光的特性指示主要與次要元素含量,搭配電動載台,更能取得元素含量隨樣本空間分布的重要資訊。前人研究基性—超基性捕獲岩多利用電子顯微鏡與電子微探分析,以微區XRF作為研究工具尚未普及。本計畫擬利用實驗室新採購之Bruker M4 Tornado Plus微區XRF光譜儀,研究自中南半島採集的一套基性—超基性捕獲岩之化學與物理特徵,務求在新的技術條件下,既能優化傳統的分析方法,亦有機會探索前所未有的發現。獲選的大學生將有機會接觸此新興的、在最近數年發展迅速的分析技術。

6.      地球的自由震盪(主持人:趙丰特聘研究員)
摘要:大地震後,地球會像一個樂器一樣 “繞梁三日”的自由震盪。利用數據處理的方法,我們可以從地震記錄裡面分析出各諧振音譜的頻率,對應了各個自由震盪的諧振模式。這樣的結果,可以告訴我們有關地球內部結構以及該地震的一些重要信息。請參考:https://www.earth.sinica.edu.tw/content/people/bfchao/publication/cht/1981-scimonth.pdf。本計劃將從全球地震網(IRIS)下載數據,試驗各種數據處理的方法,來搜尋、分析、並且確認一些有趣的低階自的諧振模式,尤其是深地震(例如 2013 Okhotsk)激發的、屬於比較地球內部甚至地核的諧振模式。(需要物理及數學的基本背景。)

7.     長週期地震波振動的分析與探討 主持人:馬國鳳特聘研究員)
摘要:長週期地震波振動,往往造成一定程度的災害。近期比較重要的事件是2016年2月6日的美濃地震及2018年2月6號的花蓮地震,其所觀測到的一些建築破壞,大部分可能是由長週期地振動所造成的。而長週期地振動的特徵,多年以來常常考慮它可由近斷層,因為地表破裂造成的永久變形產生的長週期地振動。但是在沒有產生地表斷層破裂的地震,在較遠的區域,仍產生與此長週期地振動有關的災害。因此,此長週期地振動到底是有地震震源造成的,還是震波傳遞的過程及深部及場址速度構造所造成的,開始受到地震科學及工程的重視。此研究,希望利用全台灣非常密集分布的測站,以類似地震陣列的方式,分析其傳遞的特性。並採用三維速度構造的有線差分法的部分模擬,了解長週期地振動是在何種震源特性及構造傳遞的特性下造成的。
 
8.      中央山脈東翼瑞穗變質岩區地熱地質模型初探(主持人:李建成研究員)
摘要:
工作項目:
(1)野外工作(地熱區的地質岩性及變質變形構造的勘查瞭解);
(2)文獻閱讀討論(地熱地質、高壓變質岩之掘升、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)變質岩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。  

9.      Use of stable isotopes for Earth science applications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 is a topic of public interest. The change modulated with water and greenhouse gases is driven by and reflected in their cycles in the atmosphere, biosphere, hydrosphere, and geosphere. 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. One specific component related to this is to understand the sources and processes that affect water resources in Taipei. 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. Other problems include air pollution and pollution-health impact assessments and Earth surface-mantle interaction.

10.  隱沒帶島弧火山及弧後張裂的動力模型(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),並探討影響島弧火山作用及弧後張裂形成的因素。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。

11.  臺灣陸地儲水量變化的時空分佈特徵及水文荷重變化對地震活動度之影響 主持人:許雅儒研究員)
摘要:台灣西南部乾濕季明顯,年雨量約有80 % 集中在夏季,每年4月到9月地下水位面的變動可達10 m,季節水位變化也造成GNSS 垂直時間序列的年週期變化,但是乾濕季水位波動是否對地震活動度有影響仍須評估。本計畫擬利用GNSS的垂直向季節變化反演季節性儲水量變化,討論降雨、地下水位、GNSS垂直時間序列及地震活動度時間序列之關聯性。本研究除了可定量估算臺灣陸地儲水量變化,也提供水文荷重時空變化的時間序列,藉由分析不同水文資料的年振幅和相位資訊,可以獲取不同深度的地層含水量對降雨的響應時間,進而分析降雨模式、滲透速率、土壤飽和度和地表徑流對陸地水的影響機制。此外,也可幫助了解季節儲水變化所引發的地震活動度改變。研究在自然條件下不同振幅及週期的應力擾動對不同規模地震活動度的影響,對地震觸發的過程能有更深入之認識。

12. 
Structures of the crust in collision/subduction zones: Taiwan and New Zealand 主持人:郭本垣研究員)
摘要:We hope to recruit a few motivated students with science/engineering background to undertake a series of approaches to better understand the crust structures of Taiwan and other selected collision/subduction zones, such as New Zealand, depending on data availability. There are three sub-projects: (1) We will test how an H/V particle motion technique helps to map the upper crust of these collision zones. (2) We will conduct ambient noise tomography, which is a branch of “seismology without earthquakes,” to illuminate the magma chambers beneath a volcano in the mountain belt under a great influence of plate subduction (New Zealand). (3) We will apply a new method to characterize the “site effect” in Taiwan, which is intimately related to how a basin, like Taipei basin, responds to seismic waves. Usually a team work is required to finish each sub-project. You will learn a lot of coding (shell, Python, …) and scientific reasoning, and, most importantly, it is a lot of fun :) Previous summer students working with me were from NTU (台大), NCU (中央), NCKU (成功), University of Taipei (北市大) and so on. Try to ask them about their IES summer experiences, or just contact me.  

13.  機器學習在地震學的應用(主持人:黃信樺助研究員)
摘要:隨著低價位地震儀的發展與資料開放的普及,地震學進入了大數據時代,不論是從最前端的地震偵測到後端的地震成像等技術,如何改進甚至自動化既有的方法流程來應對指數成長的資料成為越來越重要的課題之一。而機器(深度)學習演算法近年飛快的進展及其以大量資料為學習基礎的特性成為面對這個課題的有效方法之一。事實上,機器學習從監督式到非監督式、簡單到複雜、分類到迴歸等各類演算法的應用,早已廣泛深入到各種研究領域與我們的生活之中。面對新型態的技術與資料。本計劃旨在瞭解、發想與嘗試不同機器學習演算法在地震學上的應用,如自動化與加速原有的計算方法、解決缺乏客觀邊界的分類問題、或發掘大數據下潛藏的資料特性等。參與者將可熟悉相關機器學習套件、地震資料分析工具、學習如何用地震學分析與了解自然災害的發生與防治。  

14.  資料記錄器的研發(主持人:林慶仁研究技師)
摘要:任何觀測都需要記錄,特別是對於自然現象(如氣溫、地振動、地磁…等信號),需要有長期且穩定的資料記錄。要獲得資料,除了要有信號感測器(sensor)之外,資料記錄器(Data logger)也是非常重要的關鍵。Data Logger包含三個主要部分:1. 信號調整器-作為輸入信號與類比/數位轉換器(A/D)之間的匹配。2. 時間系統-通常是GPS,確定信號的精確性。3. 資料儲存及傳輸裝置-包含A/D、資料處理單元(MCU)、網路傳輸…等。歡迎對於儀器研發有興趣且具熱誠的同學加入我們的研究團隊!!!

六、申請方式: 申請時應檢附下列資料:
1. 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。
2. 所有學期成績證明一份
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(順序為1.簡歷 2.成績證明 3.計畫優先順序),檔名請設為:姓名學校(如: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5月3日(週一)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 

 

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