中央研究院地球科學研究所 2020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：109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4日（週一）本所網站公布。
四、研究期間：自109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. 探索地球深部的水世界:含水礦物的熱傳導、光學性質及聲速 (主持人：謝文斌副研究員)
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隱沒板塊中重要含水礦物-Phase A 與Superhydrous Phase B以及鐵鋁石瑠子石Almandine於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球內部水循環與地體動力學以及熱演化過程之間的關聯性。
2. 富閃深成岩的成因與大陸形成的意義 (主持人:彭君能助研究員)
Appinite genesis and its role in continent formation
摘要：在太陽系中，地球上的大陸是獨一無二的。相較於源自地函的岩漿，大陸地殼的平均成份可見鎂較低、矽較高的特徵。由於新生地殼源自地函物質，形成大陸地殼需要一個或多個可以讓鎂增加而矽減少的機制，以達到現今的平均成份。拆沉位於下部地殼，密度較高的岩石如石榴石輝石岩被認為是重要機制之一，但石榴石輝石岩只在地殼較厚的地方產生，例如成熟的陸弧。在岩漿弧整個生命週期中，石榴石輝石岩是否能夠延續地形成存在疑問。富閃深成岩最初在蘇格蘭Appin地區被報導，同時被認為等同於角閃石煌斑岩的深成岩。由於角閃石具有鎂較高、矽較低的特徵，富閃深成岩也可能對形成鎂較低、矽較高的大陸地殼有所貢獻。本計畫將針對一套採集自伊朗西北部的富閃深成岩進行岩石學與地球化學研究，探討岩石成因及其對大陸形成的意義。
3. 利用無人機進行航拍與點雲建模並解析山崩區之地質構造 (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並應用數值航測軟體建立次公尺級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山崩地區精細的地層與構造解析工作。本計畫歡迎對構造地質學、工程地質學、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興趣的同學報名參加。
4. 台灣乾濕季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GPS 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GPS的垂直向季節變化反演季節性儲水量變化，討論地下水位、GPS垂直時間序列及地震活動度時間序列之間相關性，了解背景地震的活動度和季節儲水量變化的關聯性。如果能對水文加載導致之地下水位變化所誘發的地震有較定量的分析，將有助於了解地震觸發的過程及評估地表環境因子對斷層活動及地殼應變之影響。
5. Natural cycles of water and long-lived greenhouse gases (主持人: 梁茂昌研究員)
摘要：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, with emphasis on the analysis of two-decade long precipitation and more than 5-year water data obtained in Feitsui Reservoir. 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.
6. 含水對礦物穩定性的影響（主持人：張耘瑗助研究員）
摘要：地球是一個藍色星球，其表面約70% 被海洋所覆蓋。然而，在地球深處也可能存在跟地表上海洋一樣多甚至更多的水量。透過鑽石包裹體與高溫高壓實驗的研究發現，地球的地函(mantle)可能隱藏了一大片海洋。地球的水循環不但存在於地球表面，甚至可以深達地表下1000公里處。在地球深部中，水可以藉由羥基（OH-)的形式存在地球內部的高壓礦物裡。羥基進入礦物結構後，有可能改變其聲速、彈性係數、以及礦物穩定的溫度與壓力範圍，對我們解釋地震波的觀察與對地球內部化學組成的了解有很大的影響。在這個暑期計劃中，我們將在實驗室裡透過使用拉曼光譜分析配合高溫高壓實驗技術來探討羥基對地球內部礦物穩定的溫度與壓力範圍之影響。參與計畫的同學將可以學習到拉曼光譜儀的操作與拉曼光譜分析、了解振動光譜與礦物晶體結構的關係、以及鑽石對頂砧的使用。歡迎對礦物與材料科學有興趣的同學報名參加。
7. 中央山脈東翼海洋地殼岩塊（蛇紋岩）快速掘升之岩石變形構造分析與構造演化 (主持人：李建成研究員) Structural analysis of the rapid exhumation of high-pressure blocks (serpentinite) in eastern Central Range
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；
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，探討地體構造演化，並製作成果海報。
8. NOT-OBS: 北沖繩海槽地體構造 (主持人：郭本垣研究員)
摘要：我們在2018/09-2019/06執行的北沖繩海槽(NOT)海底地震儀(OBS)實驗十分成功，目前共有33組資料。2019年的暑期計畫已經初步分析了這組資料，進而推測了沖繩海槽地幔楔的動力學模型。2020年，我們將持續分析NOT資料，著重在以下兩個課題: (1) 噪聲地震學，以限制地殼到上地幔的剪波構造，了解NOT的隱沒做用；(2) 遠震P波的極化方向，以限制上部地殼的剪波速構造，並回饋給第一個課題。2020計畫參與者將學習有關地震學與地體構造學的基本知識以及各種分析技巧，並學習如何宏觀的解釋新發現。過去的參與者在這分面都表現的非常好。我建議有意者參加3月7號的IES open house，了解更多的資訊，也可跟計劃主持人交流。
9. Reconstructions of past changes in the ocean environment using multiple geochemical/isotopic proxies of marine carbonate (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：化學成份、氧化還原程度）變化與地球氣候系統的變遷有著十分密切的關聯性。因此，研究過去古海洋環境變遷可深入暸解地球氣候系統的運作模式及兩者間的關聯性。本計畫將利用已於地球所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：珊瑚、有孔蟲）及無機碳酸鈣（如：海洋性石灰岩）中的多重環境代用指標重建短時間（年際）及長時間尺度（百萬年尺度）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的主要控制機制。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上具熱誠的同學加入我們的研究團隊!!!
10. 琉球隱沒帶的動力數值模型 (主持人：譚諤助研究員)
摘要：本計畫將以數值模擬的方式，建構琉球隱沒帶的動力模型（如圖 https://tan2.github.io/research/subduction.anim.gif），並探討影響琉球島弧火山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. 利用地震干涉技術探討淺部地殼結構 (主持人：梁文宗研究技師)
摘要：地震干涉技術在近20年來蓬勃發展，儼然成為觀測地震學一項例行的研究工作項目，而它的應用不僅僅能解析地下結構的訊息，更成為監測構造活動(波場)時間變化的有力工具。本計畫提供學習地震波形資料處理與地震干涉技術的機會，並將安排參觀地震觀測站的實習活動。
12. 活動造山帶之伸張構造與地震機制分析（主持人:饒瑞鈞合聘研究員）
摘要：伸張構造在世界上造山帶是一常見現象。造山帶如何在擠壓環境下形成伸張構造，數十年來，一直是造山運動機制之一項重要研究項目。我們將利用中央大學在台灣中央山脈南部近年來佈設之密集地震觀測網資料，研究中央山脈南部之地震活動性。研究工作項目包含(1)檢查及分析地震資料，建立地震資料庫；(2)地震定位及速度層析成像；(3)震源機制及應力反演；(4)地震活動分析。
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(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4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
