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2022年暑期海外知名学者大讲堂回顾

编辑 :叶露夏    时间 :2022-09-29    访问次数 :314

为进一步推进永乐高国际娱乐官网国际交流和本科生教育国际化,培养具有学科交叉潜质、国际化视野和国际竞争力的优秀地学人才,2022711-824日,学院开设“2022年暑期线上海外学者大讲堂”海外交流项目,邀请12位地球科学领域的海外学者在线为我院学生授课。

711日,德国拜罗伊特大学巴伐利亚地质研究所教授、前所长Tomoo Katsura为同学们带来了题为Overview of The Structure and Dynamics of the Earth's Lower Mantle的线上讲座。他从地幔的地震结构、地幔的主要成分与主要矿物、660km深处不连续面的压力、板块向下地幔的俯冲、地幔底部大低速省、中地幔黏度的增加这几个方面,简要概括了地幔的物理性质。

他指出,当前的下地幔研究问题集中在中地幔和地幔底部上。关于中地幔研究有如下三个问题:为什么在此处出现黏度上升;为什么板块在此处停止俯冲或在这里暂停运动;为什么羽状热流在此处不可见。关于地幔底部有如下两个问题:大低速省的组成如何;大低速省是如何形成的。同学们就下地幔材料相变的影响因素、大低速省可能的相互连接、挥发性元素在地球内部动力学中扮演的角色等方面,与Tomoo Katsura教授进行了深入探讨。

718日,牛津大学教授Richard Walker为同学们带来了题为Active faulting of central Asia–from earthquake rupture to the tectonics of large regions的报告。他深入浅出、生动形象的讲解使同学们对地震的成因、古地震的勘探、地震的定级有了更加深刻的认识。

在交流环节中,王恩杰同学提出了“地震会从地球内部释放能量,那么这个过程可以是稳定地球整体能量的一种方式吗?”这一问题,Richard教授从板块构造学的角度进行了解答,指出这是地球失去热量的一种机制,想把地球的热量从内部带到外部,就需要靠岩石板块间的大规模对流。郑栋昊同学结合自己在甘肃的测绘实习经历,提出应如何识别判断多个复杂的断层的问题,针对这个问题,Richard强调了遥感对于测绘工作的重要性。

719日,美国伊利诺伊大学香槟分校地球社会与环境学院教授Stephen Marshak为同学们带来了题为The Great Unformity: A Billion Years of Missing Time at Your Finger Tip的讲座。他就科罗拉多大峡谷与北美几个不整合面的实例,阐述了它们各自的形成时间与原因,使同学们领略到地质景观形成的奇妙之处。他向同学们介绍了温度计时学的原理与使用方法,分析了超大陆旋回的雪球地球时期可能的巨大影响,拓宽了同学们的视野。

在提问环节,许多同学就自己感兴趣的方面向Marshak进行了提问,Marshak对同学们的提问都进行了耐心的解答。通过与Marshak交流中的思维碰撞,同学们了解了有关巨大不整合的知识,收获颇丰。

722日,法国里尔大学教授Oleg Dubovik为同学们带来了题为Atmospheric Aerosol Remote Sensing: Approaches, Perspectives and Challenges的报告。他向同学们解释了大气气溶胶遥感的作用和方法,介绍了大气气溶胶遥感在天气预报、环境污染监测、气候变化等领域的应用和作用,并就如何测量大气气溶胶等方面作了详细的介绍,并提出了对于大气气溶胶遥感探测的未来和挑战的看法。

在提问环节中,同学们针对讲座内容提出了许多问题,其中王梓奕同学请教了激光雷达观测生物气溶胶的困难和未来的发展这一问题,Oleg教授表示生物气溶胶在大气中广泛存在,有些气溶胶还有传染性和致敏性,对于人体健康会造成很大的危害,所以激光雷达观测生物气溶胶有很重要的意义。虽然目前对生物气溶胶尤其是花粉气溶胶的研究很少且面临不少困难,但只要付出足够的努力,困难终会被克服。

726日,欧洲科学院院士、瑞士联邦理工学院永乐高国际娱乐官网教授Sean Willett为同学们带来了题为Tectonics and River Basin Planform Geometry的报告。他在讲座中介绍了关于河流的基本知识以及进行chi分析的基本步骤与原理,Sean指出两个流域间的不同侵蚀率将会导致河流分水岭的变化,发生河流袭夺,从而导致河流网络发生变化,并提出了基本基岩切口模型和公式。此外,Sean提到了河流剖面分析的积分方法,并在DAC景观演化模型中对比了中国黄土高原上河流的平衡模式与美国俄亥俄河的不平衡模式。

在讲座期间,郑栋昊、黄扬帆与吴运鹏同学分别针对Sean Willet演示文稿上的不同细节提出了疑问和自己的思考,在课程结束后的答疑时间里,孟宇航、程淼淇、刘骥等同学也提出了自己的疑惑,并得到了Sean细致详尽的回答。

727日,美国密歇根大学地球与环境科学系教授Kerri A. Pratt为同学们带来了题为Observations of Arctic and Wintertime Aerosol and Chlorine Chemistry的讲座。Pratt教授首先介绍了大气颗粒、气溶胶的相关特性以及目前北极迅速变暖、海冰流失的现状,并指出海洋排放和燃烧排放的增加造成了北极大气成分的改变。随后,Pratt教授介绍了其实验室的研究方向和研究重点。Pratt教授详细地分析了ClNO2的来源,并介绍了一种单粒子参数化的模型,通过考虑表面积加权单颗粒类型,改进了ClNO2模型预测。她以美国密歇根州为例,指出道路盐和盐碱积雪都会产生ClNO2,其中道路盐是密歇根州冬季的主要氯源,并且大部分ClNO2来自道路盐气溶胶。

在问答环节中,学院师生与Pratt教授积极互动,向Pratt教授请教了有关北极实验数据的获取方法、实验数据的空间代表性、实验数据的时间尺度、气溶胶的微观结构等专业问题以及有关PHD学生招收的问题。Pratt教授一一耐心解答,加深了大家对讲座内容的理解,对大家很有启发。

728日,美国伊利诺伊大学香槟分校地球社会与环境学院教授Nicole Riemer为同学们带来了题为Models for Simulating Atmospheric Aerosols的讲座。Riemer从气溶胶的背景、气溶胶模型相关知识、气溶胶模型的应用及意义等几个方面展开了详细阐述,她通过抛出问题、激发思考的方式带动同学们的思维,从气溶胶的定义、产生、分类分布各方面解答同学们的疑惑,并深入浅出地解释了具体模型的构建方法与变量。

最后的提问环节,同学们就讲座中模型训练以及讲座外美国学习生活等方面积极提问,讲座在轻松愉快的氛围中走向尾声。

81日,比利时鲁汶大学地理系教授Ben Derudder为同学们带来了题为Chinese Cities in the World City Network, 2000-2020的讲座。Derudder教授利用全球化与世界城市( GaWC)研究网络的最新数据收集,测量和解释2000年至2020年间中国城市在世界城市网络中的地位变化。他指出,中国城市的联系越来越紧密但势头有停滞趋势,亚太地区有更广泛的增长趋势,中国在与世界领先城市以及北美和欧洲城市的战略联系方面表现得更加紧密。

Derudder教授的报告引起了大家的广泛兴趣,参与报告的老师和同学就GNC的变化趋势、城市连通性的影响、连通性与城市恢复力的关系等方面与Derudder教授进行了互动交流和讨论。

85日,加拿大卡尔加里大学地球科学系教授David Eaton为同学们带来了题为Induced Seismicity and Unconventional Hydrocarbon Development的讲座。Eaton教授就常见问题、断层和储层的本构行为、断层激活机制、地震滑移的作用、案例研究、非常规油气之外:演化的能量系统引起的地震活动这六大部分,通过回答问题的方式向同学们介绍了诸如非常规油气、诱发地震、水力压裂等相关概念。最后,Eaton教授以加拿大西部以及部分美国地区的地震为案例,如俄克拉荷马州的诱发地震、微地震等,以此深入阐释了断层激活机制、水力压裂、地震滑移等在现实中的具体体现。

提问环节中同学们踊跃发言,提出了在地震之中强度和频率有着什么样的关系等诸多问题,Eaton教授对同学们的疑问都进行了清晰透彻的回答,使同学们获益匪浅。

810日,美国奥克拉荷马大学永乐高国际娱乐官网助理教授Junle Jiang为同学们带来了题为Understanding Seismic and Aseismic Crustal Processes across Scales的讲座。他向同学们介绍了建立真实的震源过程模型和其强大功能,并且就如何通过观测来指导模型的发展向同学们展示了通过数据验证模型的过程。此外,他提到了如何通过改变观察角度来理解不同的现象,并进一步谈到了如何探索数据中丰富的信息,他以加利福尼亚和萨尔顿为例,分析了InSARGPS的使用,并通过InSARGPS观测揭示了帝王谷详细的地面变形历史。

在问答环节,同学们也与Junle进行了许多交流。有的同学问了专业相关的问题,例如地震的可预测性,也有的同学问了学习方法相关的问题,这次讲座使同学们对于跨尺度的地震和抗震地壳过程有了更多的了解。

817日,美国科学院院士、明尼苏达大学名誉教授David L. Kohlstedt为同学们带来了题为From Reaction-driven to Stress-driven Melt Segregation: Formation of High Permeability Paths through the Earth's mantle的讲座。Kohlstedt教授首先为同学们讲述了一些基础知识,从火山喷发等现象入手,引入大洋中脊这一现象。他利用一张浅显易懂的地层剖面图,为同学们介绍了从地幔深处到地表的熔体传输路径和传输过程:多孔流动-渠道流动-脆性断裂的过程。Kohlstedt教授也向同学们介绍了一些自己所做的研究工作,如部分熔融的富含橄榄石的岩石在扭转变形中的应力驱动熔体偏析和压实长度对扭转变形部分熔融岩石径向熔体偏析的影响。

在交流环节,同学们对Kohlstedt教授所讲授的内容提出了一些疑惑和问题,其中蓝青同学提出了在岩石形成过程中,通道化流动和多孔流动有何区别的问题,岑雯莹同学提出了各向异性界面能和各向同性界面能的作用有何不同的问题,Kohlstedt教授都给出了详尽的解答。

824日,美国科学院院士、加州大学圣地亚哥分校教授Peter M. Shearer为同学们带来了题为Seismology: from Basic to Frontier的讲座。在前半场讲座中,Shearer教授讲述了用地震图的光谱分析来表征地震特性的相关知识。在后半场讲座中,Shearer教授介绍了其团队所做的一些工作,包括采用P波频谱分解法对1996年至2019年南加州7万多起M1.5-4级地震的布伦型应力降进行了估计。根据他们的研究,在绝对应力降、应力降与力矩的比例关系、高频衰减率以及路径和衰减项的经验修正之间存在难以解决的权衡。于是他们采用了一种新的方法:将每个目标事件附近最小地震的平均角频率固定为一个常值。这就消除了最小事件中应力降的任何真正连贯的空间变化,但确保在较大事件中看到的任何空间变化是真实的,而不是不准确的路径修正的假象。

最后的互动环节中,同学们踊跃提问,黄雨婷同学提出了是什么原因导致压力降和震源深度之间没有很强的关联性的问题;梁皓轩同学由地震应力降的研究联想到地震预测,并询问地震应力降在地震预测中的具体作用;魏辰同学的提问同样也着眼于地震的预测,并进一步提问现代化分析工具如神经网络等在地震研究和预测中的作用,Shearer教授都进行了耐心的解答。



/文:徐皓婷、李泓达、郑天予、尹子彧、王梓奕、朱真慧、杨智杰、刘晨阳、王欣怡、郦天祺、王洋、郑碧伦、何雨璐、刘伊甜、胡宇森、李璐、陈杰伟、姜彬、李文杰、刘诗祺、杨镇瑜、李铁