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2020年暑期海外知名学者大讲堂回顾

申博娱乐 :邵丹蕾    时间 :2020-09-17    访问次数 :6

为进一步推进申博娱乐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,2020年8月13-27日,学院邀请了10位地球科学领域的海外知名学者在线为我院学生授课。让我们一起来回顾一下这10堂精彩的讲座。

8月13日上午,申博娱乐2020年暑期海外知名学者大讲堂的第一堂讲座正式开始,来自美国伊利诺伊大学厄巴纳香槟分校地球-社会-环境学院前院长、前地质系主任Stephen Marshak教授,带来了主题为“The great unconformity: A billion years of missing time at your fingertip” 的精彩讲座,为同学们讲述了北美前寒武纪基底与显生宙地层之间的大角度不整合(the Great Unconformity)的前世今生。

Marshak教授从詹姆斯·赫顿的一个问题开始引入,为同学们讲解了不整合的概念和三个类型,即平行不整合(disconformity)、角度不整合(Angular unconformity)、非不整合(nonconformity),同时详细阐述了不整合对确定地质年代的重要性。

他列举了科罗拉多大峡谷的Inner Gorge,威斯康星州的Baraboo Syncline以及密苏里州的例子,具体描述了这些地方出露的地层以及其不整合接触关系。通过这些例子同学们建立起了对于古生界与前寒武系之间的大角度不整合(The Great Unconformity)的初步印象。随后,Marshak教授讲解了不整合的测年方法,并指出了大角度不整合对于超大陆循环和雪球地球的指示意义。

在问答环节,同学们与Marshak教授讨论了不整合的重要性,气候变化与陆地变化的关系,以及怎样判断地层是否缺失等问题。

8月14日,第二堂讲座由同样来自伊利诺伊大学厄巴纳香槟分校地球-社会-环境学院地理与地理信息科学系主任Shaowen Wang教授主讲,主题为“WhereCOVID-19: A CyberGIS Approach to Multi-Scale Spread and Impacts of COVID-19 for Spatial Decision Support”。

Shaowen Wang教授首先向同学们展示了由他参与的疫情数据监测可视化网站项目。该网站收集整理了从疫情爆发之初至今的所有疫情相关的时空数据,还可以根据需要在全球、国家、州等不同的空间尺度上进行可视化展示,生动形象地展现疫情的分布态势和变化情况。

接下来,Shaowen Wang教授展示了将疫情数据应用到实际场景中的例子。他与团队将伊利诺伊州的疫情分布情况、各地的人口分布、各医院和医疗点的分布以及路网数据进行叠加展示,并利用特定的模型进行分析以推测疫情之下医院的负荷能力,为决策者提供决策基础。

最后,Shaowen Wang教授对GIS技术在这个案例中的作用进行了总结,指出GIS技术非常直观地展示了各医疗机构的交通通达性和各地医疗资源的不平衡且定位了各州医疗资源紧张的区域。

8月15日,来自法国里尔大学的Jannick Ingrin教授带来了第三堂讲座 “自然界中的氢和氧:为什么它们如此重要”(Oxides and hydroxides in nature: Why they are so important)。

Ingrin教授首先介绍了地球上氢的主要矿物载体——Ice晶体的物理化学属性,如晶体的结构,共价键长度角度、熔点、硬度等。Ingrin教授提到,冰在不同的温度和压力条件下具有多种不同形态,总共达18种之多。随后,Ingrin教授结合中国和世界历史,介绍了人类对于冰的开采和利用历程。


接下来,他又介绍了氧的主要矿物载体——各种含氧矿物,包括:氧化亚铁、氧化铁、氧化镁等的晶体属性,镁铁混合氧化物的固液相线,以及其他氧化物和氢氧化物的性质和作用。最后,以含铁氧化物为例,向大家介绍了铁矿与人类发展间的关系。

在最后的问答环节,同学们与Ingrin教授讨论了地球上的氢和氧的来源等问题。

8月17日下午,曼彻斯特大学环境研究中心主任Hugh Coe教授为同学们讲述“地球气候变化与大气粒子对其影响”(The Earth's changing climate and how microscopic particles affect it)。

Coe教授从地-气辐射平衡角度介绍了影响气候变化的可能因素,展示了过去几十万年CO2水平的变化。同时,他以直观的数据以及卫星观测图介绍了气候变化,而这些变化很可能与大气中二氧化碳含量而非太阳辐射的变化有关。Coe教授介绍了不同模型统计获得的不同气体的辐射强度,其中气溶胶的模式差异最大,这是由于气溶胶对于气温的影响仍存在不确定性。

接下来,Coe教授介绍了气溶胶的组成、划分标准以及模态,并以简要的动画展示了气溶胶粒子影响气候系统的机制。他在2017年参与的项目通过飞机、卫星以及地面设备观测了9月-10月非洲的生物质燃烧过程,获得了数据修正模型,通过改变模型中云的含量与分布获得了一些结果,比如此过程中不同高度气溶胶分布以及组成。由于黑碳粒子(BC)有吸收作用,Coe教授还列举了其他研究展示其与气溶胶光学特性之间关系。

在最后的问答环节,同学们对教授的实验项目,生物质燃烧与污染,气溶胶与云的相互作用等方面提出了问题。

8月18日,多伦多大学政治、地理与规划系的教授Harald Bathelt带来主题为“经济集群与空间的社会构建”(Economic cluster and the social construction of space)的讲座。

Bathelt教授结合他过去的研究成果,向同学们阐述了从经济地理学的角度理解产业集群发展模式的重要价值。Bathelt教授认为,集群是嵌入到随时间发展的特定生产环境中的,并且企业依赖其在区域内外的持续互动。他之后又从多个维度解读了产业经济集群及其发展演变的过程。

Bathelt教授重点介绍了地方传言和全球性通道在以知识为基础的集群发展中发挥的作用。在此基础上,他进一步介绍了全球集群网络及其存在的空间差异特征。比如跨国公司在制定企业策略时通常是以成本/资源为导向的或以创新/知识为导向的,这就决定了这些跨国公司更倾向于选择作为创新/知识密集型企业中心的产业集群,而不是非产业集群。

在全球化经济的背景视角下,他以中加两国间的投资案例为样本,得出“集群——集群”、“非集群——非集群”的投资偏好规律,认为产业集群间的跨国联系对于产业的未来发展至关重要。

在最后的问答环节,同学们结合当前全球疫情背景下产业集群的优劣势、产业集群的演变过程和影响等提出了问题。Bathelt教授一一解答了同学们的问题,并赞赏了同学们的求知精神。

8月19日下午,墨尔本大学城市规划学系主任、我院访问学者Nicholas Phelps教授带来了以“飞地型”多中心城市化(Polycentric urbanization as enclave urbanism)为题的讲座。

Phelps教授首先以深圳和苏州等两个同学们所熟悉的中国城市为切入口,简单介绍了其研究的背景和意义。他通过对比芝加哥学派的城市社会空间结构的三大基本模型和中国城市发展模型,突出了中国城市在其研究中的特殊价值。

他对核心概念——“飞地”做出了阐释,将“飞地”与城市规划中传统的聚集概念对比,更加生动地解释了“飞地”的内涵与特点。同时,考虑到自1984年以来中国城市空间扩展的发展历程,开发区在此期间快速扩张,以及改革开放初期超过一半的外商直接投资流入了5个早期经济特区中国,特别是长江经济带,是研究“飞地型”城市化作用的最佳地区之一。

接下来,他介绍了“飞地型”城市化与城市经济集聚中的多中心现象之间的联系,并提出了“飞地群”的概念。他讨论了飞地直接可能存在的各种联系,并指出这种联系可能是非地方性的,主要包括企业内部联系、组织内部联系以及政策联系。同时,他对相关文献进行了回顾,强调了政府和政策对于塑造中国经济特区之间联系的重要作用,并对未来研究的方向与目前研究中存在的问题进行了简要说明。

最后,Phelps教授对讲座中的相关概念理解和长江经济带的经济地理实证研究等问题与我院师生进行了深入交流。

8月20日上午,明尼苏达大学教授、美国科学院院士Marc Hirschmann带来主题为“行星内部挥发成分的循环”(Deep Planetary Volatile Cycles)的讲座。

Hirschmann教授首先介绍了实验岩石学的几种实验方法:一是通过高温高压来探究岩石、矿物、岩浆的化学行为;二是通过电子探针来对玻璃和矿物进行成分分析;三是通过电子显微照片进行观察。随后Hirschmann教授介绍了有关行星内部活动和其起源的4个方面的问题:岩浆的起源以及其与动态循环过程的联系,行星是如何增生与分异的,易挥发元素(H、C、N、S)对于现代地球的影响,在行星诞生之时地球是如何获得这些易挥发元素的。

随后Hirschmann教授讲解了水循环和碳循环。他向同学们展示了在不同地幔部分的水浓度图,分析了不同水浓度对于岩浆岩性质的影响以及水是怎么再次进入地幔之中。在碳循环的讲解中,Hirschmann教授同样也是用整体的循环图来展示整个循环过程,再进行更细致的讲解。

最后,Hirschmann教授通过现今地球与四十多亿前地球模拟图的对比,对本次讲座进行了总结。

8月21日的讲座来自美国佛罗里达大学教授Thomas S. Bianchi,主题为“水生关键带中的碳循环过程”(Carbon processing in aquatic critical zones: biogeochemical challenges in the 21st century)。

首先,他提出位于大陆边缘的沉积物在碳循环过程不可忽视的作用:全球海洋中绝大部分(约86%)的有机碳被保存/埋藏在大陆边缘沉积物中。Bianchi教授认为有六种因素共同影响了大陆边缘的巨大有机碳储量。其中大陆边缘分为两种类型,被动边缘和主动边缘。二者在物质的搬运距离,侵蚀和沉积速率以及储存的有机碳类型组成上有很大不同。

Bianchi教授对于河口海岸带碳循环过程,在世界各地都有过深入研究。他简要地介绍了其在不同地区的研究成果中一些有趣的现象和事实。

接下来,Bianchi教授向同学们重点介绍了冰川峡湾在碳储存中的重要地位。他介绍了冰川峡湾OC埋藏的特点,以及冰川消融使得新的三角洲平台出露,对于OC运输和埋藏过程的影响。最后,Bianchi教授提到了人类活动对于碳储存的影响。由于技术限制,我们对生物-地质关系的认知还十分局限,还需要更多的研究。

在最后的问答环节,同学们与Bianchi教授积极互动,教授对同学们的深入思考以及积极的学习态度表示了认可和赞赏。

8月24日下午,欧洲科学院院士、东英吉利大学教授Peter Liss带来了题为“海洋大气中的粒子”(Particles in the Marine Atmosphere)的讲座。

首先,Liss教授从颗粒物辐射强迫作用的角度出发,说明了研究颗粒物的重要性:颗粒物会对全球辐射平衡产生重要的影响,然而,颗粒物对于全球辐射的影响具有很大的不确定性。紧接着,Liss教授介绍了海盐粒子形成的过程。在实验室中,这一过程也可以被模拟。他向同学们展示了下图,总结了海洋大气颗粒物的主要来源。

接下来,Liss教授介绍了CLAW假说。CLAW假说早在1987年就被提出,它认为,海洋中的生物质能够影响大气的物理性质。CLAW假说对于新粒子生成的解释是极其简化的,在实际大气中,新粒子生成过程会受到许多复杂的影响。但是CLAW假说具有非凡的理论价值。

在最后的问答环节,我院师生向Liss教授请教了有关黑炭粒子、生物质燃烧源和陆地工业排放源的问题。除却专业疑问,Liss教授也为同学们解答了英国大气科学专业学生的毕业去向问题。

8月27日下午,瑞士洛桑大学教授Klaus Holliger为同学们带来了主题为“High-resolution seismic reflection profiling across the Insubric Line into the Ivrea-Verbano Zone: Assessing the continuity of steeply dipping surficial structures”的讲座,即利用Ivrea-Verbano地区高分辨率反射地震剖面,评价陡倾地表构造的连续性。

大陆下地壳的组成和演化至今仍无法得到解释,而意大利北部的Ivrea-Verbano地区是唯一一个下陆壳完全裸露在地表的地区。教授为同学们介绍了Ivrea-Verbano地区形成的演化过程以及高分辨率反射地震剖面的原理,接着介绍了勘探地震学共中心点(CMP)技术。以该技术为基础,教授介绍了地震波数据采集和处理的一系列步骤与对数据的解译。

最后,Holliger教授总结道:这一高分辨地震勘探数据的采集、处理和解释的目的是通过基于模型的定量解释以及属性和地质统计分析,准确刻画地表近垂直构造。

讲座后的互动环节中,学院师生与Holliger教授就地震波数据的采集与处理,以及CMP技术进行了深入的交流与讨论。


文:高程、黄佳康、姚慧、朱丽群、姚喆雨、滕晓咪、郑慧阳、黄晓婷、高润钊、郑汉、余宁



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