自然科學(xué)基金委|地球宜居性的深部驅(qū)動機制重大研究計劃2024年度項目指南發(fā)布
關(guān)于發(fā)布地球宜居性的深部驅(qū)動機制重大研究計劃2024年度項目指南的通告
國科金發(fā)計〔2024〕128號
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國家自然科學(xué)基金委員會現(xiàn)發(fā)布地球宜居性的深部驅(qū)動機制重大研究計劃2024年度項目指南,請申請人及依托單位按項目指南所述要求和注意事項申請。
國家自然科學(xué)基金委員會
2024年4月12日
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地球宜居性的深部驅(qū)動機制重大研究計劃2024年度項目指南
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“地球宜居性的深部驅(qū)動機制”重大研究計劃瞄準地球內(nèi)部層圈(地核、地幔及地殼)在控制地球宜居性中的重要作用,圍繞以深部揮發(fā)份為紐帶的跨圈層動力過程與能量物質(zhì)循環(huán)重大科學(xué)問題,通過地球科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)科學(xué)、信息科學(xué)、材料科學(xué)等多學(xué)科跨領(lǐng)域跨尺度綜合研究,為破解地球宜居性的深部引擎之謎提供基礎(chǔ)理論和技術(shù)支撐。
一、科學(xué)目標
聚焦地球宜居性的深部驅(qū)動機制,查明地球深部碳、氫、氧等揮發(fā)份的化學(xué)行為、分布及賦存狀態(tài),闡明其對深部組成、性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的影響,探究地球深部碳-氫-氧的循環(huán)機制與通量,揭示其與深部地球動力過程的聯(lián)系,查明深部新化學(xué)反應(yīng)的類型、機制及效應(yīng),探索地球深部-淺部關(guān)聯(lián)機制及其對地球宜居性演變和新型稀缺能源形成的調(diào)控作用,促進地球系統(tǒng)科學(xué)的重大理論創(chuàng)新,培養(yǎng)一支有國際影響力的研究隊伍,提升我國在深地領(lǐng)域的創(chuàng)新能力。
二、核心科學(xué)問題
本重大研究計劃以深部揮發(fā)份的“催化作用”和新化學(xué)反應(yīng)為切入點,圍繞揮發(fā)份(重點關(guān)注碳-氫-氧)在地球內(nèi)部的分布、循環(huán)和效應(yīng)三個相互關(guān)聯(lián)的核心科學(xué)問題開展研究。
(一)深部揮發(fā)份的分布與地球內(nèi)部性質(zhì)。
綜合實測地球化學(xué)數(shù)據(jù)、地球物理觀測、極端條件與計算模擬、材料微觀結(jié)構(gòu)等研究地球深部揮發(fā)份的行為、分布及其對地球內(nèi)部性質(zhì)的影響,查明地球深部主要界面和不均勻體的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)特征及成因。
(二)深部揮發(fā)份的循環(huán)與地球動力過程。
研究地球內(nèi)部“從上至下”(如板塊俯沖)和“從下至上”(如地幔上升流和地幔柱活動)過程中揮發(fā)份的作用和循環(huán)機理,厘清超級火山巖漿儲庫的組成和揮發(fā)份的遷移富集規(guī)律;限定富水流體、含水熔體和超臨界流體攜帶揮發(fā)份的能力以及揮發(fā)份在不同流體中的存在形式;約束揮發(fā)份在不同地球動力過程中的循環(huán)效率和控制因素。
(三)地球深部-淺部關(guān)聯(lián)機制與宜居性。
綜合大數(shù)據(jù)分析及人工智能運算、正演模擬研究和地球系統(tǒng)模型開發(fā),研究深部化學(xué)引擎在大氧化、冰室和極熱氣候、超級火山、生物大滅絕以及氫氣、氦氣富集等重大事件中的作用,揭示深部過程對地球宜居性演變的作用機制,建立地球不同演化階段深部-淺部相互作用的理論框架。
三、2024年度資助的研究方向
(一)培育項目。
以總體科學(xué)目標為牽引,基于核心科學(xué)問題,2024年度擬圍繞以下研究方向優(yōu)先資助探索性強、具有原創(chuàng)性思路、提出新技術(shù)路徑的培育項目。
1.地球深部揮發(fā)份的化學(xué)性質(zhì)、組成與來源。
通過研究地幔深度來源的樣品(包括金剛石)以及實驗和計算模擬,限定地球深部揮發(fā)份的地球化學(xué)性質(zhì),揭示地球深部揮發(fā)份的組成和來源,探究其對地球內(nèi)部動力學(xué)的啟示意義。
2.揮發(fā)份對地球深部組成和物理性質(zhì)的影響。
研究揮發(fā)份對地幔巖石組成及礦物結(jié)構(gòu)、相變、流變性質(zhì)、輸運性質(zhì)(如電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率)、地震波速及衰減、地球內(nèi)部熱力學(xué)行為和地幔氧化還原狀態(tài)的影響。
3.揮發(fā)份與巖漿房過程。
研究揮發(fā)份在巖漿分異過程中的行為與作用,揭示巖漿儲庫的孕育和發(fā)展的時間尺度和精細過程,探討揮發(fā)份與火山噴發(fā)之間的關(guān)聯(lián)。
4.深地過程與氫-氦富集。
研究地球深部氫-氦儲庫的起源、分布和富集過程,查清地質(zhì)構(gòu)造、巖漿活動和水-巖相互作用對氫-氦的形成、遷移和富集的影響。
5.深部揮發(fā)份分布/循環(huán)的探測/示蹤技術(shù)。
研發(fā)能有效揭示地球深部揮發(fā)份分布的地球物理探測技術(shù),能確定地球深部儲庫中揮發(fā)份種類和含量的地球化學(xué)示蹤技術(shù),以及能定量描述地球深部過程中揮發(fā)份行為的綜合模型。
6.超深條件下?lián)]發(fā)份的反應(yīng)性。
研究地球深部高溫高壓條件下?lián)]發(fā)份與地幔物質(zhì)之間的反應(yīng)機理,查清其可能引發(fā)的礦物相變、形變、元素交換和組織結(jié)構(gòu)演化等現(xiàn)象。
7.地球深部-淺部關(guān)聯(lián)機制。
研究超級火山噴發(fā)、陸殼形成與風(fēng)化、動力地形等地球深部-淺部關(guān)聯(lián)機制中的存在問題,鼓勵提出新的跨圈層聯(lián)動機制,完善和發(fā)展研究地球內(nèi)外聯(lián)動的方法體系;研究并提出地球不同演化階段(前板塊構(gòu)造、古老板塊構(gòu)造、現(xiàn)代板塊構(gòu)造)地球深部-淺部的相互作用機制。
8.地球宜居要素的替代指標研發(fā)與應(yīng)用。
研發(fā)地球宜居要素(如氧化還原狀態(tài)、溫度、大氣含氧/臭氧/二氧化碳量等)的新的替代指標,揭示特定時期地球宜居要素的演化規(guī)律和控制因素。
9.地表重大宜居要素演變及其深部驅(qū)動機制。
研究地球兩次大氧化事件以及顯生宙極端氣候事件(如奧陶紀末冰期、石炭二疊紀大冰期、二疊紀末快速增溫和古新世-始新世極熱氣候事件等)的精細演變過程及其深部驅(qū)動機制,鼓勵實測數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬深度融合開展定量探索。
10.深淺耦合的地球系統(tǒng)模型構(gòu)建與應(yīng)用。
構(gòu)建適用于地質(zhì)時期的深-淺耦合定量模型,尤其鼓勵構(gòu)建耦合同位素地球化學(xué)記錄的模型,包括但不限于碳排放模型LOSCAR、中等復(fù)雜度模式地球系統(tǒng)模型SCION/GEOCLEM/cGENIE/GCM、復(fù)雜地球系統(tǒng)模式CESM等,以地球深部排氣作用(CO2、SO2等)為紐帶,闡明物質(zhì)和能量從深部到淺部的傳遞過程及其對地表宜居環(huán)境的影響。
(二)重點支持項目。
以總體科學(xué)目標為牽引,基于核心科學(xué)問題,2024年擬圍繞以下研究方向優(yōu)先資助前期研究成果積累較好、交叉性強、對總體科學(xué)目標有較大貢獻的重點支持項目。
1.地球深部揮發(fā)份的分布和物理化學(xué)效應(yīng)。
研究地球深部揮發(fā)份的賦存、分布及物理化學(xué)效應(yīng),理解揮發(fā)份在地球內(nèi)部各層圈的賦存形式和溶解機制及控制因素,闡明深部高溫高壓下物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)特征與揮發(fā)份含量的關(guān)聯(lián),定量約束揮發(fā)份在地球內(nèi)部各圈層的豐度;闡明多種揮發(fā)份及其協(xié)同效應(yīng)對地幔物質(zhì)物理化學(xué)性質(zhì)(如氧化還原狀態(tài)、輸運性質(zhì)、波速、流變性質(zhì)和部分熔融等)的作用和影響。
2.揮發(fā)份對地球深部物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)和界面性質(zhì)的影響。
查明地球深部主要界面(巖石圈內(nèi)部不連續(xù)面、巖石圈-軟流圈界面、地幔轉(zhuǎn)換帶)和圈層內(nèi)部多尺度不均勻體(LLSVP, ULVZ)的物質(zhì)組成、幾何形態(tài)及結(jié)構(gòu)特征,闡明其與揮發(fā)份的可能聯(lián)系,探究這些地球深部構(gòu)造的形成和演化及其對地表地質(zhì)的控制作用。
3.俯沖帶深部揮發(fā)份循環(huán)過程。
厘清蛇紋巖在俯沖過程中攜帶和釋放揮發(fā)份的作用和機理,闡明俯沖帶蛇紋石化反應(yīng)過程及氫氣和甲烷等生成機制;限定揮發(fā)份在富水溶液、含水熔體以及超臨界流體等熔流體中的溶解度與存在形式;研究揮發(fā)份在不同深度的再循環(huán)效率,約束通過俯沖板片遷移到地球深部的揮發(fā)份通量和控制因素。
4.深部揮發(fā)份的釋放與效應(yīng)。
闡明大火成巖省和超級火山形成過程中揮發(fā)份組成特征及來源,限定與超級火山噴發(fā)有關(guān)的重要巖漿房過程及其精確時間尺度,揭示揮發(fā)份促進地幔和地殼大規(guī)模熔融、觸發(fā)超級火山噴發(fā)的機理;查清巖石圈破壞、大火成巖省和超級火山噴發(fā)的揮發(fā)份釋放量及氣候環(huán)境效應(yīng),以及大火成巖省風(fēng)化過程對地球氣候的調(diào)節(jié)機理;揭示流體輸導(dǎo)體系與深部氫氣、氦氣等新型稀缺地質(zhì)資源在淺部富集機理的關(guān)聯(lián)。
5.地球深部新化學(xué)反應(yīng)機理。
研究地球深部高溫高壓環(huán)境下輕質(zhì)揮發(fā)份與地幔/地核物質(zhì)間的反應(yīng),探尋深部新物質(zhì),歸納深部獨有的新化學(xué)反應(yīng),解析超氧化物等新化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物的生成機制、演化歷史和物理化學(xué)性質(zhì),闡明深部物質(zhì)引擎的化學(xué)要素和對地表宜居性的調(diào)控。鼓勵地球科學(xué)與化學(xué)科學(xué)、物理科學(xué)、材料科學(xué)等多學(xué)科交叉,深化對地球深部新化學(xué)反應(yīng)機理的理解。
6.地球深部-淺部關(guān)聯(lián)機制與宜居性演化。
圍繞若干重大地質(zhì)事件,建立高分辨率地質(zhì)年代格架和生物多樣性演變模式,厘定關(guān)鍵環(huán)境因子變率,研究關(guān)鍵元素從深部到地表的循環(huán)過程,闡明氣候、環(huán)境和生命演變等對深部揮發(fā)份循環(huán)過程的響應(yīng)機制,揭示地球宜居性演化的深部驅(qū)動和表層響應(yīng)的跨圈層耦合機制。
7.深淺耦合的地球系統(tǒng)模型構(gòu)建與應(yīng)用。
通過數(shù)據(jù)與定量模型深度融合,針對地質(zhì)歷史時期多次氧化事件(大氧化事件、新元古代氧化事件、古生代氧化事件等)、冰室氣候事件(奧陶紀末冰期、石炭-二疊紀大冰期、晚新生代大冰期等)、極熱氣候事件(二疊紀-三疊紀之交極熱事件和古新世-始新世之交極熱事件)等其中某一類事件開展綜合定量對比研究,探索地表宜居性演化規(guī)律及其深部驅(qū)動機制,尋找生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生顯著變化的環(huán)境閾值。鼓勵地球科學(xué)、信息科學(xué)、人工智能等多學(xué)科開展合作研究。
四、遴選項目的基本原則
(一)對實現(xiàn)總體科學(xué)目標的貢獻度。
(二)促進科學(xué)問題解決的新思路、新方法。
(三)學(xué)科交叉,促進我國相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展的國際合作與共享。
(四)培育項目優(yōu)先資助探索性強、具有原創(chuàng)性思路、提出新技術(shù)路徑的申請項目;重點支持項目應(yīng)具有良好的研究基礎(chǔ)和前期積累,學(xué)科交叉性強,對總體科學(xué)目標有直接貢獻與支撐。
五、2024年度資助計劃
擬資助培育項目12項左右,直接費用資助強度約為80萬/項,資助年限為3年,申請書中研究期限應(yīng)填寫“2025年1月1日-2027年12月31日”;擬資助重點支持項目12項左右,直接費用資助強度約為300萬/項,資助期限為4年,申請書中研究期限應(yīng)填寫“2025年1月1日-2028年12月31日”。
六、申報要求及注意事項
(一)申請條件。
本重大研究計劃項目申請人應(yīng)當具備以下條件:
1.具有承擔基礎(chǔ)研究課題的經(jīng)歷。
2.具有高級專業(yè)技術(shù)職務(wù)(職稱)。
在站博士后研究人員、正在攻讀研究生學(xué)位以及無工作單位或者所在單位不是依托單位的人員不得作為申請人進行申請。
(二)限項申請規(guī)定。
執(zhí)行《2024年度國家自然科學(xué)基金項目指南》“申請規(guī)定”中限項申請規(guī)定的相關(guān)要求。
(三)申請注意事項。
申請人和依托單位應(yīng)當認真閱讀并執(zhí)行本項目指南、《2024年度國家自然科學(xué)基金項目指南》和《關(guān)于2024年度國家自然科學(xué)基金項目申請與結(jié)題等有關(guān)事項的通告》中相關(guān)要求。
1.本重大研究計劃項目實行無紙化申請。申請書提交日期為2024年5月16日-2024年5月23日16時。
(1)申請人應(yīng)當按照科學(xué)基金網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)中重大研究計劃項目的填報說明與撰寫提綱要求在線填寫和提交電子申請書及附件材料。
(2)本重大研究計劃旨在緊密圍繞核心科學(xué)問題,對多學(xué)科相關(guān)研究進行戰(zhàn)略性的方向引導(dǎo)和優(yōu)勢整合,成為一個項目集群。申請人應(yīng)根據(jù)本重大研究計劃擬解決的具體科學(xué)問題和項目指南公布的擬資助研究方向,自行擬定項目名稱、科學(xué)目標、研究內(nèi)容、技術(shù)路線和相應(yīng)的研究經(jīng)費等。
(3)項目申請人在科學(xué)基金網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)中選擇“在線申請”—“新增項目申請”—“申請交叉科學(xué)部項目”進行項目申報。
申請書中的資助類別選擇“重大研究計劃”,亞類說明選擇“培育項目”或“重點支持項目”,附注說明選擇“地球宜居性的深部驅(qū)動機制”,受理代碼選擇T04(受理代碼選擇不準確或未選擇的項目申請將不予受理),并根據(jù)申請項目的具體研究內(nèi)容選擇不超過5個申請代碼。
培育項目和重點支持項目的合作研究單位均不得超過2個。
(4)申請人在申請書起始部分應(yīng)明確說明申請符合本項目指南中的資助研究方向(寫明指南中的研究方向序號和相應(yīng)內(nèi)容),以及對解決本重大研究計劃核心科學(xué)問題、實現(xiàn)本重大研究計劃科學(xué)目標的貢獻。
如果申請人已經(jīng)承擔與本重大研究計劃相關(guān)的其他科技計劃項目,應(yīng)當在申請書正文的“研究基礎(chǔ)與工作條件”部分論述申請項目與其他相關(guān)項目的區(qū)別與聯(lián)系。
2.依托單位應(yīng)當按照要求完成依托單位承諾、組織申請以及審核申請材料等工作。在2024年5月23日16時前通過信息系統(tǒng)逐項確認提交本單位電子申請書及附件材料,并于5月24日16時前在線提交本單位項目申請清單。
3.其他注意事項。
(1)為實現(xiàn)重大研究計劃總體科學(xué)目標和多學(xué)科集成,獲得資助的項目負責人應(yīng)當承諾遵守相關(guān)數(shù)據(jù)和資料管理與共享的規(guī)定,項目執(zhí)行過程中應(yīng)關(guān)注與本重大研究計劃其他項目之間的相互支撐關(guān)系。
(2)為加強項目的學(xué)術(shù)交流,促進項目群的形成和多學(xué)科交叉與集成,本重大研究計劃將每年舉辦1次資助項目的年度學(xué)術(shù)交流會,并將不定期地組織相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研討會。獲資助項目負責人有義務(wù)參加本重大研究計劃指導(dǎo)專家組和管理工作組所組織的上述學(xué)術(shù)交流活動。
(四)咨詢方式。
交叉科學(xué)部交叉科學(xué)四處
聯(lián)系電話:010-62328922
? ???來源:國家自然科學(xué)基金委員會
單位介紹:
我單位主要從事國家級科技成果評價、國家科技計劃項目申報咨詢、項目戰(zhàn)略研討、專家考察調(diào)研、研發(fā)平臺搭建、開展科技政策培訓(xùn)、企業(yè)內(nèi)訓(xùn)等相關(guān)業(yè)務(wù)。利用強大的專家資源,為廣大科研工作者及科技型企事業(yè)單位提供專業(yè)化服務(wù)。
近期相關(guān)科技培訓(xùn):
4月24-27日武漢、5月22-25日深圳|2024年科技項目申報與科研平臺建設(shè)運行、經(jīng)費使用管理、綜合績效評價專題培訓(xùn)班
5月15-18日蘇州 |2024年國家科技計劃項目申報和科研平臺建設(shè)運行、科研經(jīng)費全過程管理與信息化建設(shè)高級研修班
5月22-25日西安、6月12-15日青島|面向新質(zhì)生產(chǎn)力的國家科技計劃項目申報和科研平臺建設(shè)運行、科研經(jīng)費全過程管理與信息化建設(shè)高級研修班
4月23-26日杭州|高價值專利布局、專利檢索分析及科技成果轉(zhuǎn)化運用能力提升培訓(xùn)班
4月23-26日蘇州 |專利檢索、專利信息分析與科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化操作實務(wù)培訓(xùn)班
如有相關(guān)需求可聯(lián)系: 王主任 ,電話:13426056628(同微信)
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