中国地质大学地质学理科基地科研立项申请表.doc

项目编号：DXTZ09001 中国地质大学地质学理科基地“本科生科研能力提高”项目立项申请表 项目名称：火星Syria-Thaumasia地区火山活动年龄与特征：根据THEMIS图像的分析3720246470MAGINGSYSTEM(THEMIS)F申 请 者：指导教师：专业方向：行星地质申请时间：2009.03.26 二OO九年二月制填 表 说 明1、为加强地质学理科基地本科生的科研能力培养，提升本科生科研能力，在我院本科生中开展大学生科研能力培养资助计划，特制订本申请表。2.填写立项申请表前，请仔细阅读中国地质大学地质学理科基地“本科生科研能力提高”项目管理办法。3、为保证本科生参与科研的积极性和研究质量，根据科研资助计划及其管理办法，指导老师以教授为主，主持过国家自然科学基金的副教授也可以作为导师。4、申请者需提交本申请表纸质版一份，电子版一份。电子版发送至.5. 表格各栏除特别规定外，均可以自行加行、加页。6. 联系人及联系电话：德育工作组，67883007。一、基本信息申请者信息姓 名性 别男出生年月19870126学 号班级序号01006119电 话宿舍电话87505729电子信箱指导教师信息姓 名性 别男职 称教授/博导移动电话67883084家庭电话办公电话67883398研究方向岩矿电子邮箱L合作者情况姓 名性别班级序号项目分工联系电话全程参与项目基本信息项目名称（中文）火星Syria-Thaumasia地区火山活动年龄与特征：根据THEMIS图像的分析项目名称（英文）Timing and volcanic features of the Syria-Thaumasia region on Mars: THEMIS image analysis项目方向岩矿(行星地质)预计研究期限2009.03-2010.06申请经费10000.00元摘要（300字）中英文摘要: 火星Syria-Thaumasia地区位于火星南半球塔西斯高地( Tharsis bulge)中部,紧邻火星上最大的裂谷-水手号谷以及火星上乃至太阳系最大的火山-奥林巴斯火山.区内密布火山、撞击坑、熔岩流、皱脊等独特的地貌。早期的定年工作主要根据1975年发射的海盗号探测器传回的数据测量撞击坑直径确定年代,但由于图像分辨率不高,存在一定误差。我们的研究就是利用2001年的奥德赛火星探测的热释光谱数据来重新确定各区域年代。再结合火山年代详细的研究这一地区的火山活动特征,对比月球、金星等其他类似的天体,总结出火星火山活动的规律。Abstract: The Syria-Thaumasia block of Mars is located in the southern hemisphere of Mars Tharsis bulge central, close to Mars biggest rift valley-the Mariners Valley and Olympus volcano which is the largest volcano on Mars. It is covered by unique martian features, including craters, lava flows, wrinkle ridges and so on. Here is one of the oldest regions on Mars. There are many discussions about this region. The early dating work is according to the satellite imagery craters. However, the limitation of technological means lead to many errors. Our work is using the latest data of Mars to re-dating, for future research work to lay a foundation. We will make a systematic summary of the unique martian landforms such as volcano, craters, lava flows, wrinkle and so on to understand the origin of the period on Mars .At the same time, we will use comparative planetary geology Ways on Mars and Earth to explore some useful things.关键字（限5个）中英文关键词: 火星;Syria-Thaumasia地区;定年;火山;比较行星地质学; KeyWords: Mars; Syria-Thaumasia; Dating; volcano; Comparative planetary geology 二、立项目的与研究内容1、立项目的（国内外研究现状：至少阅读国外论文2篇、国内论文5篇，并标注） 火星是除金星外距离地球最近的行星1,它的结构和自转周期与地球相似,也有四季变化、南北两极以及稀薄的大气。它是太阳系中与地球最为相似的星球2。自19世纪以来就有了火星上有生命的假说3。随着近年来研究的深入现存的生命在火星没有找到,但火星有水已经被证实。 从火星全球来看, 北部平原地区大都被火山熔岩所覆盖,南部为布满撞击坑的高原。火星表面的火山类型包括大小不等的盾形火山和溢流熔岩覆盖区。火星上的大部分火山是由玄武岩构成的盾形火山 ,以及火山锥、熔岩流、熔岩管和小型盾形火山4。这些火山景观都比地球上同类火山规模大。这可能是由于火星上不存在板块构造的缘故 (可能曾经存在 ) 5.此次我们要研究的区域位于火星南半球塔西斯高地( Tharsis bulge)中部,紧邻火星上最大的裂谷-水手号谷以及火星上乃至太阳系最大的火山-奥林巴斯火山6-7。区内分布一系列的小型盾形火山8.火山以及该地区的年龄可以用数坑发测定 9-10。运用比较行星地质的方法对火山的特征做出归纳。目前国际上对该区的研究是一个热点,现有的研究成果主要有:比较精确定年的地质图11,对该区的地形与构造演化的分类以及对它们的成因作出了一些假设12,对重力场壳幔结构等用地球物理的方法得到一些数据13,对火山与撞击坑等地形特征的分类与总结14等。但是这些成果都是根据1975年海盗号探测器以前发回的数据做出来的,图像分辨率不高使他们有一定的误差。现在我们要做的就是在最新热释光谱(THEMIS)数据15的基础上重新定年与填图,分析总结该区的火山特征等各种独特地质现象,与其他天体的火山作用等地质现象进行对比。参考资料:1 张洋, ed. 太阳系写真. 1999, 四川科学技术出版社: 四川.2 Maria T. Zuber (C) The crust and mantle of Mars 2001 Macmillan Magazines Ltd3 美国科学杂志网 火星适合生命生存http :/sciencenow. /cgi/content/full/2008/626/24 Head, J.W., et al., Venus Volcanism: Classification of Volcanic Features and Structures, Associations, and Global Distribution from Magellan Data. J. Geophys. Res. 97.5 肖龙,何琦,黄定华,等 太阳系天体的火山作用及其比较行星学意义 地 质 科 技 情 报 第27卷第1 期2008年1月6 Hauber, E., and P. Kronberg (2005), The large Thaumasia graben on Mars: Is it a rift?, J Geophys Res-Planet, 110(E7),7 Anderson, R. C., et al. (2004), Tectonic histories between Alba Patera and Syria Planum, Mars, Icarus, 171(1), 31-38.8 Baptista, A.R., et al., A swarm of small shield volcanoes on Syria Planum, Mars.J. Geophys. Res., 2008. 113.9 郑丽 冯金良 张稳 行星撞击坑分形及分维数意义探讨 河北师范大学学报(自然科学版) 1998年9月 第23卷 第3期10 Plescia, J.B.B., J. M., Crater numbers and geological histories of Iapetus, Enceladus, Tethys and Hyperion. Nature, 1983. vol. 301, Feb. 24, 1983,(NASA-supported research)11 James M. Dohm, Kenneth L. Tanaka, and Trent M. Hare. Geologic Map of The Thaumasia Region, Mars U.S. Department of The Interior U.S. Geological Survey 200112 Banerdt, A.A.F.R.J.P.W.B., Igneous Processes and Closed System Evolution of the Tharsis Region of Mars. JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH, 1988.13 Zuber, M. T., et al. (2007), Mars Reconnaissance Orbiter Radio Science Gravity Investigation, J Geophys Res-Planet, 112(E5), -14 Xiao L., M. Smith , J. Huang , Q. He , N. Petford , D.A. Williams , J.G. Liu , and R. Greeley. Volcanic Features on the Syria-Thaumasia Block, Mars: Implications for Ancient Martian Volcanology 15Kieffer,P.C.B.J.H.,The thermal emission imaging system (Themis) On the Mars 2001 Odyssey Mission. Space Science Reviews, 2002. 110: 85130, 2004. 2、研究内容与拟解决的关键问题 研究内容: 该项目主要研究火星Syria-Thaumasia地区火山活动的特征、年龄及其比较行星地质学意义。根据最新的奥德赛火星探测器的热释光谱THEMIS数据测量这一地区撞击坑的直径密度结合累计撞击坑数目投入标准坐标图中确定该区域的年龄.再结合火山年龄详细的研究这一地区的火山活动特征, 将火山、熔岩流、皱脊等特征地貌用ARCGIS分图层填入地质图。对比月球、金星、月球等其他类似的天体,总结出火星火山活动的规律以及这一带地质作用活动特点，研究其比较行星地质学意义。拟解决的关键问题:研究的关键在于区分撞击坑与小型火山,准确测量每个撞击坑的直径和各区域面积从而将误差减到最低。收集总结详细的资料来对比类似天体的火山活动特征。三、项目实施方案及预期成果1、拟采取的研究方案与可行性分析研究方案： 火星数据来源于奥德赛火星探测器THEMIS热释光谱成像，根据各区域的撞击坑直径密度与累计撞击坑数目投入标准坐标图中确定年龄。在ARCGIS中分图层填上火山，熔岩流、皱脊等特殊地形总结火山特征，对比类似天体研究其比较行星地质学意义。可行性分析：撞击坑是由小天体(小行星 彗星 陨石等 )冲击行星表面形成的一种地形标志或构造地貌单元。在月球, 土星卫星等一些较小且没有大气圈的行星上,撞击坑是其表面的主要的地貌单元之一。火星、金星、水星等行星上亦分布数量不等的撞击坑。基于大多数火星坑为撞击起源这一假设前提。用火星坑的直径r为横坐标,直径大于r 的累积撞击坑数p(r)为纵坐标作图。可得火星坑的测度谱图。它遵守指数为D的指数律。地区撞击坑分维数愈低,表明该地区或地质单元的相对地质年代愈老,反之则较年轻。所以撞击坑分维数能应用于推断行星表面不同地质单元的相对地质年代。由于火星没有全球范围的板块活动,后天的影响较小，所以用此方法可以测出年龄。火星各个时代的标准测度谱线前人已经给出，我们只需将直径，面积和累计撞击坑数目投入图中就可以确定每一个区域的年龄。2、年度研究计划与阶段性预期成果（各阶段研究计划和预期成果）研究主要分为四个阶段:第一个阶段：前期的资料收集与准备，阅读参考文献，了解数坑定年和比较行星地质学的理论基础。获得奥德赛探测器的THEMIS数据，并打印成图。2009.03-2009.05。第二个阶段：在图上详细的测量直径大于1千米的撞击坑直径与数目，做好准确记录。将直径与累计撞击坑数目投入标准坐标系中得出年龄。2009.06-2009.08。第三个阶段：在ARCGIS中分图层填上火山、皱脊、熔岩流等地形构造，对火山形态分类，总结特征。火星Syria-Thaumasia地区区域地