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關(guān)于發(fā)布地球宜居性的深部驅動(dòng)機制重大研究計劃2024年度項目指南的通告

  
??? ??國家基金委近期正式發(fā)布了關(guān)于發(fā)布地球宜居性的深部驅動(dòng)機制重大研究計劃2024年度項目指南的通告。請有意申報的老師在2024年5月9日前將申報意向情況發(fā)送至郵箱:wuzhenfeng@gig.ac.cn,并在申請書(shū)接收期限內登錄信息系統(https://grants.nsfc.gov.cn),按要求撰寫(xiě)申請書(shū)。如有需要,請隨時(shí)聯(lián)系(吳老師:85290123)。

?????主要項目信息如下:????

????(1)本年度擬資助培育項目12項左右,直接經(jīng)費資助強度約為80萬(wàn)元/項。重點(diǎn)支持項目12項左右,直接經(jīng)費資助強度約為300萬(wàn)元/項;

? ?? (2)培育項目資助期限為3年,研究期限為“2025年1月1日-2027年12月31日”。重點(diǎn)支持項目資助期限為4年。研究期限為“2025年1月1日-2028年12月31日”。限項;

? ?? (3)培育項目和重點(diǎn)支持項目的合作研究單位均不得超過(guò)2個(gè);

????(4)申請人在申請書(shū)起始部分應明確說(shuō)明申請符合本項目指南中的資助研究方向(寫(xiě)明指南中的研究方向序號和相應內容),以及對解決本重大研究計劃核心科學(xué)問(wèn)題、實(shí)現本重大研究計劃科學(xué)目標的貢獻。

? ?? (5)根據研究所申報安排,培育項目申請書(shū)初稿提交日期為2024年5月16日,終稿提交日期為5月20日16時(shí);重點(diǎn)支持項目申請書(shū)初稿提交日期為2024年5月18日,終稿提交日期為5月22日16時(shí)。
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科技與平臺處
2024年4月13日
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?


?原通知如下:

關(guān)于發(fā)布地球宜居性的深部驅動(dòng)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

?

  國家自然科學(xué)基金委員會(huì )現發(fā)布地球宜居性的深部驅動(dòng)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。

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?

國家自然科學(xué)基金委員會(huì )

2024年4月12日  

?

地球宜居性的深部驅動(dòng)機制重大研究計劃

2024年度項目指南

?

  “地球宜居性的深部驅動(dòng)機制”重大研究計劃瞄準地球內部層圈(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(dòng)力過(guò)程與能量物質(zhì)循環(huán)重大科學(xué)問(wèn)題,通過(guò)地球科學(xué)、數學(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動(dòng)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)和結構的影響,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(dòng)力過(guò)程的聯(lián)系,查明深部新化學(xué)反應的類(lèi)型、機制及效應,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控作用,促進(jìn)地球系統科學(xué)的重大理論創(chuàng )新,培養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(wèn)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)反應為切入點(diǎn),圍繞揮發(fā)份(重點(diǎn)關(guān)注碳-氫-氧)在地球內部的分布、循環(huán)和效應三個(gè)相互關(guān)聯(lián)的核心科學(xué)問(wèn)題開(kāi)展研究。

 ?。ㄒ唬┥畈繐]發(fā)份的分布與地球內部性質(zhì)。

  綜合實(shí)測地球化學(xué)數據、地球物理觀(guān)測、極端條件與計算模擬、材料微觀(guān)結構等研究地球深部揮發(fā)份的行為、分布及其對地球內部性質(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、結構特征及成因。

 ?。ǘ┥畈繐]發(fā)份的循環(huán)與地球動(dòng)力過(guò)程。

  研究地球內部“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(dòng))過(guò)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(dòng)力過(guò)程中的循環(huán)效率和控制因素。

 ?。ㄈ┑厍蛏畈?淺部關(guān)聯(lián)機制與宜居性。

  綜合大數據分析及人工智能運算、正演模擬研究和地球系統模型開(kāi)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(guò)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

 ?。ㄒ唬┡嘤椖?。

  以總體科學(xué)目標為牽引,基于核心科學(xué)問(wèn)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(lái)源。

  通過(guò)研究地幔深度來(lái)源的樣品(包括金剛石)以及實(shí)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(lái)源,探究其對地球內部動(dòng)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構、相變、流變性質(zhì)、輸運性質(zhì)(如電導率和熱導率)、地震波速及衰減、地球內部熱力學(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(guò)程。

  研究揮發(fā)份在巖漿分異過(guò)程中的行為與作用,揭示巖漿儲庫的孕育和發(fā)展的時(shí)間尺度和精細過(guò)程,探討揮發(fā)份與火山噴發(fā)之間的關(guān)聯(lián)。

  4.深地過(guò)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(guò)程,查清地質(zhì)構造、巖漿活動(dòng)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?jì)熘袚]發(fā)份種類(lèi)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(guò)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、元素交換和組織結構演化等現象。

  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(dòng)力地形等地球深部-淺部關(guān)聯(lián)機制中的存在問(wèn)題,鼓勵提出新的跨圈層聯(lián)動(dòng)機制,完善和發(fā)展研究地球內外聯(lián)動(dòng)的方法體系;研究并提出地球不同演化階段(前板塊構造、古老板塊構造、現代板塊構造)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(shí)期地球宜居要素的演化規律和控制因素。

  9.地表重大宜居要素演變及其深部驅動(dòng)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(guò)程及其深部驅動(dòng)機制,鼓勵實(shí)測數據與數值模擬深度融合開(kāi)展定量探索。

  10.深淺耦合的地球系統模型構建與應用。

  構建適用于地質(zhì)時(shí)期的深-淺耦合定量模型,尤其鼓勵構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、中等復雜度模式地球系統模型SCION/GEOCLEM/cGENIE/GCM、復雜地球系統模式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(guò)程及其對地表宜居環(huán)境的影響。

 ?。ǘ┲攸c(diǎn)支持項目。

  以總體科學(xué)目標為牽引,基于核心科學(xué)問(wèn)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(diǎn)支持項目。

  1.地球深部揮發(fā)份的分布和物理化學(xué)效應。

  研究地球深部揮發(fā)份的賦存、分布及物理化學(xué)效應,理解揮發(fā)份在地球內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(guān)結構特征與揮發(fā)份含量的關(guān)聯(lián),定量約束揮發(fā)份在地球內部各圈層的豐度;闡明多種揮發(fā)份及其協(xié)同效應對地幔物質(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、結構和界面性質(zhì)的影響。

  查明地球深部主要界面(巖石圈內部不連續面、巖石圈-軟流圈界面、地幔轉換帶)和圈層內部多尺度不均勻體(LLSVP, ULVZ)的物質(zhì)組成、幾何形態(tài)及結構特征,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(guò)程。

  厘清蛇紋巖在俯沖過(guò)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過(guò)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(guò)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。

  闡明大火成巖省和超級火山形成過(guò)程中揮發(fā)份組成特征及來(lái)源,限定與超級火山噴發(fā)有關(guān)的重要巖漿房過(guò)程及其精確時(shí)間尺度,揭示揮發(fā)份促進(jìn)地幔和地殼大規模熔融、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,以及大火成巖省風(fēng)化過(guò)程對地球氣候的調節機理;揭示流體輸導體系與深部氫氣、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,探尋深部新物質(zhì),歸納深部獨有的新化學(xué)反應,解析超氧化物等新化學(xué)反應產(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(guò)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(guò)程的響應機制,揭示地球宜居性演化的深部驅動(dòng)和表層響應的跨圈層耦合機制。

  7.深淺耦合的地球系統模型構建與應用。

  通過(guò)數據與定量模型深度融合,針對地質(zhì)歷史時(shí)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(lèi)事件開(kāi)展綜合定量對比研究,探索地表宜居性演化規律及其深部驅動(dòng)機制,尋找生態(tài)系統發(fā)生顯著(zhù)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(kāi)展合作研究。

  四、遴選項目的基本原則

 ?。ㄒ唬?shí)現總體科學(xué)目標的貢獻度。

 ?。ǘ┐龠M(jìn)科學(xué)問(wèn)題解決的新思路、新方法。

 ?。ㄈW(xué)科交叉,促進(jìn)我國相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展的國際合作與共享。

 ?。ㄋ模┡嘤椖?jì)?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(diǎn)支持項目應具有良好的研究基礎和前期積累,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(wàn)/項,資助年限為3年,申請書(shū)中研究期限應填寫(xiě)“2025年1月1日-2027年12月31日”;擬資助重點(diǎn)支持項目12項左右,直接費用資助強度約為300萬(wàn)/項,資助期限為4年,申請書(shū)中研究期限應填寫(xiě)“2025年1月1日-2028年12月31日”。

  六、申報要求及注意事項

 ?。ㄒ唬┥暾垪l件。

  本重大研究計劃項目申請人應當具備以下條件:

  1.具有承擔基礎研究課題的經(jīng)歷。

  2.具有高級專(zhuān)業(yè)技術(shù)職務(wù)(職稱(chēng))。

  在站博士后研究人員、正在攻讀研究生學(xué)位以及無(wú)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(jìn)行申請。

 ?。ǘ┫揄椛暾堃幎?。

  執行《2024年度國家自然科學(xué)基金項目指南》“申請規定”中限項申請規定的相關(guān)要求。

 ?。ㄈ┥暾堊⒁馐马?。

  申請人和依托單位應當認真閱讀并執行本項目指南、《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(shí)行無(wú)紙化申請。申請書(shū)提交日期為2024年5月16日-2024年5月23日16時(shí)。

 ?。?)申請人應當按照科學(xué)基金網(wǎng)絡(luò )信息系統中重大研究計劃項目的填報說(shuō)明與撰寫(xiě)提綱要求在線(xiàn)填寫(xiě)和提交電子申請書(shū)及附件材料。

 ?。?)本重大研究計劃旨在緊密?chē)@核心科學(xué)問(wèn)題,對多學(xué)科相關(guān)研究進(jìn)行戰略性的方向引導和優(yōu)勢整合,成為一個(gè)項目集群。申請人應根據本重大研究計劃擬解決的具體科學(xué)問(wèn)題和項目指南公布的擬資助研究方向,自行擬定項目名稱(chēng)、科學(xué)目標、研究?jì)热?、技術(shù)路線(xiàn)和相應的研究經(jīng)費等。

 ?。?)項目申請人在科學(xué)基金網(wǎng)絡(luò )信息系統中選擇“在線(xiàn)申請”—“新增項目申請”—“申請交叉科學(xué)部項目”進(jìn)行項目申報。

  申請書(shū)中的資助類(lèi)別選擇“重大研究計劃”,亞類(lèi)說(shuō)明選擇“培育項目”或“重點(diǎn)支持項目”,附注說(shuō)明選擇“地球宜居性的深部驅動(dòng)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),并根據申請項目的具體研究?jì)热葸x擇不超過(guò)5個(gè)申請代碼。

  培育項目和重點(diǎn)支持項目的合作研究單位均不得超過(guò)2個(gè)。

 ?。?)申請人在申請書(shū)起始部分應明確說(shuō)明申請符合本項目指南中的資助研究方向(寫(xiě)明指南中的研究方向序號和相應內容),以及對解決本重大研究計劃核心科學(xué)問(wèn)題、實(shí)現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,應當在申請書(shū)正文的“研究基礎與工作條件”部分論述申請項目與其他相關(guān)項目的區別與聯(lián)系。

  2.依托單位應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(shí)前通過(guò)信息系統逐項確認提交本單位電子申請書(shū)及附件材料,并于5月24日16時(shí)前在線(xiàn)提交本單位項目申請清單。

  3.其他注意事項。

 ?。?)為實(shí)現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當承諾遵守相關(guān)數據和資料管理與共享的規定,項目執行過(guò)程中應關(guān)注與本重大研究計劃其他項目之間的相互支撐關(guān)系。

 ?。?)為加強項目的學(xué)術(shù)交流,促進(jìn)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(huì ),并將不定期地組織相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研討會(huì )。獲資助項目負責人有義務(wù)參加本重大研究計劃指導專(zhuān)家組和管理工作組所組織的上述學(xué)術(shù)交流活動(dòng)。

 ?。ㄋ模┳稍?xún)方式。

  交叉科學(xué)部交叉科學(xué)四處

  聯(lián)系電話(huà):010-62328922




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