行星表面演化概论
课程编码：070801M05010H
英文名称：Planetary Surface Processes and Evolution
课时：50
学分：3.00
课程属性：专业普及课
主讲教师：刘洋等
教学目的要求
本课程主要介绍太阳系行星表面物质成分组成和遥感光谱学的基本原理和方法、行星表面特征以及行星相关的岩石流变学基本原理，着重讲授如何通过行星表面物质成分和表面特征来理解行星的演化过程。课程设计旨在为学生建立行星地质和行星表面演化过程的基础知识体系和培养学生对行星科学的兴趣。本课程作为专业核心课，将在2019年的秋季学期开课，要求选课学生有一定的地质、天文或数理背景。
预修课程
普通物理学，普通地质学
大纲内容
第一章 太阳系天体介绍 6学时 刘洋
第1节 太阳系和行星的形成
第2节 太阳系天体-类地行星（水星、金星、火星）
第3节 太阳系天体-月球、火星卫星和小行星
第4节 太阳系天体-木星、土星和冰卫星
第5节 太阳系天体的地质作用-火山和撞击
第6节 太阳系天体的地质作用-风化和空间风化
第二章 太阳系天体的物质成分 2学时 刘洋
第1节 岩石类型和矿物类型
第2节 行星遥感光谱数据系统和矿物识别应用实例
第三章 遥感光谱学-伽马光谱分析和X射线光谱 4学时 刘洋
第1节 伽马光谱和X射线光谱基本原理
第2节 伽马光谱在月球遥感探测中的应用和科学发现
第3节 伽马光谱在火星遥感探测中的应用和科学发现
第4节 X射线谱仪在水星和小行星等其他天体遥感探测中的应用和科学发现
第四章 遥感光谱学-紫外/可见光/近红外/中红外光谱 4学时 刘洋
第1节 紫外/可见光/近红外/中红外光谱学原理
第2节 紫外/可见光/近红外/中红外光谱在月球遥感探测中的应用和科学发现
第3节 紫外/可见光/近红外/中红外光谱在火星遥感探测中的应用和科学发现
第4节 紫外/可见光/近红外/中红外光谱在其他太阳系天体遥感探测中的应用和科学发现
第五章 行星表面物质成分和演化历史 6学时 刘洋
第1节 月球的表面物质成分和演化历史I
第2节 月球的表面物质成分和演化历史II
第3节 火星的表面物质成分和演化历史I
第4节 火星的表面物质成分和演化历史II
第5节 冰卫星的表面物质成分和演化历史
第6节 冥王星和其卫星的表面物质成分和演化历史I
第六章 岩石塑性力学简述 8学时 綦超
第1节 应力与应变
第2节 变形实验
第3节 弹性与塑性
第4节 晶格缺陷与空穴
第5节 非金属中点缺陷的相互作用
第6节 水对矿物影响
第七章 矿物主要变形机制 13学时 綦超
第1节 扩散过程
第2节 扩散蠕变
第3节 位错
第4节 位错的受力、能量和相互作用
第5节 位错蠕变
第6节 晶界滑移蠕变
第7节 变形机制总结
第8节 塑性变形与行星表面演化研究
第八章 中国行星探测任务进展 6学时 刘洋
第1节 我国嫦娥一号和二号探月任务-载荷、科学目标和成果
第2节 我国嫦娥三号探月任务-载荷、科学目标和成果
第3节 我国嫦娥四号探月任务-载荷、科学目标和成果
第4节 我国嫦娥探月的后续任务介绍
第5节 我国2020年火星探测任务介绍
第6节 我国小行星探测任务介绍
第九章 项目考核与指导 1学时 刘洋
第1节 学生分组汇报研究项目，教师进行评估和指导
参考书
1、
Deformation of Earth Materials
Shun-ichiro Karato
2008年
Cambridge University Press
课程教师信息
刘洋：研究员，博士生导师，国家“万人计划”科技创新领军人才，中国科学院率先行动“百人计划”获得者，中国空间科学学会理事。美国圣路易斯华盛顿大学博士，纽约州立大学石溪分校和美国月球与行星研究所博士后。主要从事行星科学研究，围绕太阳系行星的起源、形成和演化，紧密结合国家月球与深空探测任务，聚焦月球和火星的地质过程和环境演化，取得了系列有国际影响力的原创性成果。以第一和通讯作者在Nature Astronomy、Science Advances、Earth and Planetary Science Letters、Geophysical Research Letters、Journal of Geophysical Research等国际著名期刊上发表研究成果20 余篇。其中，发表在Science Advances的2篇论文均入选 AGU会刊 EOS“研究亮点”，发表在 Astronomy & Astrophysics的1篇论文被选为期刊封面文章。曾深入参与NASA和ESA多项月球和火星深空探测任务，担任NASA月球勘测轨道飞行器co-Investigator。获欧空局授予的火星快车突出贡献奖，美国月球与行星研究所的Urey Fellow，中/美科学院空间科学青年领军人物等荣誉。主持国家自然科学基金委重点项目、面上项目、中国科学院战略性先导科技专项（B类）、国防科工局民用航天预研项目等。担任中国ZR探月科学研究与应用系统论证专家组成员、国际月球科研站中欧合作论证组专家、国家重点研发计划责任专家、天问一号首次火星探测任务科学研究秘书组成员。嫦娥四号、嫦娥五号、天问一号科学团队核心成员。
綦超：中科院地质与地球物理研究所副研究员。2008本科毕业于北京大学地球与空间科学学院，2009至2014年在美国明尼苏达大学地球科学学院攻读博士。2014年博士毕业后，先后在宾夕法尼亚大学和明尼苏达大学进行了博士后研究。主要从事橄榄石和水冰的变形实验，研究地球与行星内部物质运动。主要关注水冰微结构与塑性变形之间的相互作用、地球与行星自然条件下水冰的流变学性质、半熔融岩石/冰的流变学性质和微结构演化等问题。曾在Nature、PNAS、EPSL和GRL等多个国际高水平期刊上发表论文10篇。