地球宜居性的深部驅(qū)動(dòng)機(jī)制重大研究計(jì)劃2025年度項(xiàng)目指南

2025.2.05

地球宜居性的深部驅(qū)動(dòng)機(jī)制重大研究計(jì)劃

2025年度項(xiàng)目指南

　　“地球宜居性的深部驅(qū)動(dòng)機(jī)制”重大研究計(jì)劃瞄準(zhǔn)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(dòng)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)、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(biāo)

　　聚焦地球宜居性的深部驅(qū)動(dòng)機(jī)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(duì)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(jī)制與通量，揭示其與深部地球動(dòng)力過程的聯(lián)系，查明深部新化學(xué)反應(yīng)的類型、機(jī)制及效應(yīng)，探索地球深部-淺部關(guān)聯(lián)機(jī)制及其對(duì)地球宜居性演變和新型稀缺能源形成的調(diào)控作用，促進(jìn)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(duì)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(jì)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(diǎn)，圍繞揮發(fā)份（重點(diǎn)關(guān)注碳-氫-氧）在地球內(nèi)部的分布、循環(huán)和效應(yīng)三個(gè)相互關(guān)聯(lián)的核心科學(xué)問題開展研究。

　?。ㄒ唬┥畈繐]發(fā)份的分布與地球內(nèi)部性質(zhì)。

　　綜合實(shí)測地球化學(xué)數(shù)據(jù)、地球物理觀測、極端條件與計(jì)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(duì)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。

　?。ǘ┥畈繐]發(fā)份的循環(huán)與地球動(dòng)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(dòng)）過程中揮發(fā)份的作用和循環(huán)機(jī)理，厘清超級(jí)火山巖漿儲(chǔ)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(dòng)力過程中的循環(huán)效率和控制因素。

　?。ㄈ┑厍蛏畈?淺部關(guān)聯(lián)機(jī)制與宜居性。

　　綜合大數(shù)據(jù)分析及人工智能運(yùn)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(jí)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(duì)地球宜居性演變的作用機(jī)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、2025年度資助的研究方向

　?。ㄒ唬┡嘤?xiàng)目。

　　以總體科學(xué)目標(biāo)為牽引，基于核心科學(xué)問題，2025年度擬圍繞以下研究方向優(yōu)先資助探索性強(qiáng)、具有原創(chuàng)性思路、提出新技術(shù)路徑的申請(qǐng)項(xiàng)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(shí)驗(yàn)和計(jì)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(duì)地球內(nèi)部動(dòng)力學(xué)的啟示意義。擬資助不超過2項(xiàng)。

　　2. 揮發(fā)份對(duì)地球深部組成和物理性質(zhì)的影響。

　　研究揮發(fā)份對(duì)地幔巖石輸運(yùn)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。擬資助不超過1項(xiàng)。

　　3. 深地過程與氫-氦富集。

　　研究地球深部氫-氦儲(chǔ)庫的起源、分布和富集過程，查清地質(zhì)構(gòu)造、巖漿活動(dòng)和水-巖相互作用對(duì)氫-氦的形成、遷移和富集的影響。擬資助不超過2項(xiàng)。

　　4. 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(chǔ)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。擬資助不超過2項(xiàng)。

　　5. 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(jī)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。擬資助不超過2項(xiàng)。

　　6. 地球深部-淺部關(guān)聯(lián)機(jī)制。

　　研究超級(jí)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(jī)制中的存在問題，鼓勵(lì)提出新的跨圈層聯(lián)動(dòng)機(jī)制，完善和發(fā)展研究地球內(nèi)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(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(jī)制。擬資助不超過1項(xiàng)。

　　7. 地表重大宜居要素演變及其深部驅(qū)動(dòng)機(jī)制。

　　研究地表重大宜居要素（如增氧事件、冰室氣候和極熱事件、生物大滅絕等）的精細(xì)演變過程，著重闡明其與地球深部過程之間的關(guān)聯(lián)機(jī)制。鼓勵(lì)實(shí)測數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬深度融合開展定量探索，項(xiàng)目需具全球和深時(shí)視野，重點(diǎn)應(yīng)落腳在地球深部驅(qū)動(dòng)機(jī)制。擬資助不超過2項(xiàng)。

　?。ǘ┲攸c(diǎn)支持項(xiàng)目。

　　以總體科學(xué)目標(biāo)為牽引，基于核心科學(xué)問題，2025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(qiáng)、對(duì)總體科學(xué)目標(biāo)有較大貢獻(xiàn)的重點(diǎn)支持項(xiàng)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(jī)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(duì)地幔物質(zhì)物理化學(xué)性質(zhì)（如氧化還原狀態(tài)、輸運(yùn)性質(zhì)、波速、流變性質(zhì)和部分熔融等）的作用和影響。擬資助不超過2項(xiàng)。

　　2. 揮發(fā)份對(duì)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(duì)地表地質(zhì)的控制作用。擬資助不超過1項(xiàng)。

　　3. 俯沖帶深部揮發(fā)份循環(huán)過程。

　　厘清板片物質(zhì)（如蛇紋巖）在俯沖過程中攜帶和釋放揮發(fā)份的作用和機(jī)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(jī)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。擬資助不超過2項(xiàng)。

　　4. 深部揮發(fā)份的釋放與效應(yīng)。

　　闡明大火成巖省和超級(jí)火山形成過程中揮發(fā)份組成特征及來源，限定與超級(jí)火山噴發(fā)有關(guān)的重要巖漿房過程及其精確時(shí)間尺度，揭示揮發(fā)份促進(jìn)地幔和地殼大規(guī)模熔融、觸發(fā)超級(jí)火山噴發(fā)的機(jī)理；查清巖石圈破壞、大火成巖省和超級(jí)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(duì)地球氣候的調(diào)節(jié)機(jī)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(jī)理的關(guān)聯(lián)。擬資助不超過1項(xiàng)。

　　5. 地球深部新化學(xué)反應(yīng)機(jī)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(dú)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(jī)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(duì)地表宜居性的調(diào)控。鼓勵(lì)化學(xué)、物理學(xué)、材料科學(xué)、地球科學(xué)等多學(xué)科交叉，深化對(duì)地球深部新化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的理解。擬資助不超過2項(xiàng)。

　　6. 關(guān)鍵地質(zhì)歷史時(shí)期重大生物事件與地球深部過程。

　　研究關(guān)鍵地質(zhì)歷史時(shí)期海、陸生物的集群死亡事件，結(jié)合現(xiàn)代過程，探索地球深部過程驅(qū)動(dòng)的地質(zhì)災(zāi)害事件和地表環(huán)境、氣候演變及其對(duì)海、陸生物演化的影響。擬資助不超過1項(xiàng)。

　　7. 地球深部-淺部關(guān)聯(lián)機(jī)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跨圈層循環(huán)過程，闡明氣候、環(huán)境和生命演變等對(duì)深部揮發(fā)份循環(huán)過程的響應(yīng)機(jī)制，揭示地球宜居性演化的深部驅(qū)動(dòng)和表層響應(yīng)的跨圈層耦合機(jī)制。擬資助不超過2項(xiàng)。

　　8. 耦合固體地球模塊的地球系統(tǒng)模型構(gòu)建與應(yīng)用。

　　以國際前沿?cái)?shù)值模型為基礎(chǔ)，如中等復(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，探索地球系統(tǒng)模型與地球動(dòng)力學(xué)模型、巖石圈動(dòng)力學(xué)模型、地幔對(duì)流模型、地核動(dòng)力學(xué)模型或地震波傳播模型等的結(jié)合，模擬關(guān)鍵物質(zhì)和能量從地核到淺表的循環(huán)過程，定量探索地表宜居性演化的深部驅(qū)動(dòng)機(jī)制。鼓勵(lì)數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、信息科學(xué)、地球科學(xué)等多學(xué)科開展交叉合作研究。擬資助不超過2項(xiàng)。

　　9. 耦合同位素地球化學(xué)記錄的地球系統(tǒng)模型構(gòu)建與應(yīng)用。

　　以國際前沿?cái)?shù)值模型為基礎(chǔ)，構(gòu)建耦合非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素地球化學(xué)記錄的地球系統(tǒng)模型，以深時(shí)極端氣候事件為例，定量闡明火山排氣-大陸風(fēng)化-海洋生產(chǎn)力-海洋化學(xué)-生物演化之間的反饋與調(diào)節(jié)機(jī)制，建立深部去氣作用調(diào)控地表宜居性演化的理論框架，為利用古氣候科學(xué)評(píng)估當(dāng)今和預(yù)知未來地球宜居性演化提供支撐。鼓勵(lì)數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、信息科學(xué)、地球科學(xué)等多學(xué)科開展交叉合作研究。擬資助不超過2項(xiàng)。

　　10. 智能工具在探索地球宜居性演化中的應(yīng)用。

　　利用大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)，探索復(fù)雜地球圈層系統(tǒng)中宜居性演化的動(dòng)態(tài)過程與深部作用機(jī)理。鼓勵(lì)自主研發(fā)新方法并自建數(shù)據(jù)庫，借助先進(jìn)智能化手段強(qiáng)化地球宜居性演化研究的深度和廣度，提供地球系統(tǒng)科學(xué)研究的新技術(shù)路徑。擬資助不超過2項(xiàng)。

　　四、遴選項(xiàng)目的基本原則

　?。ㄒ唬?duì)實(shí)現(xiàn)總體科學(xué)目標(biāo)的貢獻(xiàn)度。

　?。ǘ┐龠M(jìn)科學(xué)問題解決的新思路、新方法。

　　（三）學(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?xiàng)目優(yōu)先資助探索性強(qiáng)、具有原創(chuàng)性思路、提出新技術(shù)路徑的申請(qǐng)項(xiàng)目；重點(diǎn)支持項(xiàng)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(qiáng)，對(duì)總體科學(xué)目標(biāo)有直接貢獻(xiàn)與支撐。

　　五、2025年度資助計(jì)劃

　　擬資助培育項(xiàng)目12項(xiàng)左右，直接費(fèi)用資助強(qiáng)度約為80萬/項(xiàng)，資助年限為3年，申請(qǐng)書中研究期限應(yīng)填寫“2026年1月1日-2028年12月31日”；擬資助重點(diǎn)支持項(xiàng)目12項(xiàng)左右，直接費(fèi)用資助強(qiáng)度約為300萬/項(xiàng)，資助期限為4年，申請(qǐng)書中研究期限應(yīng)填寫“2026年1月1日-2029年12月31日”。

　　六、申報(bào)要求及注意事項(xiàng)

　?。ㄒ唬┥暾?qǐng)條件。

　　本重大研究計(jì)劃項(xiàng)目申請(qǐng)人應(yīng)當(dāng)具備以下條件：

　　1. 具有承擔(dān)基礎(chǔ)研究課題的經(jīng)歷；

　　2. 具有高級(jí)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(qǐng)人進(jìn)行申請(qǐng)。

　　（二）限項(xiàng)申請(qǐng)規(guī)定。

　　執(zhí)行《2025年度國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南》“申請(qǐng)規(guī)定”中限項(xiàng)申請(qǐng)規(guī)定的相關(guān)要求。

　　（三）申請(qǐng)注意事項(xiàng)。

　　申請(qǐng)人和依托單位應(yīng)當(dāng)認(rèn)真閱讀并執(zhí)行本項(xiàng)目指南、《2025年度國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南》和《關(guān)于2025年度國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目申請(qǐng)與結(jié)題等有關(guān)事項(xiàng)的通告》中相關(guān)要求。

　　1. 本重大研究計(jì)劃項(xiàng)目實(shí)行無紙化申請(qǐng)。申請(qǐng)書提交日期為2025年3月1日－2025年3月20日16時(shí)。

　?。?）申請(qǐng)人應(yīng)當(dāng)按照科學(xué)基金網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)中重大研究計(jì)劃項(xiàng)目的填報(bào)說明與撰寫提綱要求在線填寫和提交電子申請(qǐng)書及附件材料。

　　（2）本重大研究計(jì)劃旨在緊密圍繞核心科學(xué)問題，對(duì)多學(xué)科相關(guān)研究進(jìn)行戰(zhàn)略性的方向引導(dǎo)和優(yōu)勢整合，成為一個(gè)項(xiàng)目集群。申請(qǐng)人應(yīng)根據(jù)本重大研究計(jì)劃擬解決的具體科學(xué)問題和項(xiàng)目指南公布的擬資助研究方向，自行擬定項(xiàng)目名稱、科學(xué)目標(biāo)、研究內(nèi)容、技術(shù)路線和相應(yīng)的研究經(jīng)費(fèi)等。

　?。?）申請(qǐng)書中的資助類別選擇“重大研究計(jì)劃”，亞類說明選擇“培育項(xiàng)目”或“重點(diǎn)支持項(xiàng)目”，附注說明選擇“地球宜居性的深部驅(qū)動(dòng)機(jī)制”，受理代碼選擇T04，并根據(jù)申請(qǐng)項(xiàng)目的具體研究內(nèi)容選擇不超過5個(gè)申請(qǐng)代碼。

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

　?。?）申請(qǐng)人在申請(qǐng)書起始部分應(yīng)明確說明申請(qǐng)符合本項(xiàng)目指南中的具體資助研究方向（寫明指南中的研究方向序號(hào)和相應(yīng)內(nèi)容），以及對(duì)解決本重大研究計(jì)劃核心科學(xué)問題、實(shí)現(xiàn)本重大研究計(jì)劃科學(xué)目標(biāo)的貢獻(xiàn)。

　　如果申請(qǐng)人已經(jīng)承擔(dān)與本重大研究計(jì)劃相關(guān)的其他科技計(jì)劃項(xiàng)目，應(yīng)當(dāng)在申請(qǐng)書正文的“研究基礎(chǔ)與工作條件”部分論述申請(qǐng)項(xiàng)目與其他相關(guān)項(xiàng)目的區(qū)別與聯(lián)系。

　　2. 依托單位應(yīng)當(dāng)按照要求完成依托單位承諾、組織申請(qǐng)以及審核申請(qǐng)材料等工作。在2025年3月20日16時(shí)前通過信息系統(tǒng)逐項(xiàng)確認(rèn)提交本單位電子申請(qǐng)書及附件材料，并于3月21日16時(shí)前在線提交本單位項(xiàng)目申請(qǐng)清單。

　　3. 其他注意事項(xiàng)。

　?。?）為實(shí)現(xiàn)重大研究計(jì)劃總體科學(xué)目標(biāo)和多學(xué)科集成，獲得資助的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人應(yīng)當(dāng)承諾遵守相關(guān)數(shù)據(jù)和資料管理與共享的規(guī)定，項(xiàng)目執(zhí)行過程中應(yīng)關(guān)注與本重大研究計(jì)劃其他項(xiàng)目之間的相互支撐關(guān)系。

　?。?）為加強(qiáng)項(xiàng)目的學(xué)術(shù)交流，促進(jìn)項(xiàng)目群的形成和多學(xué)科交叉與集成，本重大研究計(jì)劃將每年舉辦1次資助項(xiàng)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(xiàng)目負(fù)責(zé)人有義務(wù)參加本重大研究計(jì)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(dòng)。

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項(xiàng)目指南地球宜居性

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