类地行星地幔对流的比较研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11673052
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A1801.天体测量、天文参考系与天文地球动力学,天文学史
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

After the formation of a terrestrial planet, its thermal evolution can be reagarded as a cooling history of the planet when mantle convection plays a key role during the long geolocial time. Mantle convection dominates many aspects of the terrestrial planet, such as thermal state, rate of heat release, internal structure and tectonics, even the formation and extinction of the planetary magnetic field. Taking the size, composition, internal structure and precise material properties of the terrestrial planets into account, this proposal will use numerical method with large scale parallel computation to simulate the mantle convections for Mercury, Venus, Earth and Mars, investigate the effects of mantle convections in different planets and study the conditions under which mantle convection can be generated in a planet. The relationship between the planet internal structure, physical properties of materials, tectonic movement and mantle convection will also be studied. Based on the facts that Mars lost its magnetic field and no magnetic field is found on Venus (probablly caused by resurfacing), the proposal will implement a comparative study of mantle convections among Venus, Earth and Mars to find the reasons that causes the differences. The study will try to answer the questions why Mars suspended mantle convection, whether it will restart and when. It will also try to explain why there is no intrinsic magnetic field on Venus, even there is no evidence of residual magnetic field found on its surface. Furthermore, this study will provide refernce value for the extraplanet research.
类地行星形成之后的热演化是一部冷却史,而地幔对流加速了行星的冷却过程,决定着行星的热状态,同时地幔对流又是类地行星形成内部分层结构、驱动地质构造运动的决定性因素,甚至还左右着行星磁场的形成和消失。本项目将以水星、金星、地球和火星为对象,采用大规模并行数值模拟方法,综合考虑行星的大小、物质组成、分层结构、力学特性等因素,构建全三维数值模型,模拟不同类地行星中地幔对流的形态、强度和演变,研究产生地幔对流的条件,探讨地幔对流与行星内部结构、物性和构造运动的密切关系。尤其对于大小、质量相近的金地火三大行星,将结合行星磁场的形成和消失以及地质构造运动的活动性,对比研究地幔对流的差异并揭示差异形成的原因,探索火星和金星在演化过程中地幔对流可能发生的中止、重启现象。研究将深入了解类地行星地幔对流、内部结构、地质活动、热能释放和磁场演变的关系,并为系外类地行星研究提供参考。

结项摘要

在我国开启行星际深空探测的背景下,本项目对类地行星的地幔对流情况进行了对比研究,为观测到的行星表面地质地貌多样性与行星内部动力学过程的联系提供了理论解释。我们构建了行星地幔对流的物理和数学模型,通过数值模拟,研究了水星产生地幔对流的条件,结果认为水星地幔厚度如在300~600km+范围内,水星现在极可能存在地幔对流,但对流强度较弱。200km厚度则是限制地幔对流发生的阈值;我们对比研究了类地行星地幔对流差异的主要影响因素,认为影响其地幔对流格局的主要因素是与行星大小密切相关的热演化史,以及由温度(热演化)决定的地幔粘滞性。结合太阳系边缘探测计划,对与行星地幔对流类似的冰卫星冰幔对流进行了预研究,尝试解释冰卫星表面地形、热泉等观测现象。本研究不仅能使我们深入了解行星地幔不同的动力学过程,还将为我国的行星探测活动提供科学目标。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Precession effects on a liquid planetary core
进动对液态行星核心的影响
  • DOI:
    10.1088/1674-4527/18/2/23
  • 发表时间:
    2017-12
  • 期刊:
    Research in Astronomy and Astrophysics
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Min LIU;Ligang LI
  • 通讯作者:
    Ligang LI

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其他文献

冰巨星大气研究进展
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    天文学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王聪;熊明;李力刚;陈鼎
  • 通讯作者:
    陈鼎
我国行星物理学的发展现状与展望
  • DOI:
    10.16418/j.issn.1000-3045.2019.07.005
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国科学院院刊
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    戎昭金;崔峻;何飞;孔大力;张金海;邹鸿;李力刚;尧中华;魏勇;万卫星
  • 通讯作者:
    万卫星
曙光5000A天体大规模数值模拟软件性能测试
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    西安交通大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙相征;姚继峰;李力刚;管文华;刘芳芳;王婷;唐雨新;张云泉;杨超
  • 通讯作者:
    杨超
半锥体内流体自转加速或减速问题的数值研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国科学院上海天文台年刊
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘敏;李力刚
  • 通讯作者:
    李力刚
地磁倒转的原因是什么
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    科学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李力刚
  • 通讯作者:
    李力刚

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李力刚的其他基金

木星和土星大气带状流及深部对流研究
  • 批准号:
    11173047
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  • 项目类别:
    面上项目
木星带状环流的流体动力学数值研究
  • 批准号:
    10773022
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    36.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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