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行星物理学。下设 4 个研究方向,分别为行星空间物理学、行星大气物理学、行星固体物理学和行星探测技术。具体而言:①行星空间物理学研究行星空间等离子体物理过程,以及与行星际空间和底层大气的相互耦合作用;②行星大气物理学研究行星大气中的各类动力学过程,以及与行星空间环境、行星表面和内部环境之间的耦合;③行星固体物理学研究行星内部结构、状态、成分和动力学过程等;④行星探测技术研究地基和天基的遥感光谱与成像,以及飞船的粒子探测、物理场的探测等。
行星地质学。下设 4 个研究方向,分别为行星岩石圈科学、行星环境科学、行星资源学和天体生物学。具体而言:①行星岩石圈科学研究行星岩石圈表面形貌、岩性、构造形态、沉积相等的分布特征以及成因规律;②行星环境科学研究星体的环境特征、短时动态变化及长期演变历史,以及星体内、外部环境的物质能量等交换过程和机制;③行星资源学围绕行星、小行星和彗星等地外天体上的资源,开展资源分类、资源特征、分布规律与成因的研究;④天体生物学研究生命的起源和演化,探索生命在宇宙中的分布及其未来,探究行星宜居性演化。
行星化学。下设 3 个研究方向,分别为行星物质科学、行星年代学和同位素行星化学。具体而言:①行星物质科学研究地外样品的化学成分、矿物组成、岩相结构,以及物理性质、成因产状等,结合热力学和动力学计算模拟,研究太阳系天体的物质组成、分布和迁移,揭示整个太阳系物质的起源和演化;②行星年代学研究行星绝对年龄、相对年龄、陨石坑年代,提供时间坐标;③同位素行星化学研究太阳系中同位素形成和丰度及其分布、迁移和分馏,揭示太阳系天体的物质来源和演化历史。
如何建设中国特色的行星科学一级学科?我们认为,中国是一个正在崛起的深空探测大国,目前工程引领深空探测,行星科学研究滞后,以及行星科学人才培养体系缺乏,是当前的基本国情。我国的行星科学建设,应顺应学科发展趋势,紧扣当今科学前沿,聚焦国家战略所需,充分发挥我国高校的基础学科优势,有规划、有计划地培养出一个专业布局合理、具有国际一流水平的人才梯队。国科大有条件、有能力、有优势率先开展行星科学一级学科建设,其科教融合办学模式适合将学科建设和人才培养与国家深空探测工程紧密结合起来,在科学研究中培养人才,以人才带动我国深空探测从工程引领向科学引领过渡。2016 年习近平总书记在“科技三会”上发出了建设世界科技强国的号召,在将我国建设成为深空探测强国与行星科学强国的过程中,深空探测工程、行星科学学科建设、行星科学人才培养等均需与国际对接,向发达国家学习,并带动“一带一路”国家共同努力,向和平利用太空和构建人类命运共同体迈进。(吴福元,中国科学院大学 中国科学院地质与地球物理研究所;魏勇,中国科学院大学 中国科学院地质与地球物理研究所;宋玉环,中国科学院地质与地球物理研究所;刘洋,中国科学院国家空间科学中心;李铁胜,中国科学院地质与地球物理研究所;孙文科,中国科学院大学;刘继峰,中国科学院大学 中国科学院国家天文台;王艳芬,中国科学院大学。《中国科学院院刊》供稿)