دكتوراه علوم الأرض في جامعة ستوني بروك

قسم علوم الأرض

باعتبارها التخصص الأساسي الذي يدرس العمليات والمواد الطبيعية للأرض، تفتخر علوم الأرض بتنوع لا مثيل له. مدفوعة بالمسائل العلمية والاجتماعية الملحة، بدءًا من الاهتمامات البيئية إلى أصل وتطور الكوكب نفسه، تشهد علوم الأرض نموًا ملحوظًا، مع فرص وظيفية ممتازة. تشمل علوم الأرض العديد من التخصصات بما في ذلك الجيولوجيا والكيمياء الجيولوجية والجيوفيزياء، وتعزز طبيعتها متعددة التخصصات الروابط الطبيعية ليس فقط مع الكيمياء والفيزياء، ولكن أيضًا مع العلوم البيئية وعلوم المواد والهندسة والبيولوجيا والمجالات الصحية. لقد أدت التطورات في التكنولوجيا والأساليب المبتكرة الجديدة إلى تحويل الدراسات العليا في العديد من مجالات علوم الأرض، ويشارك الطلاب في الأبحاث باستخدام أحدث الأجهزة والمرافق.

يمكن لطلاب الدراسات العليا الاختيار من بين برامج الدرجات العلمية مع التركيز على مجالات مختلفة في علوم الأرض. دكتوراه. و م.س. يتم تقديم البرامج القائمة على الأطروحة مع التركيز على مجالات تشمل علم الزلازل والتكتونيات، والفيزياء المعدنية والصخرية، والكيمياء البلورية، والكيمياء الجيولوجية، وعلم الصخور، والجيولوجيا الرسوبية، وعلوم الأرض الكوكبية، والجيولوجيا المائية (موصوفة بمزيد من التفاصيل أدناه). يُقدم أيضًا درجة الماجستير في تدريس علوم الأرض، مما يؤدي إلى الحصول على شهادة مؤقتة لتدريس علوم الأرض في المدارس الثانوية في ولاية نيويورك.

مجالات التركيز في الدراسات العليا والبحث العلمي

تتمثل فلسفة القسم في السعي لتحقيق التميز من خلال تركيز مبادراته البحثية في مجالات محددة من علوم الأرض. يستفيد طلاب الدراسات العليا من التركيز الأكبر ويستمتعون أيضًا بالتفاعل الوثيق مع أعضاء هيئة التدريس. أحد الجوانب المميزة للدراسات العليا في قسم علوم الأرض هو إتاحة الفرصة للبحث التعاوني، والذي غالبًا ما يشمل العديد من أعضاء هيئة التدريس. وقد ساعدت أجهزة الكمبيوتر المتطورة والمرافق المعملية والأجهزة الحديثة في القسم على تعزيز السمعة الطيبة التي اكتسبها في الأساليب الرصدية والتجريبية ومتعددة الأوجه لأبحاث علوم الأرض. توفر البرامج التعاونية مع الإدارات الأخرى والمؤسسات القريبة والمختبرات الوطنية إمكانية الوصول إلى مرافق فريدة (على سبيل المثال، NSLS).

علم الزلازل والتكتونيات وجيوفيزياء الأسطح الضحلة
التركيز الأساسي في علم الزلازل والتكتونيات هو تحديد بنية الأرض التفصيلية ثلاثية الأبعاد، من القلب إلى السطح، والدراسات ذات الصلة حول الديناميكيات التي تحرك الحمل الحراري للوشاح، وتشوه الغلاف الصخري، وتكتونية الصفائح بشكل عام. يتم التركيز بشكل خاص على البحث والتعاون متعدد التخصصات، حيث يتم دمج الاستدلالات الناتجة عن التحقيقات السيزمية والجيوديناميكية والجيوديسية مع النتائج المستخلصة من مجالات فيزياء المعادن والصخور والكيمياء الجيولوجية وعلم الصخور. تشمل مجالات التركيز المحددة في علم الزلازل البنية الأساسية الداخلية، وتباين الخواص، والتوهين، والبنية الأساسية الخارجية، والبنية الحدودية للوشاح الأساسي، وبنية الوشاح العلوي، ودراسات حركة الأرض القوية، ودراسات معلمات مصدر الزلازل، والدراسات النظرية حول انتشار الموجات الزلزالية. تشمل التحقيقات في الفيزياء التكتونية الاقتران بين الحمل الحراري للوشاح وديناميكيات الغلاف الصخري، وتطوير الحركية والميكانيكا والزلازل داخل مناطق تشوه حدود الصفائح، واستدلال تدفق الوشاح تحت الغلاف الصخري. تتضمن المشاريع الحالية استخدام بيانات الزلازل والبيانات الجيوديسية الفضائية لاستنتاج مجالات التشوه واستخدام النمذجة العددية والتحليلية والتناظرية لفهم الملاحظات الجيوديناميكية السطحية، بدءًا من الجيويد والطوبوغرافيا وحركات الصفائح والتشوهات السطحية في المقاييس العالمية والإقليمية إلى تقسيم الأرض. الإجهاد والآثار التكتونية على هوامش الصفائح المعقدة هندسيًا. تؤكد كل هذه المشاريع على استخدام البيانات السيزمية والهيكلية والجيوديسية والميدانية المتكاملة لفهم بنية وتكوين وديناميكيات باطن الأرض، فضلاً عن القوى الدافعة لحركات الصفائح وتشوهاتها. تشمل موضوعات جيوفيزياء الأسطح الضحلة المسوحات الجيوفيزيائية الميدانية للتشوه التكتوني الجليدي لرواسب لونغ آيلاند باستخدام رادار اختراق الأرض والمقاومة الكهربائية.

فيزياء المعادن والصخور
تركز الأبحاث في هذه المجالات على دراسة بنية الأرض وتكوينها، والخصائص الجيوفيزيائية لمواد الأرض، والسلوك الميكانيكي للقشرة والوشاح. من أهم الأمور التي يتم التركيز عليها هي دراسة مراحل وتجمعات الضغط العالي ودرجة الحرارة المرتفعة، خاصة تلك ذات الصلة بالوشاح. إن القياس الموقعي للخصائص المرنة، والقابلية للانضغاط، وتحديد البنية البلورية يكمل دراسات علاقات طور الضغط العالي للنماذج المقيدة لوشاح الأرض ومعادلات الحالة لمراحل الوشاح. وتشمل المشاريع المحددة تحديد سرعات الموجات فوق الصوتية للمعادن والتحديد الانسيابي لقوة المعادن عند ظروف الضغط ودرجة الحرارة لغطاء الأرض إلى أعماق تزيد عن 500 كيلومتر. ترتبط المبادرات البحثية في هذه المجالات ارتباطًا وثيقًا بأنشطة معهد الفيزياء المعدنية في ستوني بروك واتحاد NSF لأبحاث خصائص المواد في علوم الأرض [COMPRES]. تشمل المرافق المتاحة في قسم علوم الأرض ومعهد الفيزياء المعدنية معدات لقياس التداخل بالموجات فوق الصوتية، ومطيافية بريلوين، وأجهزة متعددة السندان لإجراء التجارب عند الضغط العالي ودرجة الحرارة؛ تم دمجها جميعًا مع مصادر الأشعة السينية السنكروترونية في NSLS. تتوفر مرافق كاملة لحيود الأشعة السينية أحادية البلورة والمسحوق والمجهر الإلكتروني النافذ وحيود الإلكترون. مجال آخر مهم للدراسة هو فيزياء الصخور وتدفق السوائل وميكانيكا الزلازل. يعتمد هذا البرنامج على أساس تجريبي ونظري، ويركز على الكسور الهشة، والضغط الميكانيكي للصخور المسامية، وتوطين الإجهاد، وعدم الاستقرار الاحتكاكي، والسلوك الهيدروميكانيكي. يشتمل مختبر ميكانيكا الصخور على مكبس ثلاثي المحاور، ونظام انبعاث صوتي، ومقاييس نفاذية.

كيمياء البلورات وعلم البلورات
يتمتع القسم بخلفية قوية في دراسة المواد الأرضية على المستوى الذري والجزيئي، وفي استخدام نتائج هذه الدراسات في تفسير خواص المواد المكونة للأرض من القشرة إلى اللب. مركزان للتميز، مركز العلوم الجزيئية البيئية (CEMS) ومعهد الفيزياء المعدنية (MPI)، يركزان على سلوك القشرة العليا والجزء الداخلي من الأرض، على التوالي. يستخدم كلاهما مجموعة واسعة من المجسات الهيكلية، بعضها موجود في القسم والبعض الآخر موجود في منشآت الأشعة السينية السنكروترونية الوطنية والدولية والنيوترونات. يوجد داخل القسم مرافق واسعة النطاق لحيود الأشعة السينية أحادية البلورة والمسحوق، مع إمكانية إجراء دراسات في درجات الحرارة العالية والضغط العالي في الموقع. تركز المشاريع على دراسات البنية البلورية للأكاسيد والهيدروكسيدات والكبريتيدات والكربونات والسيليكات، بما في ذلك توصيف التحولات الطورية وظواهر الترتيب والتبادل الأيوني. يوفر الوصول السهل إلى مختبر Brookhaven الوطني ومصدر ضوء السنكروترون الوطني، NSLS، فرصًا لإجراء تجارب فريدة تتطلب مصدرًا للأشعة السينية عالي الكثافة. وتستخدم مشاريع أخرى التحليل الطيفي لامتصاص الأشعة السينية لفحص البنية المحلية للمعادن، وحيود النيوترونات لدراسات المراحل المائية، والتحليل الطيفي للرنين المغناطيسي النووي للحالة الصلبة للتحقيق في البدائل الكيميائية البلورية والعيوب. ويشارك العديد من أعضاء هيئة التدريس في القسم بنشاط في تصميم وبناء الجيل القادم من خطوط الشعاع المطلوبة للضغط العالي والتحقيقات البيئية. تم تصميم هذه المرافق مع مراعاة متطلبات Stony Brook وقاعدة المستخدمين الوطنية والدولية الأوسع. ويكتمل هذا العمل بالحيود الإلكتروني باستخدام المجهر الإلكتروني النافذ التابع للقسم.

جيوكيمياء
هناك فرص واسعة للدراسات العليا والبحث في العديد من مجالات الكيمياء الجيولوجية. توجد مبادرات رئيسية في الكيمياء الجيولوجية النظائرية والعناصر النزرة، والكيمياء الجيولوجية المائية والحرارية المائية، والكيمياء الجيولوجية للواجهات المعدنية/الموائعة، والكيمياء الجيولوجية النظرية والتجريبية لأنظمة ذوبان المعادن. تتمتع جميع البرامج بأساس تجريبي قوي، والعديد منها يدمج العمل التجريبي مع الدراسات الميدانية.

تشمل مجالات البحث المحددة التي تستخدم العناصر النزرة والنظائر المشعة تطور القشرة الأثرية ودهر الحياة والتاريخ الجيولوجي للتجمعات الصخرية. تتكامل هذه مع الدراسات البترولية للأراضي الرسوبية والمتحولة والبركية في جميع أنحاء العالم. تعد الأبحاث التي تتضمن كيمياء وبنية الأسطح المعدنية للكبريتيد والكربونات من بين برامج الكيمياء الجيولوجية المائية ذات درجات الحرارة المنخفضة؛ وتشمل هذه التركيز على التحفيز الجيولوجي، والبلورة وآليات دمج العناصر النزرة، فضلا عن دور الكبريتيدات في أصل الحياة. تركز الدراسات ذات الصلة بالمجال على كيمياء السوائل في الأنظمة الحرارية المائية النشطة. تجمع الأبحاث حول ذوبان السيليكات بين الأساليب النظرية والتجريبية لتوصيف الانتواع وتوازنات ذوبان البلورات، وأيضا لفحص التنوي والنمو. تركز الدراسات التجريبية ذات الصلة الوثيقة على توازنات الطور، ونماذج المحاليل الصلبة، وتطوير مقاييس الحرارة الأرضية والمقاييس الجيولوجية، بما في ذلك التطبيقات في الدراسات الميدانية.

يستخدم العمل التجريبي والتحليلي المسبار الإلكتروني الدقيق التابع للقسم، والمجهر الإلكتروني النافذ، ومطياف كتلة التأين الحراري، وFT-IR، ومختبر موسباور، ومختبرات DCP والكروماتوغرافيا الأيونية، ومرافق حيود الأشعة السينية، و ثلاثة مختبرات تركيبية وتجريبية لعلم البترول. يستخدم العمل الإضافي مرافق في أقسام ستوني بروك الأخرى، بما في ذلك مطياف الرنين المغناطيسي النووي الموجود في قسم الكيمياء، بالإضافة إلى المرافق الموجودة في مختبر بروكهافن الوطني القريب، بما في ذلك NSLS.

علم البترول
تتراوح فرص الدراسات العليا والبحث في علم الصخور من الأبحاث على المستوى الذري، على سبيل المثال، التعامل مع بنية الزجاج، إلى الأسئلة العالمية المتعلقة بعلاقات مجموعات الصهارة بعمليات الوشاح والقشرة واسعة النطاق. تشمل المشاريع الأساليب الكيميائية الطيفية والكمية لفحص آليات الذوبان المتطاير والنواة البلورية في الذوبان والتحقيقات التجريبية لآثار الضغط ودرجة الحرارة والتركيب المتطاير على ثبات المعادن والذوبان، مع التطوير المقابل للنماذج الديناميكية الحرارية. يتم دمج العمل الميداني والمختبري في بعض الدراسات. يتم تطبيق التجارب على النيازك المريخية.

يتم دعم هذا العمل من خلال المرافق التجريبية التي تحتوي على أفران خلط الغاز ذات الغلاف الجوي المتحكم فيه، وقنابل الختم البارد، وأجهزة الأسطوانات المكبسية، وأوعية الضغط المسخنة داخليًا، بالإضافة إلى الأجهزة متعددة السندان للتجارب في درجات الحرارة والضغط العاليين شروط. تشمل المرافق التحليلية مسبارًا إلكترونيًا دقيقًا، ومجهرًا إلكترونيًا ناقل الحركة، ومطياف كتلة التأين الحراري، ومختبر موسباور، ومرافق حيود الأشعة السينية.

الجيولوجيا الرسوبية
تدمج المبادرات البحثية في الجيولوجيا الرسوبية في ستوني بروك بين الكيمياء الجيولوجية والدراسات الميدانية والبترولية والطبقية. توفر العناصر النزرة والدراسات النظائرية للصخور الرسوبية الثلاثية معلومات عن مصدرها وعمرها وتكوينها، مما يعطي نظرة ثاقبة لقضايا أوسع تتعلق بتطور القشرة الأرضية، بما في ذلك اندساس الرواسب ونمو القشرة القارية والكتلة الرسوبية وإعادة تدوير الصخور الرسوبية. تعد الصخور الكربونية وتطورها مجالًا بحثيًا مهمًا آخر يستخدم مجموعة واسعة من الأساليب. يتم دمج علم الصخور مع تقنيات التحليل الدقيق للعناصر النزرة والنظائر المستقرة والإشعاعية لإعادة بناء البيئات التحويرية والخصائص الفيزيائية والكيميائية للأنظمة الهيدرولوجية القديمة. ويتم التركيز أيضًا على النمذجة الكمية للتفاعل بين الصخور والمياه. يعد العنصر القوي في العمل الميداني أمرًا شائعًا في دراسات كل من المواد الفتاتية والكربونات. تشمل المرافق التحليلية المسبار الإلكتروني الدقيق التابع للقسم، والتصوير الضوئي والصترولومين الكاثودي ومرافق الفحص المجهري الإلكتروني، ومختبر قياس الطيف الكتلي، ومختبر موسباور، ومختبرات DCP واللوني الأيوني، ومرافق حيود الأشعة السينية، ومجموعة متنوعة من المرافق في المعهد. NSLS.

علم الكواكب
تتوفر فرص بحثية للخريجين في مجال علوم الكواكب، بما في ذلك كيمياء الكواكب وعلم الصخور، والتحليل الطيفي للكواكب، وجيوفيزياء الكواكب، وعلم الأحياء الفلكي مع التركيز الحالي على المريخ وقمر الأرض. وقد شارك العديد من أعضاء هيئة التدريس والطلاب بنشاط في مهمات الكواكب، بما في ذلك Mars Global Surveyor وMars Exploration Rovers وMars Odyssey. تتوفر المشاريع لتقييم البيانات الجيولوجية والكيميائية والطيفية والجيوفيزيائية التي تم إرجاعها من هذه البعثات وغيرها. يتم دعم أبحاث علوم الكواكب أيضًا من خلال مجموعة متنوعة من المرافق التجريبية والتحليلية. يدعم مختبر التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء الذي تم تركيبه مؤخرًا الدراسات التجريبية والتحليلية في التحليل الطيفي للانبعاث والانعكاس للمريخ والمواد التناظرية القمرية، بالإضافة إلى التحقيقات في الخصائص الطيفية الأساسية للأشعة تحت الحمراء لمجموعة واسعة من المعادن. يمكن استخدام المعامل التجريبية ذات الضغط العالي ودرجات الحرارة المرتفعة (انظر التفاصيل تحت علم البترول وفيزياء المعادن والصخور) لتقييم أصل وتاريخ الصخور النارية من الكواكب الأرضية والأقمار الصناعية الصخرية. تتوفر مختبرات تجريبية ذات درجات حرارة منخفضة ومائية حرارية لدراسة العمليات المائية القريبة من سطح المريخ وللتحقيق في القضايا المتعلقة بعلم الأحياء الفلكي. يتم دعم المختبرات التجريبية أيضًا من خلال مجموعة واسعة من المرافق التحليلية (انظر التفاصيل تحت الكيمياء البلورية وCrystalloالرسم البياني والجيوكيمياء والجيولوجيا الرسوبية)

جيولوجيا المياه
ماجستير غير الأطروحة تم تصميم البرنامج مع التركيز على الجيولوجيا المائية لمنح الحاصلين على درجة البكالوريوس. درجة في العلوم الفيزيائية أساس متين لتدريب الخريجين النظري والعملي مع التركيز على الجوانب الفيزيائية والجيوكيميائية للجيولوجيا المائية. يتم ترتيب الدورات الدراسية ومشروع البحث النهائي بإجمالي 30 وحدة دراسية للدراسات العليا لاستيعاب المهنيين العاملين، حيث يتم تدريس معظم الدورات في المساء. هذا هو برنامج درجة بدوام جزئي. ليست هناك حاجة لأطروحة رسمية. تشمل الدورات الدراسية هيدرولوجيا المياه الجوفية، والكيمياء الجيولوجية المائية، وفيزياء الصخور والتربة، والهيدرولوجيا العددية، والإحصاءات والاحتمالات، وهيدرولوجيا الملوثات العضوية. يتم ترتيب المشاريع البحثية النهائية بشكل فردي مع مشرفي هيئة التدريس وهي مصممة لمنح الطلاب الخبرة في المناهج الميدانية أو المختبرية أو النظرية.

قسم علوم الأرض

رئيس مجلس الإدارة
بريان فيليبس، مبنى علوم الأرض والفضاء 255، (631) 632-8139

مدير برنامج الدراسات العليا
دين روجرز، مبنى علوم الأرض والفضاء، 318، (631) 632-1509

منسق البرامج الأكاديمية
رينيه أندرسن

عنوان الويب
www.geosciences.stonybrook.edu

الدرجات العلمية الممنوحة
ماجستير. في علوم الأرض. دكتوراه. في علوم الأرض. حصيرة. في علوم الأرض

التطبيق
https:// Graduateadmissions.stonybrook.edu/apply/