地球动力学旨在利用基本的物理和化学规律来统一不同学科的观测，并提供时空连续的地球演化场景。我目前对两个方面感兴趣。一个是反演地球地幔和岩石圈的物质性质，状态和演化历史;另一个是利用地球动力学模型(model)和仿真(simulation)提供可能的定性和定量预测。

《地球动力学基础》

本课程首先介绍地球动力学的基本研究思路与方法；之后，对地球的内部结构、热状态、形状与重力场等进行了简单的介绍，并穿插地介绍了板块构造与地幔柱、地幔对流、岩石圈板块挠曲模型、断层作用等重要地球动力学模型。

《计算地球动力学》

地球是活动的行星，它的动力学过程直接导致和影响了现今的石油、煤炭等自然资源和地震、火山等自然灾害的分布。构造学和地球动力学是两门分别从地质学和地球物理学角度研究地球的动力学过程及其机理的学科。模型将两个学科串联了起来，并在两门学科中起关键性的角色。经过几十年的发展，计算地球动力学已经在综合地质、地球物理、及地球化学数据来构建动力学模型并形成对地球与行星热化学演化的统一理解方面发挥了重要的作用。本课程将以模型作为主要对象，在介绍全球及中国区域大地构造格局的基础上，穿插地介绍计算地球动力学的基本建模方法及基本软件的使用。通过该课程的学习，学生将了解如何利用大地构造学软件GPlates进行板块重构，并能利用地球动力学软件Underworld 构建简单的地幔热化学演化、板块俯冲、碰撞造山、裂谷盆地等数值模型。

课程大纲及作业样例参考以下链接：

https://ess.sustech.edu.cn/Case-detail-id-50.html

1：

基于地球动力学模拟及对照实验，重新阐释了导致东亚及南美中生代以来构造演化巨大差异的一级控制因素。

2：

我们首先提供地球动力学模型统一东北亚新生代主要构造和岩浆事件的时空演化。之后，通过对照实验我们分析了控制该区域构造演化的主要因素，包括：（1）边缘海是否打开决定着俯冲板片在东亚下方转换带内能否滞留；（2）地质记录提供的边缘海形成年龄，限制了东北亚地区下方转换带内的大范围滞留板片(stagnant slab)形成时间晚于30 Ma； （3）指出日本海的扩张可以阻止自身的进一步扩张并且转换带内滞留板片的发育促进了贝加尔湖区域晚中新世之后的快速张裂。

3：

通过构建符合区域板块重构的地幔对流模型再现了地震学观测的伊豆-小笠原俯冲带主应力方向和板片形态变化，揭示数百万年的板块构造和地幔对流强烈地影响了几秒钟内发生的深震的位置和震源机制。

4：

揭示先前停滞在东南亚南部下方转换带内的板片在早中新世穿过660千米相变面进入下地幔。这一不稳定过程引发了早中新世之后一系列的区域构造事件。

5：

通过对合成数据、地球重力场和大地水准面的详细分析，指出利用目前的高精度但分布稀疏的数据可以有效恢复长波长动力地形，解决了数十年来动力地形观测和模型的不一致问题。

6：

更新了传统的Powell反演方法，使其能够快速地获得反演问题的全局最优解和敏感性分析。系统地反演了地幔粘度的横向变化。该工作表明低温的板片俯冲导致的地幔混合效率可能比先前认为的低很多。

7：

揭示地幔底部热化学异常的存活时间并不一定随其粘度而单调变化。一个高粘度的热化学异常（这或许是可能的）可以阻止沿着CMB的水平流动并将其转化为上涌流，形成热柱（Yang and Fu，2014，PEPI）。地幔柱可侵蚀大陆岩石圈底部，在板块运动方向下游形成隐蔽的低地震波速走廊（Yang and Leng，2014，EPSL）。

8：

编写程序利用Moho面数据及地表地形数据反演中国区域岩石圈有效弹性厚度(effective elastic thickness)。