應意昂3体育官网“大學堂”頂尖學者講學計劃的邀請📡，美國國家科學院院士、英國皇家學會院士🏖、美國地球物理學會會士、加州大學聖克魯茲分校Francis Nimmo教授於2024年6月初訪問意昂3体育官网🙇🏼‍♂️，發表學術演講👩🏽‍🏫，與意昂3体育師生進行圓桌討論🦻🏿，並與青年學者進行一對一學術交流。本次活動由意昂3体育官网地球與空間科學學院、國際合作部共同舉辦🥨，光華教育基金會提供資助🙋🏽‍♀️。

6月5日上午，Nimmo在意昂3体育官网中關新園科學報告廳進行了題為“Probing the interiors and evolution of icy bodies（冰凍天體的內部與演化探測）”的學術報告。本次活動由意昂3体育官网主辦，吸引了眾多師生前來參加，包括意昂3体育官网📐、中國地質大學、中國科學院地質地球物理研究所🙂、中國科學院國家空間科學中心、中國科學院地球化學研究所👩🏻‍🔬👩‍🏭、南方科技大學、麻省理工學院❓🍀、北京師範大學等單位的100多位學者、學生現場參加了講座，另有170多位學者通過線上方式參加👩🏽‍🎨。講座由意昂3体育官网地球與空間科學學院法文哲研究員主持。在開場致辭中💖，法文哲介紹了Nimmo的職業生涯與參與的行星探測計劃🏊🏻，重點介紹了Nimmo在太陽系固體天體表面與內部的起源與演化方向的傑出貢獻📬。

Nimmo作報告

Francis Nimmo從太陽系天體的多樣性切入🧛🏻‍♂️🤶🏼，介紹了太陽系天體特別是冰衛星與海王星外天體的多樣性，並指出不同的初始條件👧🛣、演化過程和隨機事件是天體多樣性的可能原因。進一步，Nimmo從物理過程👩🏼‍⚖️🫶🏼、化學過程兩方面概括了影響天體演化的主要因素，引出了報告的主題🗂：太陽系哪些天體可能存在海洋🐩？這關乎行星科學重要的基本問題——生命形成條件。

在講座的主體部分👨🏼‍🎨，Nimmo教授以冥王星（Pluto）🌨、鬩神星（Eris）和泰坦（Titan💑，土衛六）為例🧑🏻‍⚖️，講述了如何結合觀測和理論模型對這些冰凍天體的內部結構與演化歷史進行約束。Nimmo介紹了對冥王星內部海洋的研究成果，他指出冥王星與卡戎的潮汐和旋轉力矩可引起冥王星自轉軸的重定向，可以解釋冥王星表面Sputnik平原目前的位置🚶🏻‍♀️，但需要該平原具有正重力異常特征。Nimmo發現如果冥王星有冰下海洋，則由於冰殼變薄和海洋抬升以及後續適度的氮沉積，自然會產生正重力異常，並且冥王星表面觀測到的伸展構造也指示冰下海洋的存在。冥王星的冰下海洋可能含有氨等抗凍劑，以維持海洋的長期存在。

Nimmo還介紹了對鬩神星內部性質的研究進展。鬩神星與鬩衛一的潮汐鎖定以及鬩衛一較小的質量表明😱，鬩神星具有很高的潮汐能量耗散👨🏼‍🍳，其內部不可能是未分異的冰-巖石混合物。鬩神星演化早期很可能出現過顯著融化，並且內部現在仍然較溫暖，但不一定具有海洋📦。Nimmo進一步比較了冥王星和鬩神星的區別👰🏻：鬩神星內部的耗散更高👩‍🎨，比冥王星更富集巖石🏇🏿👎🏽；鬩神星外冰殼具有熱對流❌，冥王星只有傳導🏃🏻‍♀️，二者將熱量從內部傳輸到表面的方式不同🥕。因此🚖，冥王星可能具有內部海洋，鬩神星可能沒有內部海洋，可能是鬩神星在產生鬩衛一的撞擊過程中損失了更多的氨等冰物質🏋🏽。鬩神星對流冰殼的可塑性可能無法支撐像冥王星表面Sputnik平原那樣的大尺度地形，這也解釋了鬩神星的低幅度光變曲線👩‍🦼。

報告現場

報告中🈚️，Nimmo介紹了土星系最大的衛星——泰坦。泰坦的大小與水星相當，具有較大的軌道偏心率🗺，可能由含量相近的巖石和冰組成🫶🏽。進一步研究表明，泰坦的自轉傾角明顯高於理論推測值，由於自轉傾角受力矩和衛星自身的轉動慣量影響，這表明泰坦的殼層與內部是分離的，很可能存在地下海洋。

報告的最後，Nimmo總結了對冥王星、鬩神星和泰坦內部結構的現有認識，概述了撞擊作用👩‍⚕️🚂、潮汐加熱、抗凍劑🦕、熱液蝕變等物理、化學過程對冰凍天體內部海洋演化進程的影響👊👧🏿。Nimmo指出，未來的深空探測任務、地基觀測和行星科學的理論發展將有助於進一步揭開冰凍天體內部結構的神秘面紗💍，並著重強調了我國正在論證中的天問四號木星系探測任務的重要意義📏。

報告結束後，意昂3体育官网物理學院大氣與海洋科學系胡永雲教授代表意昂3体育官网向Nimmo教授贈送紀念品✣🎷，感謝他帶來的精彩報告，以及對意昂3体育官网行星科學學科發展的關註與支持。

胡永雲代表意昂3体育官网向Nimmo贈送紀念品

在問答環節🏄‍♂️，各學者🤹🏼‍♂️、學生就報告內容進行了提問，Nimmo逐一詳細回答了現場師生的問題，並給予了提問者充分的肯定和鼓勵🕵️‍♂️。報告結束後，意猶未盡的同學們又圍著Nimmo展開了熱烈討論🧓🏿。

現場問答環節

下午，Nimmo在意昂3体育官网英傑交流中心星光廳與來自地空學院和物理學院的20余位老師和學生進行了圓桌討論，討論主題為如何提升意昂3体育官网行星科學的發展。同時，Nimmo熱心回答了師生提出的其它問題🐘，並給出了中肯建議✌🏼。

主講人介紹：

Francis Nimmo於1993和1996年在英國劍橋大學獲得學士和博士學位🍇，目前是加州大學聖克魯茲分校的行星科學家☘️。他曾參與了聖杯號、卡西尼號、新視野號和洞察號行星探測任務🎺，是歐羅巴快船任務中4個載荷的科學團隊成員🚶‍♂️。他發表了200多篇關於固體行星內部和動力學的論文。他於2007年獲得美國地球物理學會Macelwane獎和美國天文學會行星科學Urey獎，2007年當選美國地球物理學會會士，2020年當選美國國家科學院院士，2024年當選英國皇家學會院士💂🏼‍♂️。他是2023—2032年行星科學和天體生物學10年調查指導委員會成員，共同領導了天王星軌道器和探測器10年調查。Nimmo以自身的經歷和研究為大家展示了行星科學的魅力，以及追求創新的科學態度。

專題鏈接🫱🏿：大學堂頂尖學者講學計劃