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地球科学的简介

地球科学是以地球为研究对象的科学, 简称地学。
地球为非均质体,具有圈层结构,一 般划分为地核、地幔、地壳等内部圈层, 以及包围地球的大气圈、水圈和生物圈。 迄今为止,生物圈的研究已形成一门相当 独立的学科——生物科学。地球科学包括 以地球岩石圈为主要研究对象的地质科学, 研究大气圈的大气科学,研究水圈的水文 科学。这三个学科又包含着若干分支,如 地质科学有岩石学、矿物学、构造地质学 等; 大气科学包含气象学、气候学、农业 气候学等; 水文科学包含水文学、水力学 等。此外,地理学中的自然地理学也属于 地球科学范畴。在地球科学领域中已命名 的学科近100个,构成庞大的知识体系, 而且随着现代科学技术的飞速发展,数学、 物理学、化学、天文学、生物学的原理和 新技术广泛引进地学领域,许多新的分支 学科和边缘学科仍在不断形成、发展。如 应用物理学理论和方法研究地球物理性状 的地球物理学,它的研究领域已从地壳扩 大到大气层、电离层和地球深部的物理过 程,成为地球科学中一门重要的新兴学科。
地球科学的研究历史可追溯到远古时 代,人类为了生存和求得进步发展,不仅 要广泛索取岩石、土壤和水等地球物质, 还要关心周围的自然环境,注意火山、地 震、风暴和洪水等自然现象。在生产生活 实践中,逐渐积累了大量有关地球的感性 认识和经验,并进行初步概括总结。如我 国2000多年前的 《尚书 ·禹贡》 篇就对中 华大地的山川、土壤、动植物和12种矿物 作过描述; 古希腊也在公元前300多年, 出现了乔菲司蒂斯的地学专著 《石头记》。 当然,这些记述仅仅是地学思想的萌芽, 以后随着世界资本主义经济的产生和发展, 才建立起现代地球科学体系。
地球科学来源于人类生活和生产实践, 又广泛服务于人类社会生活各个领域。工 农业生产、交通运输、水利建设、城市建 设、国土整治、国防建设,以及人体保健 等方面的问题,无一不和地球科学密切相 关,地球科学研究的目的可归纳为兴利、 除弊两个方面。兴利方面。人类一切生活 资料和生产资料都取自地球,但地球科学 的任务不仅是满足人们对自然资源的索取, 更重要的是改造和合理利用自然资源,保 护人类赖以生存的自然环境,使地球资源 更好地为人类服务。除弊方面。人类居住 的地球并不是十全十美的理想世界,在近 50亿年的地球历史上,曾发生过多次来自 地球本身或外来的巨大灾变,使若干生物 种属骤然灭绝。至今,仅地震、火山、风 暴、海啸、干旱、洪水、泥石流等自然灾 害,每年都要夺去难以计数的生命和物质 财富,而且造成环境的污染和生态平衡遭 到破坏。因此,整治国土、防治自然灾害、 保护环境等艰巨任务,就落到地球科学的 肩上。
地球科学任务繁重,以记述为主的工 作方法已不能胜任。现代地球科学的研究 方法、手段,以及各分支学科不尽相同, 但有以下基本共同点: (1) 地球科学十分 重视野外实际调查。通过现场观察可直接 认识各种自然现象的基本特征和发展过程, 或根据观察资料作出科学推断。新技术、 新方法的引用大幅度提高获取地球信息的 数量和速度,目前,借助电子显微技术已 深入 “观察” 到微观领域; 遥感技术扩大 了观察地球的宏观视野; 地球物理、地球 化学和深钻技术,把观察空间引向地球深 部; 航天技术使地球外层空间的观察变成 现实。(2) 实验研究法是地球科学各学科 的薄弱环节。地球事物涉及的条件复杂多 变,作用规模大,过程时间长,难以模拟 再现。在很长时期内,地球科学的模拟实 验局限于水流作用、河床演变和霜雾雨露 等自然过程。近来,由于电子计算机技术 的推动,由物理模拟发展为数学模拟,能 近似地模拟岩浆作用等较复杂的自然过程。 实验研究法是野外调查的补充,可检验、 修正根据调查总结的自然过程的规律及相 关的理论和假说。(3) 研究地球事物宜采 取综合性方法,殊途同归的结论更接近客 观真理。目前地球科学的发展趋向于把地 球作为一个整体,以系统论、控制论、信 息论的观点进行综合研究,各分支学科之 间相互渗透,理论和成果相互为用,、甚至 承担开发资源、防治灾害、保护环境的共 同课题。在空间方面,超越区界、国界, 进行区域性、世界性携手合作,探讨地球 有关课题的活动非常活跃。
地球科学的研究具有无限广阔的领域。 迄今就世界范围来说,各分支学科的发展 并不均衡,各个国家的进展也不一致,地 球科学的一些重要理论和规律也都在不断 地发展。因此,在地学领域中到处都有发 现新事物、发展新思路、开辟新领域的可 能性。

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