第一章地球科学概论（）

地球科学概论孙立广中国科技大学地球与空间科学学院本堂课内容地球科学的目标为什么学习“地球科学概论”地球科学的科学位置与框架应用地球科学地学发展简史地球科学发展趋势中国地球科学的发展现状环境科学“十五”期间优先资助领域极地科学1.

地球科学的目标四大起源问题判断：求知欲与生存的需要

学科建设：在边缘上寻找生长点“问题地球科学”2.

为什么学习“地球科学概论”基本素质的需要

宏观更宏微观更微，“拆0”与

“组装”建立科学的思维方式值得一学吗？认识.关心.重建.拯3.

地球科学的科学位置与框架科学的概念致知在格物，格物而后知玉.---《礼记.大学》天演论－严复将science译为科学。什么是科学？什么是科学？·百科全书：科学是对现实世界规律的不断深入认识的过程。·爱因斯坦：设法将我们杂乱无章的感觉经验加以整理，使之符合逻辑上前后一致的系统。·李政道：科学是对自然现象的准确抽象。框架GEO.PHYSI.CHEMI.BIO.地球化学地球物理物理化学生物化学生物物理古生物古气候地球科学框架

固体地球科学：地质学，地球物理学，地球化学，大地测量学

大气科学：大气物理，大气化学，大气动力学海洋科学土壤科学环境科学C.S.H

Composition(组成):岩石学.矿物学.地球化学.同位素地球化学.

Structure(构造)：地球物理学.构造地质学.全球构造.

History(历史)：地史学.古生物学.全球变化.4. 应用矿床学工程地质学地震地质学环境地质学5.

地学发展简史1735年Geology-----1790

课堂水火不相容：

Hutton

－火成论Werner－水成论均变与灾变：C.lyell

1830《地质学原理Cuvier(灾变论)固定论与活动论：ЪелоусовWilson学术论争√学术论争的必要性√非学术论争的不必要性6.

地球科学发展趋势全球化趋势：GIS

数字地球观测网络

数据共享层圈无国界

相互关联的整体系统

多学科跨部门的综合研究：国际性研究计划世界气候研究计划（WCRP）国际地圈生物圈计划（IGBP）全球环境变化的人类因素计划（HDP）国际岩石圈计划（ILP）深海钻探计划/大洋钻探计划（DSDP/ODP）全球海洋生态系统动力学研究（GLOBEC）世界大洋环流实验计划（WOCE）学科之间的交叉:2.7K,质子加速器

界面过程的研究:Sr/Ba,海-气交换，水岩，冰上、冰下深度GaSr/Ba6.

地球科学发展趋势(续)研究功能－社会服务（研究功能的动力）:找矿，社会型，环境型，气象计划关键区域：南北极，青藏高原，黄土高原，洋脊，地幔热柱，大陆架和大陆内部的碰撞带典型现象：厄尔尼诺，酸雨，臭氧空洞，海平面变化，洋底锰结核，黄土，温室效应CO2280-353ppm

(1800-1990)N2O

285-315ppbv

(1800-1999)CH4

0.7-1.72ppm (1800-1990)6.

地球科学发展趋势(续)从数值模拟向预测发展高新技术的应用:遥感，深部探测非线性应用：0.618在地学上的局限性微观地球科学：电镜，隧道电子显微镜，分子生物学，纳米科学，同步辐射加速器，质子加速器。地球科学的革命——板块构造有待微观地

球科学的发展：分子古生物学，结构矿物学，纳米环境地球化学，元素和同位素地球化学

等。6.

地球科学发展趋势(续)行星科学，月球地质学与空间发展计划协调人与自然关系：环境地质，环境地球化学，环境工程地质三门峡大坝的警示作用15.3亿吨（1960），淹地25万顷，50亿吨（1962）黄万里 ----小人物：温善章（1956）758事件板桥.石漫滩水库.6亿m37.

中国地球科学的发展现状8.

环境科学环境科学的研究对象是与人类活动有关的自然环境质量的变化，环境科学是探讨人类社会生态与自然生态的相互作用与平衡的科学。自

然

科

学 社

会

科

学 技

术

科

学数学.物理学.化学.天文学.地学.生物学经法管政教社史心情统济学理治育会学理报计学 学

学

学

学 学

学学给动公土机矿电材医排

力

共

木

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料学水

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科

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程

生

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工程环境科学环环环环环环环环环环环环环环境境境境境境境境境境境境境境物化地生医经法管教科心情统工理学学物学济学理育学理报计程学学学学学史学学学学环环环污环环境境境染境境声分地生毒经学析质态理济化学学学生学环境系统工程态学环境科学及与其它学科间的关系9.

地球科学的优先发展领域全球变化及其区域响应地球环境与生命过程天气、气候系统的物理动力学大陆动力学区域可持续发展日地空间环境与空间天气⑺地球系统探测新原理与新技术10.

极地科学全球变化海平面变化；气候与生态演变；距今年龄(年)增多·

1500年海豹数量与环境演变海豹数量海冰

面积企鹅生态模型ABabcSeacoastPassagePassage（a）（b）（c）The

mud

of

penguin

droppingsThe

clay

with

rotten

mossesBlack

clay

impacted

by

penguindroppings

with

little

moss

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4c南极海豹毛中的古文明记录a①