地球科学

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著名的地球照片蓝色弹珠

地球科学是指一切研究地球科学,是行星科学的专门分支。各学科通常会以物理地理地质气象数学化学生物的角度研究地球。它和人类的生活息息相关,人们手上所戴的黄金饰品和钻石,都是来自地球的矿产资源;盖房子所用的砂、石、水泥,其原料也是来自地球;所吃的鱼虾,大都取自海洋;气温的变化影响生活甚巨;天体的运行,也时时刻刻影响着我们。因此,地球科学是一门很基础、很重要的的学科。

地球科学的范围很广,涵盖地质学、海洋学、气象学和天文学等领域。地质学在探讨地球的历史与各部分组成,包括其演化和各种矿学、岩石以及矿产的分布;海洋学在研究海水的运动、海水的物理与化学性质及海底地形;气象学在分析大气的组成、构造和运动;而有关地球起源、太阳系的形成和天体的运动变化,乃至宇宙的演化,均属天文学的研究范围。以陨石撞击地球为例:高温高压撞击地球的结果,势必引起地形与地质的变化;飞扬在大气中的粉尘微粒会遮蔽阳光,大气和海水温度因而降低。因此,看似简单的天文事件,却引起地质、气象和海洋的变化,可见各领域关系密切、环环相扣。

学科特性[编辑]

岩石也属于地球科学的研究范围,图为中国福建沿海的南碇岛

地球科学具有注重野外调查、时空范围、强调地域特性和广大的整合性,分述如下:

强调野外调查或观测[编辑]

野外调查或观测是研究地球科学的首要工作,调查岩层分布、记录天气变化、观察潮汐起落和观测星星、月亮、太阳等,都属野外调查。经过详细的观察、分析、归纳,整理出地球科学的理论。所以,野外调查为研究地球科学最基本的工作。

有些大自然的变化,所进行的时间很长,影响范围很广。如果学者想在实验室模拟自然界的现象时,便受到很大的限制。所以他们常在户外进行调查,所需要的时间,通常是非常久的。

时空尺度范围广大[编辑]

地球科学探讨事物所用的时空尺度范围很广,地表的天气现象分秒之间瞬息万变,所用的时间单位小至分、秒;而星球从诞生到灭亡的过程,则以数亿年计,因此时间尺度从秒、分、时乃至数亿年,皆有例可寻。而在电子显微镜下观察,矿物晶体中各原子间的距离较适合以Å来表示,但各星系的距离却可远达数百万光年以上。可见,空间尺度所涵盖的范围也是近乎无所不包。

重视地域性[编辑]

地球科学有非常强的地域性,例如台湾由于位在第一大洋太平洋和世界第一大陆块欧亚大陆之间,所以天气变化多端。而中国大陆的天气相对而言,便非常稳定。

整合性[编辑]

地球科学是一门“上通天文,下知地理”的学科,举凡人们脚下所踩的土地,分秒所呼吸的空气,和我们生活息息相关的海洋以及朝夕相处的星星、月亮、太阳、乃至整个宇宙,都是研究的对象。科学家用各种理论来研究地球,例如,数学帮助计算彗星的运动轨迹、气团的移动和地震的规模;物理学用来研究地球的重力场、星体间的引力作用、锋面或洋流的移动;借由化学知识,可以分析岩石的化学组成;而生物学的原理,则帮助了解化石所隐含的意义,更进而建立演化的架构。所以地球科学是一门整合性的学科。

研究领域[编辑]

地球圈层[编辑]

Earth-crust-cutaway-chinese.png

地球科学中普遍将地球分为四个领域:岩石圈地圈英语Geosphere)、水圈大气圈生物圈; 分别对应于地球的岩石空气生命。 此外还包括冰雪圈(对应于),是水圈的一部分;土壤圈(对应于土壤),是岩石圈的最外层。

领域种类[编辑]

地球科学分支[编辑]

地球科学分支与相关交叉学科。

自然地理学[编辑]

地质学[编辑]

地球化学[编辑]

  • 同位素地球化学(Isotope geochemistry)
  • 岩石地球化学(Petrogeochemistry)
  • 水文地球化学(Hydrogeochemistry)
  • 有机地球化学(Organic geochemistry)
  • 勘查地球化学(Exploration geochemistry)
  • 宇宙化学(Cosmochemistry)

地球物理学[编辑]

土壤科学[编辑]

海洋科学[编辑]

大气科学[编辑]

太空科学[编辑]

天文学[编辑]

生命[编辑]

系统[编辑]

  • 地球系统科学(Earth system science)
  • 系统地质学(Systems geology)
  • 系统生态学(Systems ecology)
  • 环境科学(Environmental science)

参见[编辑]

参考文献[编辑]

外部链接[编辑]