地球科學(xué)概論緒論第1頁(yè)/共109頁(yè)地球科學(xué)簡(jiǎn)稱地學(xué)

六大基礎(chǔ)自然科學(xué)--

數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、

天文學(xué)、地學(xué)、生物學(xué)。2第2頁(yè)/共109頁(yè)一、地球科學(xué)的研究對(duì)象和研究?jī)?nèi)容3第3頁(yè)/共109頁(yè)

4第4頁(yè)/共109頁(yè)生物的起源與演化、生物體與地球環(huán)境之間的關(guān)系以地球?yàn)檠芯繉?duì)象

地球表面形態(tài)和固體地球本身氣體-大氣圈水體-水圈5第5頁(yè)/共109頁(yè)地球科學(xué)：是系統(tǒng)研究地球物質(zhì)的組成、運(yùn)動(dòng)、時(shí)空演化及其形成機(jī)制的科學(xué)。6第6頁(yè)/共109頁(yè)

地球科學(xué)--理論性與應(yīng)用性并重的科學(xué)。理論性--揭示自然界奧秘與規(guī)律。為人類利用、適應(yīng)和改造自然提供科學(xué)的方法論。應(yīng)用性--隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，地球科學(xué)的研究領(lǐng)域也不斷地深入和擴(kuò)展逐漸形成日臻完善，多學(xué)科的綜合性學(xué)科體系。科學(xué)分支--地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)、地理學(xué)、氣象學(xué)、水文學(xué)、海洋學(xué)、土壤學(xué)、環(huán)境地學(xué)等學(xué)科。7第7頁(yè)/共109頁(yè)

地質(zhì)學(xué)（geology）:研究的對(duì)象是固體地球。主要是研究固體地球的表層——地殼或巖石圈。地質(zhì)學(xué)的研究?jī)?nèi)容主要包括固體地球（重點(diǎn)是地殼或巖石圈）的物質(zhì)組成、內(nèi)部構(gòu)造和形成演化歷史。8第8頁(yè)/共109頁(yè)理論研究

(1)研究地球的物質(zhì)組成方面的學(xué)科：結(jié)晶學(xué)、礦物學(xué)、巖石學(xué)等。

(2)研究地球內(nèi)部構(gòu)造方面的學(xué)科：構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、構(gòu)造物理學(xué)、區(qū)域構(gòu)造學(xué)、地球動(dòng)力學(xué)等。

(3)研究地球的形成演化方面的學(xué)科：古生物學(xué)、地層學(xué)、地史學(xué)、古地理學(xué)、地貌及第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)等。9第9頁(yè)/共109頁(yè)應(yīng)用研究研究地下資源:礦床學(xué)、石油地質(zhì)學(xué)、煤田地質(zhì)學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)等；研究地質(zhì)與人類生活環(huán)境及災(zāi)害防護(hù):工程地質(zhì)學(xué)、環(huán)境地質(zhì)學(xué)、地震地質(zhì)學(xué)等。此外還有一系列的邊緣學(xué)科。10第10頁(yè)/共109頁(yè)二、地球科學(xué)的研究方法11第11頁(yè)/共109頁(yè)研究方法取決于研究對(duì)象的特點(diǎn)。地球作為其研究對(duì)象主要有以下特點(diǎn)

(1)空間的廣泛性與微觀性

(2)整體性與分異性(或差異性)(3)時(shí)間的漫長(zhǎng)性與瞬間性

(4)自然過(guò)程的復(fù)雜性與有序性（5）地球的封閉性與開(kāi)放性12第12頁(yè)/共109頁(yè)13第13頁(yè)/共109頁(yè)14第14頁(yè)/共109頁(yè)15第15頁(yè)/共109頁(yè)16第16頁(yè)/共109頁(yè)17第17頁(yè)/共109頁(yè)18第18頁(yè)/共109頁(yè)地球科學(xué)的研究方法取決于研究對(duì)象的特點(diǎn)。地球作為其研究對(duì)象主要有以下特點(diǎn)

(1)空間的廣泛性與微觀性

(2)整體性與分異性(或差異性)(3)時(shí)間的漫長(zhǎng)性與瞬間性

(4)自然過(guò)程的復(fù)雜性與有序性（5）地球的封閉性與開(kāi)放性19第19頁(yè)/共109頁(yè)

地球科學(xué)特點(diǎn)：

(1)全球性和地域性

(2)時(shí)空尺度的差異性

(3)理論與實(shí)踐的密切結(jié)合性

(4)研究方法和研究?jī)?nèi)容的多學(xué)科性20第20頁(yè)/共109頁(yè)資料收集

(1)野外調(diào)查

(2)儀器觀測(cè)、大地測(cè)量

(3)航空、航天和遙感技術(shù)

(4)實(shí)驗(yàn)室分析、測(cè)試與科學(xué)實(shí)驗(yàn)21第21頁(yè)/共109頁(yè)野外調(diào)查獲取野外第一手資料是地球科學(xué)研究的起點(diǎn)和基礎(chǔ)。22第22頁(yè)/共109頁(yè)23第23頁(yè)/共109頁(yè)24第24頁(yè)/共109頁(yè)25第25頁(yè)/共109頁(yè)26第26頁(yè)/共109頁(yè)27第27頁(yè)/共109頁(yè)28第28頁(yè)/共109頁(yè)儀器觀測(cè)儀器觀測(cè)可獲得有關(guān)地球的定量參數(shù)及地球的深部信息

29第29頁(yè)/共109頁(yè)30第30頁(yè)/共109頁(yè)31第31頁(yè)/共109頁(yè)32第32頁(yè)/共109頁(yè)33第33頁(yè)/共109頁(yè)34第34頁(yè)/共109頁(yè)35第35頁(yè)/共109頁(yè)36第36頁(yè)/共109頁(yè)航空航天技術(shù)的應(yīng)用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)航空航天遙感技術(shù)37第37頁(yè)/共109頁(yè)美國(guó)：GPS俄羅斯：格洛納斯歐洲：伽利略中國(guó)：北斗38第38頁(yè)/共109頁(yè)39第39頁(yè)/共109頁(yè)第40頁(yè)/共109頁(yè)41第41頁(yè)/共109頁(yè)42第42頁(yè)/共109頁(yè)43第43頁(yè)/共109頁(yè)44第44頁(yè)/共109頁(yè)未來(lái)對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系45第45頁(yè)/共109頁(yè)實(shí)驗(yàn)室分析分析巖石礦物的化學(xué)成分探測(cè)巖石礦物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)測(cè)定年齡46第46頁(yè)/共109頁(yè)流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r

312.9±1.7Ma第47頁(yè)/共109頁(yè)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)迅速編繪反映動(dòng)態(tài)變化的圖件模擬演化過(guò)程數(shù)字地球(DigitalEarth)48第48頁(yè)/共109頁(yè)第49頁(yè)/共109頁(yè)50第50頁(yè)/共109頁(yè)51第51頁(yè)/共109頁(yè)傳統(tǒng)的野外記錄本大量描述性信息與素描圖傳統(tǒng)野外25萬(wàn)區(qū)調(diào)數(shù)據(jù)采集現(xiàn)狀第52頁(yè)/共109頁(yè)數(shù)字填圖發(fā)展現(xiàn)狀第53頁(yè)/共109頁(yè)RGMAP圖6-16民和三唯可視化地球化學(xué)數(shù)據(jù)處理地質(zhì)人員可以自覺(jué)的利用平臺(tái)進(jìn)行不同目標(biāo)的地質(zhì)內(nèi)容研究第54頁(yè)/共109頁(yè)123地球系統(tǒng)的三個(gè)觀測(cè)平臺(tái)55第55頁(yè)/共109頁(yè)地球科學(xué)研究的工作方法

(1)資料收集

根據(jù)所要研究和解決的問(wèn)題，盡可能客觀、詳盡和系統(tǒng)地收集各種有關(guān)的數(shù)據(jù)、樣品和其它資料。資料的來(lái)源包括詳細(xì)的野外調(diào)查、儀器觀測(cè)和收集已有的各種資料等。

(2)歸納、綜合和推論

對(duì)收集的資料進(jìn)行加工整理、歸納、綜合，利用地球科學(xué)的研究方法和原理，作出符合客觀實(shí)際的推論。

(3)推論的驗(yàn)證

通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐或科學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)或檢驗(yàn)推論，并在實(shí)踐的過(guò)程中不斷地修正錯(cuò)誤，總結(jié)規(guī)律。56第56頁(yè)/共109頁(yè)現(xiàn)實(shí)主義原理（將今論古或歷史比較法）

現(xiàn)在是了解過(guò)去的鑰匙－英國(guó)地質(zhì)學(xué)家萊伊爾

(C.Lyell,1791～1875)資料的綜合分析、歸納、推理57第57頁(yè)/共109頁(yè)三、地球科學(xué)的研究意義58第58頁(yè)/共109頁(yè)（一）理論意義：

地球科學(xué)承擔(dān)著揭示整個(gè)地球的形成、演變規(guī)律的科學(xué)使命。當(dāng)代自然科學(xué)的一些重大基本理論問(wèn)題：天體的起源、生命的起源等問(wèn)題的解決也與地球科學(xué)密切相關(guān)。地球科學(xué)的研究對(duì)人類正確地認(rèn)識(shí)自然界、建立辯證唯物主義世界觀起著重要作用。對(duì)整個(gè)自然科學(xué)的發(fā)展也具有促進(jìn)和推動(dòng)作用。59第59頁(yè)/共109頁(yè)超越自然科學(xué)本身現(xiàn)代地球科學(xué)已經(jīng)超越其自然科學(xué)范疇，與人類文化、文明的形成相結(jié)合，形成“大科學(xué)體系”

青藏高原的形成-人類文明的蘊(yùn)育-人類文化的形成有著某種內(nèi)在的聯(lián)系。60第60頁(yè)/共109頁(yè)61探索月球探索宇宙第61頁(yè)/共109頁(yè)62第62頁(yè)/共109頁(yè)

(二）實(shí)際與應(yīng)用的意義:

尋找、開(kāi)發(fā)和利用自然資源保護(hù)和改善自然環(huán)境預(yù)報(bào)和減輕自然災(zāi)害

63第63頁(yè)/共109頁(yè)64第64頁(yè)/共109頁(yè)65第65頁(yè)/共109頁(yè)66第66頁(yè)/共109頁(yè)67第67頁(yè)/共109頁(yè)南津關(guān)三斗坪三峽壩址選擇68第68頁(yè)/共109頁(yè)69第69頁(yè)/共109頁(yè)70第70頁(yè)/共109頁(yè)71第71頁(yè)/共109頁(yè)72第72頁(yè)/共109頁(yè)73第73頁(yè)/共109頁(yè)地球科學(xué)歷史與未來(lái)

(一)古代地球科學(xué)知識(shí)的萌芽與積累

(1７世紀(jì)以前）1、中國(guó)

《禹貢》、《山海經(jīng)》、《管子》成書于春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)代（公元前770-221年)《水經(jīng)注》（512-518）?！秹?mèng)溪筆談》——百科全書式的著作（沈括，1031-1095）。74第74頁(yè)/共109頁(yè)《徐霞客游記》——考察紀(jì)實(shí)型著作《天工開(kāi)物》——礦床及其開(kāi)采方法的專著

我國(guó)古代地球科學(xué)思想、理論、實(shí)踐、成就當(dāng)局世界前列。

為什么近代地球科學(xué)的一些主要學(xué)科沒(méi)能在中國(guó)這片沃土上誕生？75第75頁(yè)/共109頁(yè)(一)古代地球科學(xué)知識(shí)的萌芽與積累

(1７世紀(jì)以前）2、國(guó)外古代地質(zhì)知識(shí)的萌芽與積累主要集中在歐洲(1)古希臘學(xué)者:畢達(dá)哥拉斯(約公元前571-497年)亞里士多德(公元前384-342年)狄?jiàn)W弗拉斯特(公元前370-287年)76第76頁(yè)/共109頁(yè)(2)古羅馬:斯特拉波(Strabo,公元前63-公元20年)——《地理學(xué)》論及化石、海陸升降、火山、地震、河流的搬運(yùn)與沉積作用等。老普里尼（PlinytheElder）——《自然史》（77年）對(duì)礦物進(jìn)行專門論述，包括當(dāng)時(shí)使用的各種礦物、建筑用石材、礦石及礦床、采礦及冶金方法等。西尼卡（Seneca）——《自然問(wèn)題》論述了地震、地下水和地面水問(wèn)題，認(rèn)識(shí)到河流對(duì)山谷的侵蝕作用。77第77頁(yè)/共109頁(yè)（3）14-16世紀(jì)的“文藝復(fù)興”時(shí)期：哥倫布、麥哲倫等（14-16世紀(jì)）相繼環(huán)球航海成功——地球是球形、對(duì)大陸和大洋的輪廓有了初步的了解。哥白尼——《天體運(yùn)動(dòng)》（1530-1540年）——達(dá)·芬奇（1452-1519年）—由化石觀察研究海陸變遷。阿格里柯拉（Agricola,1494-1555年）——七部地質(zhì)專著——“礦物學(xué)之父”78第78頁(yè)/共109頁(yè)(二)地球科學(xué)的主要學(xué)科的創(chuàng)立與初步發(fā)展

(1７-19世紀(jì)）——地質(zhì)學(xué)的誕生德國(guó)礦物學(xué)教授魏爾納（A.G.Werner,1750-1817)

——水成論英國(guó)學(xué)者郝屯（J.Hutton,1726-1797)

——《地球理論》——火成論法國(guó)學(xué)者居維業(yè)（D.G.Cuvier,1769-1832)

——災(zāi)變論法國(guó)學(xué)者拉馬克（Lamark，1744-1829）

——均變論79第79頁(yè)/共109頁(yè)英國(guó)地質(zhì)學(xué)家萊伊爾（C.Lyell，1791-1875）——《地質(zhì)學(xué)原理》（共三卷）（1880）——?jiǎng)潟r(shí)代的著作80第80頁(yè)/共109頁(yè)(三)地球科學(xué)的革命與全面發(fā)展

（20世紀(jì)至今）（1）“固定論”與“活定論”之爭(zhēng)（2）大陸漂移-海底擴(kuò)張-板塊構(gòu)造（3）“地幔對(duì)流”（4）地幔柱－“根”-“柱”構(gòu)造（5）“系統(tǒng)地球科學(xué)”（6）全球構(gòu)造新概念（7）各種高新技術(shù)的應(yīng)用及地學(xué)交叉學(xué)科的興起81第81頁(yè)/共109頁(yè)地球系統(tǒng)科學(xué)觀82第82頁(yè)/共109頁(yè)地球是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)

requiringanintegratedapproach83第83頁(yè)/共109頁(yè)地球科學(xué)以整體的地球作為研究對(duì)象,

包括自地心至地球外層空間十分廣闊的范圍,是由固體地球(巖石圈）、流體地球（大氣圈、水圈、土壤圈、生物圈）、社會(huì)地球（人類活動(dòng)）和行星地球（太陽(yáng)系、銀河系）組成的一個(gè)開(kāi)放的復(fù)雜巨系統(tǒng)，稱為地球系統(tǒng)(Earth’sSystem)。84第84頁(yè)/共109頁(yè)

85第85頁(yè)/共109頁(yè)

86第86頁(yè)/共109頁(yè)我國(guó)地球系統(tǒng)科學(xué)研究：地球系統(tǒng)科學(xué)與可持續(xù)發(fā)展畢思文著地質(zhì)出版社地球系統(tǒng)科學(xué)卷八——地球系統(tǒng)數(shù)字學(xué)畢思文編著地質(zhì)出版社地球系統(tǒng)科學(xué)卷七數(shù)字地球?qū)Φ赜^測(cè)系統(tǒng)畢思文編著地質(zhì)出版社地球系統(tǒng)科學(xué)卷六地球系統(tǒng)行星學(xué)畢思文編著地質(zhì)出版社地球系統(tǒng)科學(xué)卷五地球系統(tǒng)物質(zhì)學(xué)畢思文編著地質(zhì)出版社地球系統(tǒng)科學(xué)卷四地球系統(tǒng)力學(xué)畢思文編著地質(zhì)出版社地球系統(tǒng)科學(xué)卷三地球系統(tǒng)構(gòu)造學(xué)畢思文編著地質(zhì)出版社地球系統(tǒng)科學(xué)卷二地球系統(tǒng)復(fù)雜性畢思文編著地質(zhì)出版社地球系統(tǒng)科學(xué)卷一87第87頁(yè)/共109頁(yè)(四)地球科學(xué)的發(fā)展展望應(yīng)用各種高新技術(shù)向縱深、交叉、系統(tǒng)型發(fā)展。由“資源型”轉(zhuǎn)向“社會(huì)性”保證人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展88第88頁(yè)/共109頁(yè)氣候系統(tǒng)的物理方面水循環(huán)國(guó)際地圈—生物圈計(jì)劃(IGBP)世界氣候研究計(jì)劃(WCRP)全球變化地球系統(tǒng)的生物方面碳循環(huán)(生物地球化學(xué)循環(huán))陸地海洋大氣89第89頁(yè)/共109頁(yè)GEOTECHNOLOGIE－

Das“SystemErde”:VomProzessverstaendniszumErdmanagement地球工程科學(xué)－地球系統(tǒng)：從過(guò)程認(rèn)識(shí)到地球管理2000-201590第90頁(yè)/共109頁(yè)

一旦進(jìn)入到探索機(jī)理、追溯過(guò)程的新層次，地球科學(xué)就成為引人入勝、動(dòng)人心弦的事情，內(nèi)中情趣決不下于偵探案件。地球系統(tǒng)充滿了豐富多彩的待破案件和未解之謎，它們不僅是科幻作品的絕妙素材，更足以吸引科學(xué)界的有志之士去貢獻(xiàn)自己的聰明才智。－－－汪品先

91第91頁(yè)/共109頁(yè)第92頁(yè)/共109頁(yè)93第93頁(yè)/共109頁(yè)94第94頁(yè)/共109頁(yè)95第95頁(yè)/共109頁(yè)96第96頁(yè)/共109頁(yè)97第