1、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,1. 地球科学的目标2. 为什么学习“地球科学概论”3. 地球科学的科学位置与框架4. 应用地球科学5. 地学发展简史6. 地球科学发展趋势7. 中国地球科学的发展现状8. 环境科学9. “十五”期间优先资助领域 10. 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.拯救,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
2、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.St
3、ructure(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： Wilson,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
4、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,B/Ga Sr/Ba,6. 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
5、，温室效应 CO2 280-353ppm (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
6、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m3,7. 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。,环 境 科 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,(1) 全球变化及其区域响应 (2) 地球环境与生命过程 (3) 天气、气候系统的物理动力学 (4) 大陆动力学 (5) 区域可持续发展 (6) 日地空间环境与空间天气 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；,海豹数量,海冰面积,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,增多,企鹅生态模型,人类活动污染记录,南极海豹毛中的古文明记录,南极生物粪中的666、DDT(Environmental Pollution,2003, in press),羽毛 肌肉 大脑 肝 粪 脂肪 蛋,羽毛 粪 肌肉大脑 肝 蛋 血液 脂肪,北极湖泊记录的DDT,南极地质状况与矿产探查北极研究,
