地球科學(xué)或地球科學(xué)包括與地球有關(guān)的所有自然科學(xué)領(lǐng)域。這是科學(xué)的一個(gè)分支,涉及地球四個(gè)球體(即生物圈、水圈、大氣和地圈)的物理、化學(xué)和生物復(fù)雜結(jié)構(gòu)和協(xié)同聯(lián)系。地球科學(xué)可以被認(rèn)為是行星科學(xué)的一個(gè)分支,但歷史要悠久得多。地球科學(xué)包括四個(gè)主要研究分支,巖石圈,水圈 、大氣和生物圈,每一個(gè)都進(jìn)一步細(xì)分為更專業(yè)的領(lǐng)域。
地球科學(xué)有還原論和整體論兩種方法。它也是對(duì)地球及其在太空中的鄰居的研究。一些地球科學(xué)家利用他們對(duì)地球的了解來(lái)定位和開(kāi)發(fā)能源和礦產(chǎn)資源。其他人則研究人類活動(dòng)對(duì)地球環(huán)境的影響,并設(shè)計(jì)保護(hù)地球的方法。有些人利用他們對(duì)地球過(guò)程(如火山、地震和颶風(fēng))的了解來(lái)規(guī)劃不會(huì)讓人們接觸這些危險(xiǎn)事件的社區(qū)。
地球科學(xué)可以包括地質(zhì)學(xué)、巖石圈和地球內(nèi)部的大尺度結(jié)構(gòu)以及大氣、水圈和生物圈的研究。通常,地球科學(xué)家使用來(lái)自地質(zhì)學(xué)、年代學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、地理學(xué)、生物學(xué)和數(shù)學(xué)的工具建立對(duì)地球如何運(yùn)作和演化的定量理解。例如,氣象學(xué)家研究天氣并注意危險(xiǎn)的風(fēng)暴。水文學(xué)家檢查水并警告洪水。地震學(xué)家研究地震并試圖了解它們將發(fā)生在哪里。地質(zhì)學(xué)家研究巖石并幫助尋找有用的礦物。地球科學(xué)家經(jīng)常在野外工作——也許是爬山、探索海底、爬過(guò)洞穴或涉水沼澤。他們測(cè)量和收集樣本(如巖石或河水),然后將他們的發(fā)現(xiàn)記錄在圖表和地圖上。
研究領(lǐng)域
以下科學(xué)領(lǐng)域通常歸類為地球科學(xué):
- 地質(zhì)學(xué)描述了地殼(或巖石圈)的巖石部分及其歷史發(fā)展。主要的子學(xué)科是礦物學(xué)和巖石學(xué)、地貌學(xué)、古生物學(xué)、地層學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)和沉積學(xué)。
- 自然地理學(xué)側(cè)重于將地理學(xué)作為地球科學(xué)。自然地理學(xué)是對(duì)地球季節(jié)、氣候、大氣、土壤、溪流、地貌和海洋的研究。自然地理學(xué)可以分為幾個(gè)分支或相關(guān)領(lǐng)域,如下:地貌學(xué)、生物地理學(xué)、環(huán)境地理學(xué)、古地理學(xué)、氣候?qū)W、氣象學(xué)、海岸地理學(xué)、水文學(xué)、生態(tài)學(xué)、冰川學(xué)。[需要引用]
- 地球物理學(xué)和大地測(cè)量學(xué)研究地球的形狀、它對(duì)力的反應(yīng)以及它的磁場(chǎng)和重力場(chǎng)。地球物理學(xué)家探索地核和地幔以及巖石圈的構(gòu)造和地震活動(dòng)。地球物理學(xué)通常用于補(bǔ)充地質(zhì)學(xué)家的工作,以全面了解地殼地質(zhì)學(xué),特別是在礦產(chǎn)和石油勘探方面。地震學(xué)家使用地球物理學(xué)了解板塊構(gòu)造移動(dòng),以及預(yù)測(cè)地震活動(dòng)。
- 地球化學(xué)被定義為研究控制地質(zhì)環(huán)境中化合物和同位素的豐度、組成和分布的過(guò)程。地球化學(xué)家使用化學(xué)工具和原理來(lái)研究地球的組成、結(jié)構(gòu)、過(guò)程和其他物理方面。主要分支學(xué)科是水地球化學(xué)、宇宙化學(xué)、同位素地球化學(xué)和生物地球化學(xué)。
- 土壤科學(xué)涵蓋了受土壤形成過(guò)程(或土壤圈)影響的地殼最外層。該研究領(lǐng)域的主要分支包括土壤學(xué)和土壤學(xué)。
- 生態(tài)學(xué)涵蓋生物與其環(huán)境之間的相互作用。這一研究領(lǐng)域?qū)⒌厍蜓芯颗c太陽(yáng)系中其他行星的研究區(qū)分開(kāi)來(lái),地球是唯一充滿生命的行星。
- 水文、海洋學(xué)和湖沼學(xué)是關(guān)注水的運(yùn)動(dòng)、分布和質(zhì)量的研究,涉及地球及其大氣(或水圈)水文循環(huán)的所有組成部分。“水文學(xué)的子學(xué)科包括水文氣象學(xué)、地表水水文學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)、流域科學(xué)、森林水文學(xué)和水化學(xué)?!?/li>
- 冰川學(xué)涵蓋了地球(或冰凍圈)的冰冷部分。
- 大氣科學(xué)涵蓋地表和外逸層(約 1000 公里)之間的地球(或大氣)的氣態(tài)部分。主要子學(xué)科包括氣象學(xué)、氣候?qū)W、大氣化學(xué)和大氣物理學(xué)。
地球內(nèi)部
板塊構(gòu)造、山脈、火山和地震是可以用地殼中的物理和化學(xué)過(guò)程來(lái)解釋的地質(zhì)現(xiàn)象。
地殼下面是地幔,地幔被重元素的放射性衰變加熱。地幔不是很堅(jiān)固,由處于半永久對(duì)流狀態(tài)的巖漿組成。這種對(duì)流過(guò)程導(dǎo)致巖石圈板塊移動(dòng),盡管速度很慢。由此產(chǎn)生的過(guò)程被稱為板塊構(gòu)造。
板塊構(gòu)造可以被認(rèn)為是地球重新浮出水面的過(guò)程。由于海底擴(kuò)張,巖漿從地幔流到近地表,通過(guò)裂縫冷卻和凝固,形成了新的地殼和巖石圈。通過(guò) 俯沖,大洋地殼和巖石圈返回對(duì)流地幔。
產(chǎn)生新地殼的地殼區(qū)域稱為發(fā)散邊界,將其帶回地球的區(qū)域稱為會(huì)聚邊界,而板塊相互滑過(guò)但沒(méi)有產(chǎn)生或破壞新巖石圈物質(zhì)的區(qū)域稱為變換邊界。 (或保守的)邊界 地震是巖石圈板塊運(yùn)動(dòng)的結(jié)果,它們經(jīng)常發(fā)生在收斂邊界附近,在該邊界處,部分地殼作為俯沖的一部分被迫進(jìn)入地球。
火山主要來(lái)自俯沖地殼物質(zhì)的熔化。被迫進(jìn)入軟流圈的地殼物質(zhì)熔化,部分熔化的物質(zhì)變得輕到足以升到地表——從而產(chǎn)生了火山。
地球大氣層
對(duì)流層、平流層、中間層、熱層和外逸層是構(gòu)成地球大氣層的五層。大氣中 75% 的氣體位于對(duì)流層的最低層??傊髿庥纱蠹s 78.0% 的氮?dú)狻?0.9%的氧氣和 0.92%的氬氣以及少量其他氣體(包括 CO 2和水蒸氣)組成。水蒸氣和 CO 2使地球大氣能夠通過(guò)溫室效應(yīng)捕獲并保持太陽(yáng)的能量。這使得地球表面足夠溫暖,可以擁有液態(tài)水并維持生命。除了儲(chǔ)存熱量外,大氣還通過(guò)保護(hù)地球表面免受宇宙射線的傷害來(lái)保護(hù)生物體——宇宙射線通常被錯(cuò)誤地認(rèn)為會(huì)被磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)。由核心的內(nèi)部運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)產(chǎn)生了保護(hù)地球大氣層免受太陽(yáng)風(fēng)影響的磁層。由于地球已有45 億年的歷史,如果沒(méi)有保護(hù)性磁層,它現(xiàn)在已經(jīng)失去了大氣層。
地球磁場(chǎng)
磁場(chǎng)也非常重要,因?yàn)橐恍B(niǎo)類和昆蟲(chóng)使用它來(lái)長(zhǎng)距離導(dǎo)航,利用它們皮膚中的磁化鐵晶體。地球磁場(chǎng)最重要的功能是保護(hù)其生物。高能質(zhì)子與太陽(yáng)風(fēng)中的電子一起偏轉(zhuǎn)。如果有機(jī)體直接暴露在這些顆粒中,那將是致命的。為了使磁場(chǎng)的一致性保持恒定,必須有一個(gè)有吸引力的磁場(chǎng)。
地球科學(xué)概論
氣候
- 大氣化學(xué)
- 地理氣候?qū)W氣象
- 水文氣象
- 古氣候?qū)W
生物類
- 生物地球化學(xué)
- 生物地理學(xué)
- 生態(tài)景觀生態(tài)
- 地質(zhì)考古
- 地球微生物學(xué)
- 古生物學(xué)
- 孢粉學(xué)
- 微古生物學(xué)
水類
- 水文
- 水文地質(zhì)
- 湖沼學(xué)(淡水科學(xué))
- 海洋學(xué)(海洋科學(xué))
- 化學(xué)海洋學(xué)
- 物理海洋學(xué)
- 生物海洋學(xué)(海洋生物學(xué))
- 地質(zhì)海洋學(xué)(海洋地質(zhì)學(xué))
- 古海洋學(xué)
巖石類
- 地質(zhì)學(xué)
- 經(jīng)濟(jì)地質(zhì)
- 工程地質(zhì)
- 環(huán)境地質(zhì)學(xué)
- 歷史地質(zhì)第四紀(jì)地質(zhì)
- 行星地質(zhì)學(xué)和行星地理學(xué)
- 沉積學(xué)
- 地層學(xué)
- 構(gòu)造地質(zhì)學(xué)
- 地理人文地理學(xué)自然地理學(xué)
- 地球化學(xué)
- 地貌學(xué)
- 地球物理學(xué)年代學(xué)地球動(dòng)力學(xué))
- 地磁
- 重力測(cè)量
- 地震學(xué)
- 冰川學(xué)
- 水文地質(zhì)
- 礦物學(xué)晶體學(xué)寶石學(xué)
- 巖石學(xué)巖石物理
- 洞穴學(xué)
- 火山學(xué)
土壤類
- 地理
- 土壤科學(xué)
- 生態(tài)學(xué)
- 土壤學(xué)
系統(tǒng)類
- 地球系統(tǒng)科學(xué)
- 環(huán)境科學(xué)
- 地理
- 人文地理學(xué)
- 自然地理學(xué)
- 蓋亞假說(shuō)
- 系統(tǒng)生態(tài)
- 系統(tǒng)地質(zhì)學(xué)
其他
- 地理
- 制圖
- 地理信息學(xué)(地理信息科學(xué))
- 地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)
- 大地測(cè)量與測(cè)量遙感
- 納米地球科學(xué)