我所知道的地球科學(xué)

1、第一章緒論地球科學(xué)簡稱地學(xué)，是數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、天文學(xué)、地學(xué)、生物學(xué)六大基礎(chǔ)自然 科學(xué)之一。地球科學(xué)同地質(zhì)學(xué)是包容關(guān)系。地質(zhì)學(xué)是研究地殼的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其發(fā) 展演化的一門科學(xué)，而地球科學(xué)研究的范圍比地質(zhì)學(xué)要廣。地球科學(xué)基礎(chǔ)是介紹和講解地球科學(xué)中的一些基本概念、基本知識和規(guī)律的一門課 程。學(xué)好本門課程對相關(guān)專業(yè)課的學(xué)習(xí)具有重要的意義。一、地球科學(xué)的研究對象與內(nèi)容地球科學(xué)的研究對象是地球，要回答和解釋有關(guān)地球的各種問題。具體研究內(nèi)容如 下：1、研究地球的成因及其發(fā)展演化規(guī)律這是一個基礎(chǔ)課題，在世界上有眾多的學(xué)者和科學(xué)家盡其所學(xué)、傾其所力研究這一 難題，但迄今為止仍無統(tǒng)一的定論。地球是一個

2、近圓球狀的球體，傾斜在軌道上，每天繞地軸自轉(zhuǎn)一周，每月繞地月系 質(zhì)心公轉(zhuǎn)一周，每年繞太陽公轉(zhuǎn)一周。地球有一顆衛(wèi)星即月亮，也在繞自轉(zhuǎn)軸自轉(zhuǎn)和繞 地月系質(zhì)心公轉(zhuǎn)，形成地月行星系。在太陽周圍并繞其公轉(zhuǎn)的有行星、彗星等天體，形 成了太陽系。地球是太陽系的一顆普通行星。太陽系是銀河系的一個普通恒星系，太陽 帶領(lǐng)它的成員在繞銀河系中心轉(zhuǎn)動。銀河系外有眾多河外星系，在星系內(nèi)外有眾多的星 云，以及其他的宇宙物質(zhì)。地球的成困與太陽系的成因及宇宙物質(zhì)運(yùn)動是緊密相連，密不可分的。為了揭開地 球成因之謎，需要研究太陽系的成因，探討宇宙的奧秘。2、研究地球的結(jié)構(gòu)地球是一個圈狀結(jié)構(gòu)的球體。通過對地震波的研究，研究者將地球

3、由內(nèi)至外劃分為： 內(nèi)地核、過渡層、外地核、下地幔、上地幔和地殼。地殼又劃分為大洋型地殼和大陸型 地殼。地震時產(chǎn)生三種波即橫波、縱波和地面波。橫波不能在流體介質(zhì)中傳播。在地球 由地表全地下2900公里處，地震所形成的橫波中斷，證明該處物質(zhì)呈流體狀態(tài)。3、研究地殼運(yùn)動及其規(guī)律地殼運(yùn)動也叫大地構(gòu)造，是構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的研究對象。迄今已有多家地質(zhì)構(gòu)造學(xué)說， 如板塊構(gòu)造學(xué)說、海底擴(kuò)張學(xué)說、大陸漂移學(xué)說、地質(zhì)力學(xué)、斷塊學(xué)說、鑲嵌學(xué)說、地 洼學(xué)說、地槽地臺學(xué)說、收縮學(xué)說、均衡學(xué)說等等?，F(xiàn)在沒有形成統(tǒng)一的觀點(diǎn)，特別是 在地殼運(yùn)動的動力來源上爭論大，沒有形成令人信服的理論。地殼運(yùn)動使已形成的地殼物質(zhì)發(fā)生了改變，這些物

4、質(zhì)包括礦物、礦體、巖體、地層 及已經(jīng)形成的構(gòu)造等等產(chǎn)生了位移、變形、組成成分的改變、結(jié)構(gòu)構(gòu)造的改變。地層和 巖層等地質(zhì)體發(fā)生塑性彎曲形成褶皺構(gòu)造，發(fā)生破碎和位移形成斷層構(gòu)造。這些地質(zhì)構(gòu) 造變化會引起海陸變遷，會引起礦產(chǎn)的形成、富集和破壞。地球科學(xué)要對地質(zhì)構(gòu)造的產(chǎn) 生和發(fā)展演化予以研究。地球已經(jīng)形成46億多年了，從有簡單的孢子發(fā)展進(jìn)化到人類生命。在各個地質(zhì)時 期所形成的生物及其組合不同，所形成的地質(zhì)體及其組合也不同。與人類息息相關(guān)的各 種礦產(chǎn)特別是能源礦產(chǎn)形成于特定的地質(zhì)時期和地質(zhì)環(huán)境，產(chǎn)于特定的地層或巖層中。 地球科學(xué)要研究地球發(fā)展史及其所形成的產(chǎn)物。4、研究地球的物理性質(zhì)地球具有磁性，好像是

5、一個巨大的磁體。通過古地磁學(xué)的研究，在地質(zhì)時期中，地 磁場南北兩極發(fā)生多次磁極倒轉(zhuǎn)，而且地磁極也在移動。地磁場的成因及其變化與地球 的成因和變化是息息相關(guān)的。在地球內(nèi)部幾乎每時每刻都在發(fā)生顫動，地球的顫動叫做地震。地球每年發(fā)生大大 小小500多萬次地震，其中一些大地震給人類造成嚴(yán)重災(zāi)害。地震成因的研究是預(yù)報地 震的理論基礎(chǔ)，地震成因不明就不能準(zhǔn)確預(yù)報地震和減少地震災(zāi)害。地球內(nèi)部存在固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)物質(zhì)。在巨大壓力下，熔融巖漿和其它一些物質(zhì)噴 出到地表形成火山，火山噴發(fā)其景之壯觀其勢之宏偉?；鹕交顒邮堑厍蚧顒拥囊徊糠郑?要研究火由成因及其活動規(guī)律，預(yù)報火山活動，減少和避免給人類造成災(zāi)害。5、研究

6、地殼的物質(zhì)組成及其發(fā)展變化規(guī)律目前人類對地球的物質(zhì)研究只限于地殼。組成地殼的化學(xué)元素在各種地質(zhì)作用下形 成了礦物，礦物組成了巖石，各種有用礦產(chǎn)分布于不同時代的地層之中。要研究在各種地質(zhì)作用下，地球化學(xué)元素遷移和富集規(guī)律；要研究礦物形成及特征 和變化規(guī)律；要研究巖石形成及特征和變化規(guī)律；要研究礦床形成及特征和變化規(guī)律。6、研究人類活動給地球所造成的影響近代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、航天、交通、采礦、城市建設(shè)和大型工程建設(shè)等等的飛速 發(fā)展，使地球產(chǎn)生不平衡，自然環(huán)境發(fā)生了巨大的變化，如污染問題、氣候變化問題等， 它已經(jīng)嚴(yán)重地影響到地球的自然生態(tài)平衡和人類的生存與發(fā)展。地球科學(xué)要研究人類活動與地球運(yùn)動的關(guān)系

7、，減少和避免自然環(huán)境的惡化。二、地球科學(xué)的研究方法地球是一個巨大的天體，經(jīng)歷了 46億多年的發(fā)展和演化。相比之下，人類的歷史 只是短短的一瞬間。所以地球科學(xué)的研究方法與其它自然科學(xué)相比有較大的差異，它既 要借助于數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物學(xué)及天文學(xué)的一些研究方法，同時又有自己的特殊性。地球科學(xué)的主要研究方法如下：1、野外調(diào)查由于地球科學(xué)研究的對象是她球，不能將其放人實驗室內(nèi)進(jìn)行研究。所以，地球科 學(xué)工作者應(yīng)當(dāng)?shù)揭巴膺M(jìn)行調(diào)查，獲取第一手資料。2、實驗室研究通過實驗室研究能定性和定量分析，處理野外調(diào)查所獲取的資料?？梢赃M(jìn)行各種模 擬試驗，檢驗和推斷所研究對象的形成、發(fā)展和演化過程及規(guī)律。3、大地測量通

8、過各種儀器和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，對地球進(jìn)行精確測量是對地球進(jìn)行研究的重要 方法之一。4、航空、航天和遙感技術(shù)航空、航天和遙感技術(shù)能使地球科學(xué)工作者在短時間內(nèi)獲取地球的廣大區(qū)域資料， 是不可缺少和不可忽視的重要研究方法。5、電子計算機(jī)技術(shù)電子計算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為各學(xué)科和各種技術(shù)的研究帶來了革命性的變化，對 地球科學(xué)的研究也如此。地球科學(xué)工作者應(yīng)充分掌握和應(yīng)用這一技術(shù)。6、綜合分析將調(diào)查收集的各種資料以及獲得的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和取舍，進(jìn)行歸納、類推和綜 合，對研究對象作出科學(xué)的結(jié)論。三、地球科學(xué)研究的工作程序1、收集資料收集資料包括前人已有的資料，也包括自己野外調(diào)查的資料和實驗資料。根據(jù)所要 研

9、究的課題和所要解決的問題，盡可能詳盡、客觀和系統(tǒng)地收集各種有關(guān)的數(shù)據(jù)、樣品 和其它資料。2、歸納、綜合和推論對所收集的資料進(jìn)行加工整理、歸納、綜合，并利用地球科學(xué)的研究方法和原理， 作出符合客觀實際的推論。3、檢查驗證通過生產(chǎn)實踐或科學(xué)實驗來證實或檢驗推詮是否正確，并在實踐的過程中不斷地修 正錯誤，提高認(rèn)識，總結(jié)規(guī)律。由于不能用實驗的方法將地球的成因、發(fā)展和演化做出來，只能提出一些假說。對 假說進(jìn)行比較分析，哪一個假說能更多和全面解釋所研究對象的特征，這個假說就接近 真理。四、學(xué)習(xí)地球科學(xué)的意義1、地球科學(xué)是其他相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)地球科學(xué)是地質(zhì)學(xué)、礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)、地層學(xué)、古生物學(xué)、勘探學(xué)、

10、采礦 學(xué)等等的基礎(chǔ)性學(xué)科。學(xué)好本學(xué)科將為后續(xù)學(xué)科或?qū)I(yè)的學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。2、地球科學(xué)是一門應(yīng)用科學(xué)主要體現(xiàn)在三個方面：其一，在資源的尋找、勘探和開采上的應(yīng)用。地球科學(xué)是人類在實踐和應(yīng)用中逐漸 發(fā)展起來的，在尋找、開發(fā)和利用自然資源中起著重要作用。自然資源主要包括能源資源、礦產(chǎn)資料、水資源及土地資源等等。能源在整個國民 經(jīng)濟(jì)中居于首要位置，而現(xiàn)階段的能源資源還主要是依靠石油、天然氣和煤等，這些都 必須從地下尋找和開采。發(fā)展工業(yè)需要充足的礦產(chǎn)資源作為原料保證，發(fā)展農(nóng)業(yè)所需要的磷、鉀等肥料的原 料也是來自于地下礦產(chǎn)資源。資源的尋找、勘探和開采都離不開地球科學(xué)理論的指導(dǎo)。其二，在大型工程和城市發(fā)展建設(shè)上的應(yīng)用。各種大型