燕山大学地球科学概论第一讲

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1、绪论1、地球科学的研究对象、内容和任务2、地球科学的特点和研究方法3、地球科学的发展简史4、地球科学与人类社会可持续发展地球科学概论褚庆忠博士、副教授，研究生导师E-mail：qzhchu@ysu.edu.cnQQ：327119685绪论1、地球科学的研究对象、内容和任务2、地球科学的特点和研究方法3、地球科学的发展简史4、地球科学与人类社会可持续发展地球是人类赖以生存和发展的唯一家园。因此，了解和研究地球历来是人类的共同愿望。地球科学以整体的地球作为研究对象，包括自地心至地球外层空间十分广阔的范围，是由固体地圈、大气圈、水圈

2、和生物圈（包括人类本身）组成的一个开放的复杂巨系统，称为地球系统。地球系统内部存在不同圈层（子系统）之间的相互作用，物理、化学和生物三大基本过程之间的相互作用，以及人与地球系统之间的相互作用。因此，地球科学是一个庞大的超级学科体系群，根据实际研究的不同圈层范围、内容特色和服务目的，传统上划分出众多的一级和二级学科分类体系。图1地球科学的学科分类体系20世纪后半叶中地球科学各级分支学科和边缘学科雨后春荀般地大量涌现，显示了地球科学与人类生产、生活的需求关系日益密切，推动了研究领域广度和深度不断发展。80年代初期，我国著名学者钱学

3、森（1983）提出了建立地球表层学的设想。“地球表层”是指固体地圈、大气圈、水圈和生物圈的相互交错、渗透部分，大体相当于自岩石圈顶部至大气圈平流层底部之间的范围，是地球上与人类活动关系最密切的地理环境。国际上近年流行的地球系统科学诞生于80年代中期，该学说同样强调地球的整体概念，将大气圈、水圈、固体地圈和生物圈看成是具有有机联系的“地球系统”，把太阳和地心作为两个主要的自然驱动器，人类活动作为第三促动因素。发生在地球系统中的重大全球变化是在上述三个力的作用下，通过物理、化学、生物过程相互作用的结果。因此，地球系统科学同样反映了

4、更高层次的学科间大跨度交叉渗透特征，是当代地球科学进入一个重大转折时期的标志。当然，地球系统科学并不能代替传统地球科学各分支学科的自身发展，相反要求它们能更深入精确地研究和提供地球系统各组成部分自身的规律性知识。地球科学的根本任务，是正确认识地球系统的基本特征和自身发展规律，合理地开发利用自然资源，保护与改善生存环境，有效防治自然灾害，协调人与自然的关系，为人类社会的可持续发展服务。绪论1、地球科学的研究对象、内容和任务2、地球科学的特点和研究方法3、地球科学的发展简史4、地球科学与人类社会可持续发展（1）空间的广泛性与微观性

5、（2）整体性与分异性（或差异性）（3）时间的漫长性与瞬间性（4）自然过程的复杂性与有序性地球科学的特点（1）野外调查（2）仪器观测（3）大地测量（4）航空、航天和遥感技术（5）实验室分析、测试与科学实验（6）历史比较法（7）综合分析（8）电子计算机技术应用地球科学的研究方法（6）历史比较法这是地质学最基本的方法。时间的漫长性决定了地质学必须用历史的、辩证的方法来进行研究。虽然人类不可能目睹地质事件发生的全过程，但是，可以通过各种地质事件遗留下来的地质现象与结果，利用现今地质作用的规律，反推古代地质事件发生的条件、过程及其特点，

6、这就是所谓的“历史比较法”（或称“将今论古”、“现实主义原则”）的原理。这一原理是由英国地质学家莱伊尔（C.Lyell，1791—1875年）在郝屯（J.Hutton，1726—1797年，英国学者）的均变论学说的基础上提出来的。莱伊尔明确指出：“现在是了解过去的钥匙”。历史比较法是一种研究地球发展历史的分析推理方法，它的提出，对现代地质学的发展起了重要的促进作用。这一原理的理论基础是“均变论”。均变论认为，在漫长的地质历史过程中，地球的演变总是以渐进的方式持续地进行，无论是过去还是现在，其方式和结果都是一致的。但是，现代地质

7、学的研究证明，均变论的观点是片面和机械的。地球演变的过程是不可逆的，现在并不是过去的简单重复，而是既具有相似性，又具有前进性。地球演变的过程也并不总是以渐进、均变的形式进行，而是在均变的过程中存在着一些短暂的、剧烈的激变过程。例如，6500万年前后恐龙全部迅速绝灭等。所以整个地球的发展过程应是一个渐变—激变—渐变的前进式往复发展过程，这也符合量变—质变—量变的哲学规律。因此，在运用历史比较法时，必须用历史的、辩证的、发展的思想作指导，而不是简单地、机械地“将今论古”，这样才能得出正确的结论。地质学的“将今论古”分析方法，实际上

8、对于地球科学的地球物理学、地理学、气象学、水文学、海洋学、土壤学、环境地学等几门学科也均具有一定的借鉴意义。绪论1、地球科学的研究对象、内容和任务2、地球科学的特点和研究方法3、地球科学的发展简史4、地球科学与人类社会可持续发展地球科学是一门既古老而又年轻的科学。说其古老，是