地球系统科绪论08春132MB
地球科学概论绪论
（3）“地幔对流”
（4）地幔柱－“根”-“柱”构造
（5）“系统地球科学”
（6）全球构造新概念
（7）各种高新技术的应用
及地学交叉学科的兴起
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地球系统科学观
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地球是一个复杂的系统 requiring an integrated approach
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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
一旦进入到探索机理、追溯过 程的新层次，地球科学就成为引人 入胜、动人心弦的事情，内中情趣 决不下于侦探案件。
地球系统充满了丰富多彩的待 破案件和未解之谜，它们不仅是科 幻作品的绝妙素材，更足以吸引科 学界的有志之士去贡献自己的聪明 才智。
－－－汪品先
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(2)古罗马:
斯特拉波(Strabo,公元前63-公元20年)
——《地理学》论及化石、海陆升降、火山、地
震、河流的搬运与沉积作用等。
老普里尼（Pliny the Elder）
——《自然史》（77年）对矿物进行专门论述，
包括当时使用的各种矿物、建筑用石材、矿石及矿 床、采矿及冶金方法等。
西尼卡（Seneca）
资料的来源包括详细的野外调查、仪器观 测和收集已有的各种资料等。
(2)归纳、综合和推论 对收集的资料进行加 工整理、归纳、综合，利用地球科学的研究方 法和原理，作出符合客观实际的推论。
(3)推论的验证 通过生产实践或科学实验 来证实或检验推论，并在实践的过程中不断地 修正错误，总结规律。
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资料的综合分析、归纳、推理
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地球科学特点： (1)全球性和地域性 (2)时空尺度的差异性 (3)理论与实践的密切结合性 (4)研究方法和研究内容的多学
第一讲地球科学绪论
第一章绪论第一节地球科学体系及其研究任务地球是人类赖以生存和发展的物质源泉和环境，因此人类总是把自己的命运与地球的演变和太阳等星球对地球环境的影响紧密地联系在一起。
于是，人类在长期的实践中逐渐加深了对地球的认识，形成了一门以地球为研究对象的科学体系——地球科学(geo- science)。
地球科学是研究地球系统并解决人类社会发展所面临的一系列重大科学问题的科学。
在资源与环境问题日益突出，地球可居住性受到人们关注的今天，地球科学格外受到各国政府和科学界的重视。
一、地球科学体系地球科学是数学、物理学、化学、天文学、地学、生物学六大基础自然科学之一。
从不同角度对地球内外不同圈层和范围进行研究而形成的各个学科，则是地球科学体系的分支和组成部分。
由于地球科学本身体系的复杂性，深人研究其某一部分的学科便不断形成和发展，有的则逐渐分化为相对独立的学科。
与此同时，基于地球各部分之间存在的客观联系，特别是不同学科或方法的相互借鉴、交叉与渗透，逐渐形成了一些交叉或边缘学科，从而组成地球科学的一个复杂体系。
大多数观点认为，地球科学包括地理学、地质学、大气科学、海洋科学、水文科学和固体地球物理学等。
(一)地理学地理学(geography)是研究地球表面自然现象、人文现象以及它们之间相互关系或区域分异的学科。
所谓地球表面，即指地球的大气圈、水圈、生物圈、岩石圈和人类圈相互交接的界面。
广义的地球表面，上自大气圈对流层顶部，下至岩石圈沉积岩底部，厚度为30～35kin。
狭义的地球表面，则指大气圈、岩石圈、水圈的交接面，上限离地面不超过100m，下限为太阳辐射可达的深度，是生物和人类活动最为集中也最为活跃的场所。
地理学是一门既古老又年轻的学科，其漫长的发展历程可分为三个时期，即古老地理学时期(自远古至18世纪末)、近代地理学时期(自19世纪至20世纪50年代)、现代地理学时期(20世纪60年代至今)。
经历三个时期的延续和发展，地理学逐渐形成了众多的分支，也组成了复杂的体系。
《地球科学概论绪论》PPT课件
一、地球科学的研究对象 和研究内容
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以地球为研究对象 地球表面形态和固体地球本身 气体-大气圈 水体-水圈 生物的起源与演化、 生物体与地球环境之间的关系
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地球科学：是系统研究地球 物质的组成、运动、时空演 化及其形成机制的科学。
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地球科学--理论性与应用性并重的科学。
理论性--揭示自然界奥秘与规律。为人类利用、 适应和改造自然提供科学的方法论。
广阔的范围,是由固体地球(岩石圈）、 流体地球（大气圈、水圈、土壤圈、 生物圈）、社会地球（人类活动）和 行星地球（太阳系、银河系）组成的 一个开放的复杂巨系统， 称为地球系 统(Earth’s System)。
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我国地球系Leabharlann 科学研究：地球系统科学卷八
地球系统科学卷五
地球系统科学卷二
地质学的研究内容主要包括固体地球（重点是地壳或岩石圈）的物 质组成、内部构造和形成演化历史。
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理论研究
(1)研究地球的物质组成方面的学科：结晶学、矿 物学、岩石学等。
(2)研究地球内部构造方面的学科：构造地质 学、构造物理学、区域构造学、 地球动力学等。
(3)研究地球的形成演化方面的学科：古生物 学、地层学、地史学、古地理学、地貌及第四纪地 质学等。
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五、本课程特点及要求
（一）、课程特点
1、地学基础课
2、课程体系——四大部分
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地球的一般知识介绍
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地球表层地质作用
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地球内部地质作用
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地球的形成、演化、资源与环境
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课程特点 基础性强、图表多、叙述性强 概念多、前后交叉
《地球系统科学》课程教学大纲
《地球系统科学》课程教学大纲课程名称：地球系统科学 / Earth System Science课程编码：12024007 课程类型：专业选修课课程性质：专业主干课适用范围：06地理信息系统学时数：36 其中：实验/实践学时：课外学时：学分数： 2 先修课程：自然地理学、地理信息系统、遥感概论考核方式：考查制定单位：广州大学地理科学学院制定日期：2006年审核者：夏丽华执笔者：千怀遂一、教学大纲说明（一）课程的地位、作用和任务地球系统科学以全球性、统一性的整体观和系统观，从多种时空尺度研究地球的整体行为，其理论的构建，将使人类更好地认识所赖以生存的环境，更有效地防止和控制可能突发的灾害对人类所造成的损害，更有利于人类与地球的和谐发展。
该学科是在全球变化、地理信息科学和可持续发展等领域深入研究和不断拓展的基础上发展起来的一门新兴学科，本课程以专业选修课的形式，向学生介绍地球系统科学的形成与发展及其基本概念、基本理论和基本方法，并使学生了解其在全球变化、生态环境、资源开发、土地利用、管理决策、灾害防治等方面的应用。
（二）课程教学的目的和要求通过本课程的教学，让学生：1) 树立地球系统科学研究的整体观和系统观，了解地球系统科学的多时空尺度，并理解只有更好地认识人类所赖以生存的环境，才能更有效地防止和控制可能突发的灾难。
2) 了解可持续发展的内涵是以资源的可持续利用和良好的生态环境为基础，以经济可持续发展为前提，以谋求社会的全面进步为目标。
3) 初步了解地球系统科学研究中的遥感和地理信息系统技术，学会常用遥感图像处理软件的基本操作，能够初步运用地理信息系统技术进行空间数据的基本分析。
（三）课程教学方法与手段课程的主要教学方法包括课堂讲授与自学讨论。
课堂讲授部分全部使用多媒体技术授课。
（四）课程和其它课程的联系本课程的先修课程包括自然地理学、地理信息系统、遥感概论，并要求学生具有一定的数学基础。
（五）教材与教学参考书教材：毕思文，地球系统科学导论，科学出版社，2004年第一版。
uxu[专业课]地球科学概论知识点总结
![uxu[专业课]地球科学概论知识点总结](https://img.taocdn.com/s3/m/dd37781977c66137ee06eff9aef8941ea76e4b8b.png)
第一章绪论1、地球科学的研究对象和基本任务：地球科学研究的对象：地球科学是系统研究地球物质的组成、运动、时空演化、相互作用及其形成机制的科学。
地球科学研究的任务：1、研究地球系统的基本特征、形成机制和发展规律；2、研究地理环境之间的相互关系；3、研究地理环境、人为环境的特点、发展动向和存在问题，寻求合理利用和改造的途径和方法。
2、地球科学的特点：(1)空间的广泛性与微观性(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(5)理论与实践的密切结合(6)研究方法和研究内容上的多学科性3、地球科学的发展趋势：(１)应用各种高科技向纵深、交叉、系统型发展。
(２)多学科跨部门的综合研究、国际性研究计划(３)由“资源型”转向“社会服务型”、“环境型”(４)从数值模拟向预测发展4、世界地球日： 4月22 日。
第二章地球的宇宙环境5、太阳系的组成和特征-：太阳系的组成:太阳的质量占太阳系总质量的99.8%。
太阳系共吸引八大行星，2000多颗小行星，600多颗彗星。
太阳系共有50颗卫星。
太阳系的特征：太阳系（携带地球）以220千米/秒的速度绕，银河系中心运动，旋转一周需2.8亿年。
地球以30千米/秒的速度绕太阳公转。
6、太阳系中行星的总体特征：体积密度卫星表面主要元素类地行星：小、大、少、固，Fe,Mg,Si,K,Ca,Al,Ti,Ni类木行星：大、小、多、非固，H,He,CH4,氨冰,水冰7、太阳系八大行星的分类：类地行星：水/金/地/火,岩石组成类木行星：木/土/天/海,气体组成第三章地球的物理性质及其应用8、陆地表面地形的类型及特征：山地：是海拔高度在 500m 以上的低山、1000m 以上的中山3500m以上的高山分布地区的总称。
线状延伸的山体称山脉，成因上相联系的若干相邻山脉称山系。
丘陵：是指海拔小于 500m 、顶部浑圆、坡度较缓、坡脚不明显的低矮山丘群平原：海拔低于 200m 、宽广平坦或略有起伏的地区，如我国的华北平原。
地球科学概论
第七节 地质学的研究方法及思维方法 第八节 地质学的发展与现状 地球科学的分科: 气象学 水文学和 海洋学 地理学 土壤学 地球物理学 环境地学 地质学 地球科学与可持续发展——迎接千喜年的挑战（三十一届国际地质大 会）（２０００） 人类社会可持续发展面临的问题 人口爆炸、资源短缺、环境恶化、灾害频发 理论意义：
在地球科学中，地质学的创立具有划时代的意义。欧洲18世纪进入产 业革命时期，随着生产力的提高和近代工业化的急速发展，使矿产的需 求日益增加，因而促进了找矿和地质调查工作，使地质知识与资料迅速 积累，逐步形成了系统的地质学理论和研究方法，于是地质学作为一门 独立的科学诞生了。|
在地质学的创立过程中，学术思想论战起到了重要的促进作用。 当时的论战是 “火成论”与“水成论”、 “（渐）均变论”与“灾变论” “均变论”与“灾变论”的论战 “灾变论”的代表是法国学者居维叶(D.G.cuvier，1769一1832年)， 他在研究巴黎盆地中的生物化石时发现,在相隔很近的岩层中动植物化 石群的种属有显著差异,曾经一度出现的古生物种属,后来竟完全绝灭而 代之以新的种属。 他还看到较老岩层发生裙皱,上面盖以水平的沉积岩层。于是他便认为 地壳曾经发生巨大变革,产生大灾变，致使地形改变、生物灭绝,以后在 一定的时间内又重新创造出新的动植物来。地球上曾经历了多次这样的 大灾变和再创造过程；最后一次大灾变发生在五六千年前,并造就了地 球的现今面貌和生物特征。 “均变论”与“灾变论”的论战 居维叶的“灾变论”强调地质发展过程中的突变阶段,虽有合理成分,但 他否认地球的渐近发展过程,并把其演变历史归结为古今没有联系的一 系列不可知的突然事件。 居维叶的重复创造与不可知的观点,特别是最后一次灾变的时间与圣 经中论述的“大洪水期”和“诺亚方舟”神话一致,因而受到了教会的欢迎, 得到广泛传播。 “均变论”与“灾变论”的论战 “均变论”——法国学者拉马克( Lamark ，1744-1829) 在研究巴黎盆地第三纪古生物化石时,发现生物的种与种之间有过渡关 系,某些种属是由另一种属发展而来的,并有由低级种属向高级种属演变 的规律。 他认为生物进化过程是极其漫长的,它与地球的演变历史同时进行。 “均变论”与“灾变论”的论战 英国地质学家莱伊尔继承了郝屯（赫顿），的思想，经过与“灾变 论”的多次论战，在结合前人成果及大量实际资料的基础上，于1830年 出版《地质学原理》，明确提出地质学的现实主义原则(即“将今论 古”。指出地球的发展历史是漫长的，解释地球的历史用不着求助于上 帝和灾变，那些看来非常微弱的地质动力，经过长期缓慢的作用过程，
地球系统科学学习笔记-绪论
地球系统科学
学习笔记
绪论
地球系统科学
要实现传统地质工作向以“地球系统科学”为核心内容的现代地质工作转变
地球系统
狭义概念：地球系统是由地核、地幔、岩石圈、大气圈、水圈和生物圈相互作用而组成的统一体。
广义概念：地球系统科学是把地球看成一个由相互作用的地核、地幔、岩石圈、大气圈、水圈、生物圈、智慧圈和行星系统等组成部分构成的统一系统。
地球系统科学的目标：了解整个地球系统的过去、现在及未来的行为
地球整体：固体地球、流体地球、社会地球、行星地球
与传统地球科学对比，具有三个突出：
突出地球系统的整体性
突出信息科学
突出地球系统管理科学
内容要点：
地球系统科学的研究方法
全球变化的地外驱动因素
深空探测中的气候变化
全球变化的地内过程与驱动力
厄尔尼诺与气-水-岩石圈相互作用
全球变化和今后预测
古全球变化的启迪
青藏高原隆生与气候效应
全球变化与水资源
全球变化与自然灾害
人类演化与环境。
《地球科学概论绪论》课件
地球科学的定义和研究范围 地球科学的历史和发展 地球科学的研究方法和技术 地球科学的应用领域和前景
观察法：通过观 察地球表面和内 部现象，了解地 球的构造和演化 过程
实验法：通过模 拟地球内部的物 理和化学过程， 验证地球科学的 理论和假设
理论分析法：通 过建立数学模型 和理论框架，解 释地球的构造和 演化过程
遥感技术：利用 卫星、飞机等遥 感设备，获取地 球表面的地形、 地貌、地质、气 候等信息，为地 球科学研究提供 数据支持
认识地球：了解地球的起源、演化和发展，认识地球的物质组成、结构、运动规律等
资源开发：为资源开发提供科学依据，如矿产资源、水资源、能源资源等 环境保护：为环境保护提供科学依据，如气候变化、自然灾害、生态平衡等 社会发展：为经济社会发展提供科学依据，如城市规划、交通建设、农业发展等
添加交互性：在课件中添加交互性元素，如提 问、小游戏等，可以提高学生的参与度和兴趣。
学生：作为地球科 学概论课程的教材 辅助工具，帮助学 生更好地理解课程 内容。
教师：作为教学辅 助工具，帮助教师 更好地讲解地球科 学概论课程。
科研人员：作为研 究辅助工具，帮助 科研人员更好地了 解地球科学概论的 相关知识。
介绍地球科学的基本概念、研究 领域和意义
引导学生了解地球科学的发展历 程和未来趋势
添加标题
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添加标题
添加标题
阐述地球科学在人类生产生活中 的作用和价值
提高学生对于地球科学的兴趣和 认知水平
确定主题和目标：明确PPT的主题和目标，为制 作提供方向。
收集资料：收集相关的图片、图表、视频等资料， 以支持PPT的内容。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
地球系统科学研究史
1983年，钱学森提出建立地 球表层学的思想，指出地球表 层是岩石圈、大气圈、水圈和 生物圈相互交叉渗透部位，本 身构成一个开放的复杂巨系统。 同年，美国NASA顾问理事会任 命一个地球系统科学委员会 （Earth System Sciences Committee)的文件中，提到地 球系统和地球系统科学两词， 提出要把地球的各组成部分与 相互作用作为一个系统来研究。 该委员会主席F.P.Bretherton 博士组织了一大批国际知名科
学家，详细评述了地学、生物 学的现状及存在问题，并于 1987年出版《Earth System Science》报告，标志着地 球系统科学作为一门独立科学 的诞生。报告中提出的一些独 特见解得到了国际上有关科学 界的赞同。该报告经陈泮勤翻 译，于1992年由地震出版社出 版。 这样一种眼界和观念的转变， 标志着从传统地球科学观念 向地球系统科学观念的转变。 迄今只有二十年历史。
生命过程的定量研究和系统整合
主要研究基因语言及调控，模式生物学极端 环境中的生命特征，生命起源和演化，系统 发育与进化生物学等。
地球系统过程与资源、环境和灾害 效应
全球变化和今后预测 ： 气候变化研究方法、
全球变暖证据及其效应、今后趋势及不确定 性、地史中古气候变化的启迪意义
水资源开发与环境保护：地表水分循环和
水体类型、中国水资源现状、绿色GDP、大型 水库和朔天运河利弊争论
课堂讨论2：围绕资源、环境有关问题
蓝色国土和海洋开发： 大陆架和经济专属
区、海洋资源类型和利用前景、海洋权益维护 和政治地理
周二 周三 9-11 5-6节 节
周四 5－ 周五 7-8 6节
地球系统科学的研究方法： 大跨度学科交
叉和多学科方法渗透、新技术应用和数字地球、 整体论与还原论结合、世界化与中华文明 －同位素测年、数字地球
第9 4 周 第10 5 周
第11 6 周 第7 12 周 第13 8 周 第14 9 周 第15 10 周 第16 11 周
2007.4,上海
教学参考书
2. 从传统地球科学到 地球系统科学
2002年10月15日， 新中国地质工作 50年 暨 地质学会80年纪 念大会
地质工作要适应新形势的要求，实现新的战略性转变， 建立与社会主义市场经济体系相适应的地质工作体制。 要实现传统地质工作向以“地球系统科学”为核心内容 的现代地质工作转变，使地质工作更加紧密地与经济建 设和社会发展相结合，更好地为经济社会发展服务。
地球系统科学与可持续发展：课程介绍、
地球系统与地球系统科学、地球系统科学发 展史、可持续发展与资源环境瓶颈、
第10周
行星地球研究进展：太阳辐射变化对地影
响、地球节律天文背景、米兰柯维奇旋回及 其应用前景、星体撞击事件及其地学意义
深空探测的过去与将来： 月球、火星等研
究历史及现状、近地宇宙开发意义、嫦娥登月 工程和国际合作/竞争前景 课堂讨论 1 ： 围绕行星地球、深空探测有关问 地球系统演化的过去、现在和未来 ：地球 题 与生命起源、重大生物事件和地球表层环境、 “将今论古”和“以古预测未来”的意义
课堂讨论 1： 围绕行星地球、深空探测有关
问题 地球系统演化 ：地球与生命起源、重大生物 固体地球演化动力机制 ：地球物理场和圈 －地质事件和地球表层环境、地球系统演化 层结构新进展、板块构造和超级地幔柱、内 与矿产形成 核偏移和圈层耦合
厄尔尼诺与气-水-岩圈相互作用：大气和
海洋的组成和结构、热力状况和运动、厄尔尼 诺成因探讨
掌握地球系统科学的基本概念、主要内容和研究方法， 了解当前进路启迪,为学生今后从事相关领域的科学研究、教学 工作、生产实践或领导岗位奠定基础。
本课程面向我校各个专业的研究生，希望通过课堂多 媒体讲课、课堂讨论和课下书刊阅读、网络资源相结合， 探索出一条师生良性互动的启发式教学道路。
地球系统科学
地球系统科学以“地球系统”为研究对象。 地球系统是由一系列相互作用过程，包括地球系 统各圈层之间的相互作用，物理、化学和生物三 大基本过程的相互作用以及人与地球环境的相互 作用联系起来的复杂的非线性多重耦合系统。 这种地球系统的整体观、对三大基本过程相互作 用的研究，以及对人类活动影响地球环境的特别 关注，使得全球系统科学作为一门全新的集成科 学出现在当代国际科学的前沿。
《国家中长期科学和技术发展规划纲要 (2006-2020年)》
国务院2006年2月9日发布：根据对基 础科学发展具有带动作用，具有良好基 础，能充分体现我国优势与特色、有利 于大幅度提升我国基础科学的国际地位 等原则，我国遴选出8个科学前沿问题。
核心数学及其在交叉领域的应用
主要研究数学与其他学科相互交叉及在科学 研究和实际应用中产生的新的数学问题等。
生态系统和生物多样性：生态系统能量流
动、生物－地球化学循环、环境污染和生物 多样性减少
自然资源类型及其短缺 ： 自然资源的类型
和性质、自然资源可得性的度量、自然资源短 缺和可持续利用、循环经济
自然灾害及其防治 ： 自然灾害一般特征和
类型、典型灾害分析、地震预报的争议、减 灾对策
课堂讨论3：读书报告选题汇报选
地球系统
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, 是由固体地球（核－幔－岩石圈）、流体 地球（大气圈、水圈、土壤圈和生物圈）、 社会地球（人类作用）和行星地球（太阳 系－银河系）组成的一个开放的复杂巨系 统， 称为地球系统(Earth’s System)。 地球系统内部存在不同圈层（子系统）之 间的相互作用。
地球系统科学
Earth System Science
中国地质大学(北京)地球科学与资源学院 刘本培教授 2008. 4
1.课程介绍 2.从传统地球科学到 地球系统科学 3.可持续发展与环境、资 源瓶颈
1.课程介绍
课程特色
21世纪的建设者和领导者为了实现可持续发展的科学 发展观，需要以地球系统科学的新地球观从整体上来认识 地球并关注当前资源、环境热点问题。