科学地球教学课件

科学地球教学课件这个现代地球科学课件为您提供全面的地球科学视角，深入探索我们星球的奥秘和科学原理本课件内容丰富全面，涵盖地球系统的各个方面，包括地质构造、大气层、水圈及生物圈我们将一同探索地球的自然资源、环境挑战及前沿科学发现，帮助您理解我们居住的这个蓝色星球的复杂性和美妙之处通过这节课的学习，您将获得关于地球科学的全50面认识什么是地球科学地球科学是一门综合性学科，其研究对象是地球及其周围环境它不仅关注地球本身的物理特性、化学成分和内部结构，还研究影响地球的各种自然过程和现象地质学地球科学融合了多个学科领域的知识和方法，包括地质学、大气科学、海洋学研究地球的组成、结构和历史演化，包括岩石、矿物和地质构造的形成过程和环境科学等这种多学科融合使地球科学家能够从不同角度理解地球系统的复杂性大气科学研究地球大气层的组成、结构、物理特性以及影响天气和气候的各种现象海洋科学研究海洋的物理、化学、生物过程及其与大气、陆地的相互作用学习地球科学的意义学习地球科学满足了人类的多重需求，从基本的求知欲到生存和发展的实际需要通过了解地球的结构、过程和变化，我们能够更好地适应和利用自然环境，提高生活质量增进科学认知地球科学帮助我们理解生活环境的形成和演变，满足人类对自然世界的好奇心，提升科学素养资源开发利用地球科学知识指导矿产、能源、水资源的勘探和开发，为人类的经济活动提供基础支持灾害预防控制地球科学对地震、火山、洪水等自然灾害的研究，有助于建立预警系统，减轻灾害损失可持续发展地球科学为环境保护、气候变化应对和生态修复提供科学依据，促进人与自然和谐共处地球科学的历史早期地球科学的起源中国现代地质学的发展地球科学的起源可以追溯到古代文明古希腊哲学家如亚里士多德和泰勒斯开始思考地球的性质和形成过程他们提出了一些关于自然现象的早期理论，尽管这些理论与现代科学认知相去甚远同时，中国古代也有对地球科学的探索古代中国学者记录了地震、彗李四光（）是中国现代地质学的奠基人之一，他的贡献对1889-1971星等天文地质现象，《禹贡》中的地理描述显示了早期中国人对地理环中国地球科学的发展有着深远影响他创立了地质力学理论，并成功应境的深入认识用于石油勘探，为中国石油工业的发展做出了重大贡献李四光还培养了一大批地质人才，建立了中国自己的地质教育体系，推动了中国地质学从理论研究到实际应用的全面发展地球科学的主要分支地球科学1固体地球科学2流体地球科学地质学地球物理学3大气科学海洋科学矿物学岩石学地震学4气象学海洋物理环境科学地球科学是一个庞大的学科体系，可以分为固体地球科学和流体地球科学两大类固体地球科学主要研究地球的固态部分，包括地质学和地球物理学；而流体地球科学则关注地球的流体部分，包括大气科学和海洋科学环境科学是一门跨学科领域，它综合应用地质学、大气科学、海洋科学等多学科知识，研究人类活动与自然环境之间的相互关系，为环境保护和可持续发展提供科学依据地球的基本形状地球并非完美的球体，而是一个两极稍扁、赤道略鼓的椭球体，这种形千米千米63786357状在地球科学中被称为椭球体或旋转椭球体这种形状主要是由于地球自转产生的离心力导致赤道附近物质向外膨胀赤道半径极地半径尽管地球形状的偏差很小，但在精确的科学测量和导航中必须考虑这一因素例如，全球定位系统和地图制作都需要考虑地球的真实形状，GPS地球在赤道处的半径达到最大，约地球在南北极点的半径较小，约为而不是简单的球形假设为千米千米63786357千米21赤道极地差值赤道半径比极地半径大约千米，21这个差异形成了地球的椭球形状地球的大小与结构地球是太阳系中的第三颗行星，也是太阳系中密度最大的行星地球的总表面积约为亿平方千米，其中海洋覆盖了约的表面，陆地仅占

5.171%29%尽管从外太空看，地球表面的海洋和陆地差异明显，但相对于整个地球而言，这些表面特征只是极薄的一层地幔位于地壳下方，厚度约千米主要由硅2900酸盐矿物组成，但较地壳更为致密上地幔部分熔融形成软流层地壳最外层，相对较薄大陆地壳厚度约25-千米，大洋地壳厚度约千米主要705-10由硅酸盐岩石组成地核最内层，分为外核和内核外核为液态，主要成分为铁镍合金；内核为固态，同样主要由铁镍组成，直径约千米2440地球的物理特性地球的物理特性对其上生命的存在和发展有着决定性影响地球适宜的

5.5g/cm³

23.5°质量产生了合适的重力，能够保持稳定的大气层但又不至于过强，使得生物能够发展多样的形态平均密度自转轴倾角地球自转轴的倾斜不仅导致了季节变化，也使得全球不同地区接收到不同强度的太阳辐射，形成了丰富多样的气候带这种气候多样性为不同地球的平均密度约为克立方厘地球的自转轴与其公转轨道平面垂

5.5/类型的生态系统提供了适宜的环境，是地球生物多样性的重要基础米，这一数值远高于地表常见岩石直线之间的夹角约为度，这

23.5的密度，表明地球内部存在更高密个倾斜角是四季变化的根本原因地球的密度分布揭示了其内部结构的差异从地核到地表，密度逐渐减度的物质小，这种分层结构是地球演化过程中物质分异的结果

9.8m/s²重力加速度地球表面的平均重力加速度约为米秒，这一数值因纬度和海

9.8/²拔高度而略有差异地球自转与公转地球自转地球公转地球绕自身轴心旋转一周的时间为小时地球绕太阳运行一周的时间约为天，

2356365.24分秒，这称为一个恒星日地球自西向东自这构成了一个恒星年地球的公转轨道是一个4转，导致我们观察到的天体从东向西移动的现椭圆，太阳位于其中一个焦点，这导致地球与象太阳的距离在一年中有所变化时间计算季节变化人类的日历系统是基于地球的自转和公转周期地球自转轴的倾斜与公转运动相结合，使得北设计的闰年的设置就是为了弥补公转周期不半球和南半球在一年中交替接收到更多的太阳是整数天的差异辐射，形成了明显的季节变化地球的自转和公转运动是人类理解时间和季节的基础，也对地球上的气候、洋流、风向等自然现象有着深远影响自古以来，人类通过观察天体运动发展了天文学，并以此为基础建立了各种历法系统自转带来的现象日夜交替赤道膨胀现象地球自转最直接的影响是导致了昼夜交替现象当地球表面的某一点面向太阳时为白天，背向太阳时为黑夜由于地球自西向东自转，太阳从东方升起，从西方落下昼夜长短随着纬度和季节而变化在赤道地区，全年昼夜时间几乎相等，约为小时；而在极地地区，则会出现极昼和极夜现象，即在特定季节太阳可能连12续几个月不落或不升地球自转产生的离心力导致赤道地区物质向外膨胀，形成赤道膨胀（）现象这使得地球呈现出两极稍扁、赤道略鼓的椭球体Equatorial Bulge形状赤道膨胀现象对重力分布也有影响，赤道地区的重力加速度略小于极地地区这一现象还影响了地球上洋流和风的运动方向，是形成科里奥利力（Coriolis）的原因之一Force公转带来的现象1春分月日320/21太阳直射赤道，全球昼夜平分北半球开始春季，南半球开始秋季2夏至月日621/22太阳直射北回归线，北半球接收阳光最多，昼长夜短，南半球相反3秋分月日922/23太阳再次直射赤道，全球昼夜再次平分北半球开始秋季，南半球开始春季4冬至月日1221/22太阳直射南回归线，北半球接收阳光最少，昼短夜长，南半球相反地球公转轨道是一个椭圆，太阳位于其中一个焦点，这导致地球与太阳的距离在一年中有所变化地球在月初达到近日点（约亿公里），在月初达到远日点（约亿公里）

11.

4771.52太阳高度角的季节性变化导致日影长度和方位发生变化在北半球，夏季太阳高度角大，中午影子短；冬季太阳高度角小，中午影子长这种变化对古代文明发展日晷等测时工具有重要影响，也是现代建筑设计中考虑采光和遮阳的重要因素地球磁场地球磁场是地球周围的磁力区域，它就像一个巨大的磁铁，有南北两极1磁场保护层科学家认为，地球磁场主要由地球内核的液态铁产生这种液态铁的运动形成了电流，进而产生了磁场，这一过程被称为地磁发电机效应地球磁场形成了一个保护层，称为磁层，它抵挡了来自太阳的高能带电粒子流（太阳风）和宇宙射线，保护了地球上的生命地球磁场的方向与地球的地理轴不完全一致，存在约度的偏角此外，112指南针导航地球磁场的南北极还会随时间缓慢移动，甚至在地质历史上多次发生磁极倒转现象人类利用地球磁场发明了指南针，这一工具在古代航海和陆地导航中发挥了重要作用，促进了人类文明的发展和交流3极光现象当太阳风中的带电粒子沿地球磁力线进入高纬度地区大气层时，与大气分子碰撞发光，形成美丽的极光现象地球的地壳地壳是地球最外层的固体岩石圈，虽然相对于整个地球而言非常薄，但它是人类直接接触和研究最多的部分地壳的厚度从千米到千米不等，这种变化主要取决于所处的地570质环境大陆地壳大洋地壳大陆地壳较厚，平均厚度约为千米，在山脉区域可达千米主要由花岗岩大洋地壳较薄，平均厚度仅为千米主要由玄武岩类岩石组成，密度较高，约为30-40705-10类岩石组成，密度较低，约为大陆地壳是地球上最古老的部分，一些岩石大洋地壳相对年轻，最古老的部分约为亿年，因为较老的大洋地壳会通

2.7g/cm³

3.0g/cm³2年龄可达亿年过俯冲作用返回地幔40地壳是地球上大部分自然资源的来源，包括金属矿产、能源矿产和建筑材料等地壳的研究对于理解地球的演化历史、寻找自然资源和预测地质灾害具有重要意义板块构造学说板块构造学说是世纪地球科学最伟大的理论成就之一，它解释了地球表面的许多地质现象20根据这一理论，地球的岩石圈（包括地壳和上地幔顶部）被分割成若干大小不等的板块，这些板块漂浮在软流层之上并相对运动张裂边界板块相互远离的边界，如大西洋中脊这里岩浆上涌形成新的地壳，导致海底扩张汇聚边界板块相互靠近的边界可能形成俯冲带（一个板块沉入地幔）、山脉（陆陆碰撞）或岛弧（洋陆碰撞）转换边界板块平行滑动的边界，如美国加州的圣安德烈亚斯断层这里频繁发生地震但很少有火山活动地球上有七大主要板块欧亚板块、非洲板块、北美板块、南美板块、太平洋板块、印度澳-大利亚板块和南极洲板块，以及许多小板块板块的相对运动速度通常为每年几厘米，虽然缓慢但持续不断，最终导致大陆漂移、山脉形成、地震和火山等地质现象大气层结构散逸层千米500-10,000大气最外层，密度极低，气体分子可逸出地球引力主要成分为氢和氦，温度可达℃以上2000热层千米85-500吸收大量紫外线和射线辐射，温度随高度增加而升高极光现象和许多人造卫星在此层运行X中间层千米50-85温度随高度增加而降低，顶部（中间层顶）是大气中最冷的区域，约℃流星体在此层燃烧-90平流层千米12-50含有臭氧层，吸收大部分紫外线辐射温度随高度增加而升高，气流稳定，是长途飞机的主要飞行区域对流层千米0-12最接近地面的大气层，含有约的大气质量和几乎所有水汽温度随高度增加而降低，平均每升高千米降低约℃几乎所有天气现象都发生在此层75%

16.5大气层的分层结构对地球生命至关重要对流层提供了呼吸所需的氧气和水循环所需的水汽；平流层中的臭氧层保护生物免受有害紫外线辐射；而整个大气层共同调节地球表面温度，使其适宜生命存在大气的组成地球大气是一种复杂的气体混合物，主要由氮气、氧气和少量其他气体组成干燥空气中，氮气温室气体与温室效应约占，氧气约占，其余由多种微量气体组成，包括二氧化碳、氩气、氖气、氦气、78%21%1%甲烷等此外，大气中还含有数量不等的水汽，通常占0-4%大气成分的这种比例对地球生命至关重要氧气含量足够支持需氧生物的呼吸，但又不至于太高导致频繁的火灾；氮气虽然相对惰性，但通过细菌固氮作用成为植物生长的重要营养元素；而二氧化碳虽然含量很少，但对维持地球温度有重要作用大气中的某些气体，如二氧化碳、甲烷、水汽和氧化亚氮等，具有吸收和再辐射红外线的能力，被称为温室气体这些气体让太阳短波辐射通过但阻止地球表面反射的长波辐射逃逸，导致大气保留更多热量，这一过程被称为温室效应适度的温室效应对地球生命是必要的，它使地球平均温度维持在约℃，而不是没有大气情况下15的℃然而，人类活动增加的温室气体排放正在加强这一效应，导致全球变暖和气候变化-18水圈地球的水体水圈是地球上所有形态的水的总称，包括海洋、冰川、河流、湖泊、地下水和大气中的水汽等水是地球独特的特征之一，使其在太阳系中脱颖而出海洋覆盖了地球表面约的面积，平均深度约米，最深处（马里亚纳海71%3800沟）超过米

1100097.5%

1.7%海水冰川和冰盖地球上绝大部分水以海水形式存在于海洋中，含有大量溶解的盐类，平均盐度约为主要分布在南极、格陵兰和高山地区，储存了地球上大部分淡水资源35‰

0.76%

0.04%地下水地表淡水存在于土壤和岩石孔隙中的水，是重要的淡水资源，也是许多地区饮用水的主要来源包括河流、湖泊、沼泽等，虽然比例很小，但对人类和生态系统至关重要淡水资源仅占地球总水量的，而其中大部分又以冰川形式存在，不易获取可直接供人类使用的淡水资源非常有限，这使得水资源管理成为全球面临的重要挑战

2.5%水循环蒸发凝结太阳能使海洋、湖泊、河流等水体表面的水变成水汽植物通过蒸腾作用也向大气释放水汽水汽在高空冷却凝结成小水滴，形成云这些每年约有立方千米的水通过蒸发进入小水滴附着在空气中的微粒上，逐渐增大496,000大气径流与渗透降水降水的一部分形成地表径流，汇入河流、湖泊当云中水滴或冰晶足够大，超过空气浮力时，最终回到海洋；另一部分渗入地下，成为地下以雨、雪、冰雹等形式落回地面全球平均年水，缓慢流动或被植物吸收降水量约为毫米1000水循环是地球上水在不同形态和位置之间连续转换的过程，它由太阳能驱动，没有真正的起点和终点这一过程维持了地球上的淡水供应，调节了气候，塑造了地表地貌，支持了生态系统的运作人类活动，如森林砍伐、城市化、水资源过度开发等，正在改变自然水循环的模式，导致洪水、干旱等水文灾害增多，这对全球生态环境和人类社会带来了严峻挑战海洋与陆地分布全球海洋分布全球陆地分布

46.6%

29.5%太平洋亚洲面积约亿平方千米，是地球上最大的海洋，深度平均米面积约万平方千米，是最大的大陆，拥有最高峰珠穆朗玛峰

1.

84280440023.9%

20.4%大西洋非洲面积约万平方千米，平均深度米，为全球贸易提供重要航道面积约万平方千米，是第二大洲，拥有世界最大沙漠撒哈拉

91503330300020.8%

16.3%印度洋北美洲面积约万平方千米，平均深度米，是世界第三大洋面积约万平方千米，拥有世界最大淡水湖群五大湖

7360396024008.7%

33.8%其他海域其他陆地包括北冰洋、南大洋及各大陆边缘海，如地中海、加勒比海等包括南美洲、欧洲、大洋洲和南极洲，各具特色的地理环境地球表面的海洋和陆地分布极不均匀北半球的陆地面积约为南半球的两倍，这种不平衡分布对全球气候和生物多样性有重要影响此外，陆地在地球表面也呈不规则分布，可以看到欧亚非三大洲相连，形成了一个庞大的陆块，而其他大洲则相对孤立海洋科学简介海洋科学是研究海洋及其所有方面的综合性学科，包括海洋物理、海洋化学、海洋生物和海洋地质等分支海洋覆盖了地球表面的，对全球气候、生态系统和人类社会有着深远影响，因此海洋科学研究具有重要71%的科学和实用价值海洋生态研究海洋资源勘探研究海洋生物多样性、食物网结构和生态系统功能，探索海洋中的矿产、能源和生物资源，开发可持续评估海洋健康状况，为海洋保护提供科学依据如利用技术中国蛟龙号深海载人潜水器的研发，使中国科学家在南海珊瑚礁生态系统方面的研究，揭中国具备了探索海洋深处资源的能力示了气候变化对珊瑚白化的影响海洋循环研究研究海洋洋流、潮汐和波浪等物理过程，以及它们对气候和生态系统的影响例如，厄尔尼诺现象研究揭示了太平洋海温异常对全球气候的重大影响海洋科学的前沿领域包括海洋声学、海洋化学等海洋声学利用声波研究海洋环境和探测海底地形，是军事和民用领域的重要技术；海洋化学则研究海水中的化学成分及其变化，对理解海洋酸化等环境问题至关重要随着科技进步，深海探测、海洋观测网络等新技术不断发展，推动海洋科学向更深更广领域拓展土壤圈与岩石圈岩石循环土壤形成与利用土壤是岩石风化的产物，是地表最薄但最活跃的层次，也是植物生长和微生物活动的主要场所土壤形成受气候、生物、地形、母质和时间等因素影响，不同条件下形成的土壤类型差异很大土壤对人类至关重要，是农业生产的基础不同类型土壤适合不同作物生长，土地利用方式应根据土壤特性合理确定例如，黑土适合种植粮食作物，而红壤经改良后可用于茶叶、水果等经济作物种植然而，不合理的土地利用导致的水土流失、土壤污染和荒漠化等问题，正威胁着这一宝贵资源的可持续利用土壤保护和恢复成为当前环境保护的重要内容地球的演化简史地球形成期亿年前146-45太阳系从星云云团中形成，地球通过微行星碰撞逐渐聚集质量初始地球是一个熔融状态的炽热星球，稍后形成了原始大气和海洋2冥古宙亿年前45-40地球经历剧烈的行星撞击，包括可能形成月球的巨大碰撞地壳开始形成，最古老的岩石（加拿大阿卡斯塔片麻岩）形成于此时期末太古宙亿年前340-25原始大陆开始形成，生命可能出现蓝细菌开始进行光合作用，释放氧气太古宙晚期，大气中氧气开始积累4元古宙亿年前25-

5.4超大陆罗迪尼亚形成和分裂全球性冰川事件雪球地球多次发生多细胞生物出现并演化，包括最早的软体动物显生宙亿年至今

55.4生命大爆发，海洋和陆地生物多样性显著增加恐龙统治中生代，随后哺乳动物兴起人类在晚期出现并发展文明地球的演化是一个漫长而复杂的过程，从一个炽热的熔融球体逐渐冷却，发展出复杂的地质、大气和生物系统整个过程中，地球经历了多次剧烈变化，包括大陆漂移、气候变化、物种灭绝和新物种出现等今天我们所见的地球环境是这一长期演化过程的临时结果，仍在不断变化之中古生物化石记录化石是远古生物保存在岩石中的遗迹，是研究生命演化历史的重要证据化石中国澄江生物群形成通常需要特殊条件，如生物遗体快速被沉积物掩埋，避免分解和破坏化石类型多样，包括骨骼化石、印痕化石、琥珀包裹物、冰冻化石等三叶虫是古生代海洋中最具代表性的无脊椎动物，化石记录丰富，经历了三亿多年的演化历史，最终在二叠纪末大灭绝中消失恐龙则是中生代陆地生态系统的主导者，统治地球长达亿年，留下了丰富的化石记录，帮助科学家重

1.6建它们的形态和生活方式中国云南澄江生物群是世界上最重要的早期多细胞动物化石库之一，距今约亿年，属于寒武纪早期这一生物群以其惊人的保存状态而闻名，不仅保

5.2存了动物的硬体部分，还保存了软组织的精细结构澄江生物群记录了寒武纪大爆发时期的生物多样性，包括早期节肢动物、腕足动物、海绵动物等，以及许多难以归类的奇特生物这些化石为研究早期动物的演化和分类提供了宝贵材料，年被列入世界自然遗产名录2012地质年代与地史地质年代是地球历史的时间划分系统，帮助科学家组织和理解地球的漫长历史地质年代通常按照生物演化的重大事件和地层中明显的地质变化来划分完整的地质年代表从最古老到最年轻分为宙、代、纪、世等层级1前寒武纪地球历史最长的时期，从地球形成（约亿年前）到寒武纪开始（约亿年前）这一时期地球经历

465.4了最初的形成、原始大气和海洋的出现、早期生命的起源和演化前寒武纪可进一步分为冥古宙、太古宙和元古宙2古生代从亿年前持续到亿年前，分为寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪这一时期见

5.

42.5证了海洋无脊椎动物的繁盛、鱼类的出现和多样化、两栖动物登陆以及爬行动物的出现二叠纪末发生了地球历史上最严重的生物大灭绝3中生代从亿年前持续到万年前，分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪这一时期常被称为爬行动物时代或

2.56600恐龙时代，恐龙、翼龙和海生爬行动物统治着陆地、空中和海洋第一批哺乳动物、鸟类和被子植物也出现在这一时期4新生代从万年前持续至今，分为古近纪、新近纪和第四纪这一时期被称为哺乳动物时代，哺乳动物在6600恐龙灭绝后迅速多样化和繁盛人类及其祖先也在这一时期出现并演化气候经历了从温暖湿润到冰期和间冰期交替的变化地层学是研究岩层序列和相互关系的科学，通过研究地层的性质、排列顺序和所含化石，科学家可以重建古代环境、气候变化和生物演化历史地层对比技术允许科学家将不同地区的岩层进行关联，建立全球地质年代框架火山与地震分布火环地区火山带中国华北地震带实例环太平洋火山带，又称火环，是世界上最活跃的火山和地震带这一地区沿太平洋周缘分布，呈环状，Ring ofFire全长约公里，包含了全球约的活火山和约的地震40,00075%90%火环的形成与太平洋板块和周围板块的相互作用密切相关在火环区域，太平洋板块与北美板块、南美板块、欧亚板块等发生俯冲，形成了深海沟、岛弧和活火山链代表性火山包括日本的富士山、美国的圣海伦斯火山和印度尼西亚的克拉卡托火山等华北地震带是中国大陆东部最主要的地震带之一，主要分布在太行山以东、燕山以南、渤海湾一带的平原和丘陵地区这一地区虽然远离板块边界，但内部存在活动断裂，历史上发生过多次破坏性地震华北地震带著名的历史地震包括年唐山地震（里氏级，造成万余人死亡）、年邢台地震（里氏

19767.

82419667.2级）和年三河平谷地震（估计级以上）等这些地震主要与华北地区的断陷盆地和深部断裂活动有关，反映1679—8了华北克拉通破坏和岩石圈减薄的地质背景火山和地震的分布并非随机，而是高度集中在板块边界附近这种分布模式为板块构造学说提供了有力证据，表明地壳运动是火山和地震活动的主要原因了解这种分布规律对防灾减灾具有重要意义地球内部探测方法地震波探测利用地震波在地球内部传播的特性研究地球内部结构波纵波和波横波在不同介质中传播速PS度不同，通过分析它们的传播时间和路径，可以推断地球内部的密度和物理状态例如，波不能S穿过液态外核，这一发现证明了地球外核是液态的重力与磁力勘探通过测量地球表面重力和磁力的微小变化，可以推断地下岩体的密度和磁性差异重力异常可能指示地下密度较高的矿体或密度较低的盐丘，而磁力异常则可能反映富含磁性矿物的岩体分布这些方法广泛应用于矿产勘探和地壳结构研究遥感技术利用卫星或飞机搭载的传感器获取地表信息，包括地形、植被、温度等合成孔径雷达可穿透云层和部分地表，探测地下结构；热红外遥感可探测地表温度异常，帮助识别地热区和火山活动；而重力卫星可测量地球重力场变化，反映地下质量分布地球成像技术是一种先进的地球内部成像方法，灵感来自医学扫描它综合利用来自世界各地地震台CT CT站的数据，通过计算机反演，创建地球内部三维结构模型这种技术极大地提高了对地幔柱、俯冲带等复杂地质结构的认识随着科技进步，越来越多的探测手段被开发出来例如，中国的透明地壳计划利用深地震测深和地震层析成像技术，绘制了中国大陆地壳上地幔精细结构图，为资源勘探和地震研究提供了重要基础矿产资源矿产资源是指自然界中可以开采并有经济价值的矿物和岩石，它们是人类社会发展的物质基础矿产资源按用途可分为金属矿产、非金属矿产和能源矿产三大类金属矿产如铁、铜、铝等是工业生产的基础原料；非金属矿产如石灰石、石膏、钾盐等广泛用于建材、化工和农业；能源矿产如煤、石油、天然气和铀矿则是能源供应的主要来源金属矿产稀土资源铁是最重要的金属矿产之一，全球年产量约为亿吨中国鞍山铁矿区是亚洲最大的铁矿基稀土元素是现代高科技产业的重要原料，用于永磁材料、荧光材料、催化剂等领域中国是世20地，已开采百余年，矿石储量丰富，品位中等鞍山铁矿以赤铁矿为主，伴生有钒、钛等有价界上稀土资源最丰富的国家，内蒙古白云鄂博矿和江西赣南离子吸附型矿是主要产区中国在元素，为中国钢铁工业的发展做出了重要贡献稀土开采、冶炼和应用技术方面处于世界领先地位矿产资源的形成与地质作用密切相关岩浆活动可形成铁、铜、镍等矿床；沉积作用可形成煤、石油和某些铁矿；变质作用则可富集或再分配原有矿物了解矿床成因对矿产勘探具有重要指导意义随着高品位易采矿产的逐渐减少，如何高效利用低品位矿产和发展循环经济成为当前矿业发展的重要方向石油与天然气资源全球油气分布中国塔里木盆地资源开发石油和天然气是当今世界最重要的能源和化工原料，它们的分布与地质条件密切相关全球油气资源主要集中在中东、北美、俄罗斯、委内瑞拉和北非等地区中东地区拥有全球约的已探50%明石油储量和约的天然气储量，沙特阿拉伯、伊朗、伊拉克、科威特和阿联酋是主要产油国40%油气资源的形成需要特定的地质条件丰富的有机质源岩、适宜的温压条件使有机质转化为油气、良好的储集岩和盖层构成油气藏，以及合适的圈闭构造使油气聚集这些条件在古代海洋环境中更容易满足，因此多数大型油气田都分布在古代海盆地区塔里木盆地位于中国新疆维吾尔自治区南部，是中国最大的内陆盆地，面积约万平方公里这56一地区自然条件恶劣，被称为死亡之海，但地下蕴藏着丰富的油气资源塔里木盆地是典型的多旋回叠合盆地，经历了复杂的地质演化历史，形成了多套生油层系和多种类型的油气藏中国石油天然气集团公司自世纪年代开始在此勘探开发，取得了重大突破，2080发现了塔中、塔北和库车等多个大型油气田塔里木油田已成为中国重要的能源基地，为国家能源安全做出了重要贡献随着常规油气资源的逐渐减少，页岩油气、煤层气等非常规油气资源开发受到越来越多关注这些资源储量巨大但开采难度大，需要水平钻井、水力压裂等先进技术同时，油气开发对环境的影响也日益受到重视，绿色开发成为行业发展趋势地热与新能源地热能资源蓝色能源开发地热能是来自地球内部的热能，主要源于地蓝色能源是指来自海洋的可再生能源，包括球内部放射性元素衰变和地球形成时的原始潮汐能、波浪能、海流能和海洋温差能等热量地热资源在全球分布不均，主要集中这些能源具有储量大、无污染、可再生等优在板块边界、火山活动区和地壳裂隙带冰点，但开发技术相对复杂，目前商业化程度岛、新西兰、美国、菲律宾和意大利等国地不高热资源丰富，地热发电技术发达法国拉朗斯潮汐电站和韩国始华湖潮汐电站中国地热资源总量大，分布广，类型多样是全球最大的潮汐发电设施中国拥有丰富以中低温地热资源为主，主要分布在华北平的潮汐资源，浙江江厦潮汐电站是中国第一原、松辽平原、四川盆地等地区西藏羊八座潮汐电站波浪能和海洋温差能开发尚处井地热田是中国最著名的高温地热田，已建于试验阶段，但潜力巨大海洋能开发是未成地热发电站来新能源领域的重要方向地热能和蓝色能源作为可再生能源，在应对气候变化、减少碳排放方面具有重要意义它们可以提供稳定的基础负荷电力，弥补太阳能、风能等间歇性能源的不足随着技术进步和成本降低，这些能源的开发利用将迎来更大发展同时，这些新能源的开发也需要充分考虑环境影响，实现与生态环境的和谐共存水资源概况全球水资源现状中国水资源分布特点

97.5%海水不适合直接饮用和农业灌溉

2.5%淡水包括冰川、地下水和地表水中国水资源总量约为

2.8万亿立方米，居世界第六位，但人均水资源量仅为世界平均水平的1/4，是全球13个贫水国家之一更为突出的问题是水资源分布极不均

0.3%衡南方丰富，北方短缺；东部沿海地区多，西部内陆地区少；季节变化大，洪涝干旱频发为解决水资源分布不均问题，中国实施了南水北调等重大水利工程东线和中线工程已建成通水，西线工程正在规划中这些工程极大改善了北方地区的水资源条件，但也带来了生态环境挑战，需要统筹考虑经济发展和生态保护可利用淡水人类可直接获取的淡水资源全球水资源总量虽然巨大，但淡水资源有限，且分布不均随着人口增长和经济发展，全球约40%的人口生活在缺水地区，水资源短缺已成为全球性挑战同时，水污染、水生态系统退化等问题也日益严重，需要全球共同应对土壤资源与生态服务土壤是地球表面疏松的物质层，由矿物质、有机质、水分、空气和生物组成，是陆地生态系统的基础土壤不仅是植物生长的介质，也是物质循环和能量流动的重要环节全球土壤类型多样，包括黑土、棕土、红壤、黄壤、灰钙土等，它们的形成与气候、生物、地形、母质和时间等因素密切相关支持植物生长净化水质土壤为植物提供营养、水分和固定基质，直接影响农业土壤可以过滤、缓冲和转化有害物质，保护地下水和地生产力全球约的食物直接或间接来自土壤土壤表水质量一厘米厚的表土可以过滤和净化约升的95%200肥力的高低决定了粮食安全的保障程度降水支持生物多样性碳汇功能4土壤是无数微生物、真菌、昆虫和其他生物的栖息地土壤是陆地生态系统最大的碳库，储存了比大气和植被一勺健康的表土中可能含有数十亿微生物，它们参与物更多的碳健康的土壤可以固定大气中的二氧化碳，减质分解和养分循环缓气候变化然而，土地荒漠化正在威胁全球土壤资源荒漠化是指土地在干旱、半干旱和亚湿润干旱地区因气候变化和人类活动等因素而退化的过程全球约的土地面临荒漠化威胁，每年新1/4增荒漠化土地约万平方公里中国是受荒漠化影响最严重的国家之一，荒漠化面积达万平方公里，占国土面积的5-726227%为应对土地荒漠化，中国实施了三北防护林、退耕还林还草等生态工程，并在库布其沙漠等地探索出沙漠治理的成功模式这些努力已取得显著成效，中国是全球荒漠化面积净减少的少数国家之一大气与气候变化温室效应与全球变暖主要温室气体温室效应是大气中的温室气体吸收地表辐射热能并再辐射，使地球表面温度升高的现象这一过程对维持地76%球适宜温度至关重要，没有温室效应，地球平均温度将降至℃，不适合生命存在-18二氧化碳₂CO然而，人类活动导致大气中温室气体浓度快速增加，强化了自然温室效应，造成全球变暖工业革命以来，地球平均气温已上升约℃如果不采取有效措施，本世纪末全球温度可能比工业化前水平高℃，主要来源于化石燃料燃烧、森林砍伐和水泥生产等大气中₂浓度已从工业革命前的上升到现

1.

12.7-

3.1CO280ppm导致海平面上升、极端天气事件增加、生物多样性减少等严重后果在的以上417ppm16%甲烷₄CH主要来源于农业（尤其是水稻种植和牲畜养殖）、化石燃料开采和垃圾填埋等甲烷的温室效应是₂的CO倍286%氧化亚氮₂N O主要来源于农业肥料使用、化石燃料燃烧和工业生产₂的温室效应是₂的倍，且能破坏臭氧N OCO265层2%氟化气体包括氢氟碳化物、全氟碳化物和六氟化硫₆等，主要用于制冷剂、溶剂和绝缘材料温HFCs PFCsSF室效应极强，值可达数千至数万GWP人类活动对地球的影响碳排放酸雨土地退化人类活动，尤其是化石燃料的燃烧，每年向大气中燃烧化石燃料释放的硫氧化物和氮氧化物与大气中过度耕种、过度放牧、森林砍伐和不合理灌溉等人释放约亿吨二氧化碳这些额外的碳排放打的水汽结合形成硫酸和硝酸，随降水落到地面形成类活动导致土地退化全球每年约有万公顷3501200破了地球碳循环的平衡，导致大气中二氧化碳浓度酸雨酸雨值通常低于，严重时可达土地退化，相当于每分钟消失公顷土地退化pH

5.62-323持续上升，加剧全球变暖工业化国家历史上的碳酸雨破坏森林生态系统，损害建筑和文物，酸化湖降低了土壤肥力，减少了生物多样性，影响了食物排放占主导，但发展中国家排放量正在快速增长泊和河流导致水生生物死亡中国、欧洲和北美曾生产，每年造成约亿美元的经济损失400是酸雨严重地区城市化是人类活动对地球表面最直接、最明显的改变之一全球城市面积虽然仅占陆地表面的约，但城市集中了全球超过的人口，消耗了约的3%55%75%自然资源，产生了约的温室气体排放城市化过程中，自然地表被不透水的混凝土和沥青覆盖，改变了局地水文循环；高楼大厦和人为热源形成了城市70%热岛效应；而城市扩张也往往占用了农田和自然栖息地灾害地球科学灾害地球科学研究地质、气象、海洋等自然灾害的成因、发展规律和防治方法地球上的自然灾害种类繁多，包括地震、火山、洪水、台风、泥石流等，每年造成巨大的人员伤亡和财产损失了解这些灾害的科学知识，对提高防灾减灾能力具有重要意义1地震地震是地下岩层突然破裂释放能量引起的地面震动破坏性地震可造成建筑倒塌、次生灾害和人员伤亡中国位于环太平洋和欧亚地震带交汇处，是全球地震多发国家之一2洪水洪水是因暴雨、雪融、风暴潮等导致江河湖海水位超过警戒线的现象全球气候变化加剧了洪水发生频率和强度中国长江、黄河等主要河流流域经常发生洪涝灾害3台风台风是热带海洋上产生的强大旋转风暴系统，风速可达以上台风带来的强风、暴雨和风暴潮可造成33m/s严重灾害中国东南沿海是台风多发区，每年约有个台风登陆7-84泥石流泥石流是山区沟谷中的松散土体、岩石在暴雨或其他因素作用下，突然沿沟谷快速流动的现象泥石流具有突发性、破坏性强的特点，多发生在山区，尤其是植被破坏严重的地区年汶川地震是中国近代史上破坏性最强的地震之一，震级达到里氏级，造成约人死亡或失踪，数百万人无

20088.087000家可归这次地震发生在龙门山断裂带上，是印度板块向欧亚板块持续推挤的结果汶川地震引发了大量次生灾害，如山体滑坡、泥石流和堰塞湖，进一步加剧了灾害损失汶川地震后，中国加强了地震监测预警网络建设，提高了建筑抗震标准，完善了灾害应急响应机制，增强了公众防灾减灾意识这些措施在后续的芦山地震、九寨沟地震等灾害中发挥了重要作用，大大减少了人员伤亡环境保护与可持续发展绿色能源开发《巴黎协定》与碳中和目标绿色能源，也称可再生能源，包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能等，具有可再生、低碳或零碳排放的特点发展绿色能源是应对气候变化、减少环境污染的重要途径中国在绿色能源领域取得了显著进展，已成为全球最大的可再生能源投资国和装机国截至年，2022中国可再生能源装机容量超过吉瓦，约占全球总量的青海省多次实现连续数天可11001/3100%再生能源供电，树立了绿色发展典范然而，可再生能源开发仍面临间歇性、储能技术不足、成本相对较高等挑战未来需要加强技术创新，优化能源结构，提高能源利用效率，实现能源系统的低碳转型《巴黎协定》是年在联合国气候变化框架公约第次缔约方大会上通过的全球气候协议，目标201521是将全球平均气温升幅控制在工业化前水平以上低于℃之内，并努力将温度升幅限制在℃之内

21.5截至年，全球近个国家已签署该协定2022200为落实《巴黎协定》，越来越多的国家提出碳中和目标碳中和是指在一定时间内，通过植树造林、节能减排等方式，抵消自身产生的二氧化碳排放，实现温室气体零排放中国承诺力争年前2030碳达峰、年前碳中和，这一目标的实现需要能源、工业、交通等多个领域的深刻变革2060可持续发展是既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展模式它要求在经济发展的同时，保护环境和自然资源，实现社会公平可持续发展理念已成为全球共识，联合国年2030可持续发展议程提出了个可持续发展目标，涵盖经济、社会和环境三大领域，旨在为全人类创造更加美好的未来17SDGs极地科学与全球变化南北极冰川消融中国极地科考贡献南极和北极是地球气候系统的重要组成部分，也是全球变化最敏感的地区近几十年来，随着全球气温上升，极地冰川加速消融北极海冰面积自年以来以每十年约的速度197913%减少，年月北极海冰达到历史第二低水平格陵兰冰盖每年损失约亿吨冰，导202092860致全球海平面上升约毫米

0.7南极情况更为复杂，东南极冰盖相对稳定，而西南极冰盖和南极半岛地区冰层快速消融拉森冰架部分崩塌、思韦茨冰川加速滑动等现象表明南极冰层不稳定性增加南极冰盖若全部融化，将使全球海平面上升约米，对沿海地区构成巨大威胁58中国于年首次开展南极科学考察，年建成长城站，成为第个开展南极科考的1984198523国家此后又建立了中山站、昆仑站和泰山站等科考站，初步形成了覆盖南极沿海、内陆和高原的科学考察体系年，中国在北极建立了黄河站，开展北极科学考察中国的极地考察船雪龙号和雪2004龙号，以及飞机、雪地车等交通工具，提高了中国极地科考的能力和水平2中国科学家在极地冰川变化、大气物理、生物多样性等领域取得了一系列重要成果例如，发现南极冰下湖泊生态系统，揭示北极气候变化对中国极端天气的影响等中国积极参与极地国际合作，为理解全球变化和保护极地环境做出了重要贡献地球科学与工程应用地铁工程中的地质应用水库建设中的地质需求地铁建设需要深入了解地下地质条件，包括岩土性质、地下水分布、断层分布等工程地质学家通过钻水库建设需要全面评估库区地质条件，包括坝址稳定性、库区渗漏可能性、诱发地震风险等地质学家探、物探等手段获取地质资料，评估地质风险，指导工程设计和施工通过详细的地质调查和分析，为水库选址、设计和运行提供科学依据上海地铁建设面临软弱地层、高地下水位等挑战，工程人员运用冻结法、盾构法等技术，安全穿越黄浦三峡水库建设前进行了长达数十年的地质勘察，详细研究了库区断层分布、滑坡风险和渗漏可能性建江和苏州河，创造了世界地铁建设的多项纪录地质知识的应用确保了工程安全和效率成后通过全方位的地质监测系统，实时监控库区地质变化，确保工程安全地球科学知识在这一世界最大水利工程中发挥了关键作用环境地质学是地球科学的另一重要应用领域，它研究人类活动与地质环境的相互关系在城市规划中，环境地质调查可以识别地质灾害风险区，避免在不适宜地区建设；在污染治理中，了解地下水流向和土壤性质有助于制定有效的修复方案；在矿山开发中，环境地质评价可以最大限度减少生态破坏，促进矿区可持续发展随着人类活动范围和强度的不断扩大，地球科学在工程领域的应用越来越广泛从高速铁路到海底隧道，从太空探测到深海开发，地球科学知识都为工程建设提供了重要支持同时，新的工程需求也推动了地球科学的发展，形成了良性互动关系野外地质调查地质调查工具典型野外调查方法野外地质调查是地球科学研究的基础工作，主要包括以下步骤首先通过卫星图像、航空照片等资料进行初步研究，确定调查路线；然后沿设计路线进行实地踏勘，记录地质现象，采集岩石、矿物和化石样品；最后整理野外资料，编制地质图，撰写调查报告地质锤露头描述是野外调查的核心内容，包括记录岩石类型、结构构造、地层层序、产状等信息在描地质学家的标志性工具，用于敲打岩石，获取新鲜样品，观察岩石的硬度、结构和成分常见的述过程中，需要准确使用专业术语，详细记录观察内容，必要时绘制素描图或拍摄照片，以便后地质锤一端为锤头，另一端为尖凿，重量约千克

0.5-1续分析研究地质填图是野外调查的重要成果，通过将野外观察数据转化为地质图，直观展示研究区的地质特征现代地质调查越来越多地使用、便携式光谱仪等设备，提高了工作效率和精度GPS地质罗盘测量岩层走向、倾向和倾角的专用罗盘，具有水平仪和测斜器现代地质罗盘通常采用布龙顿式设计，可以快速精确测量地质构造要素放大镜用于野外观察矿物和岩石的细微结构常用倍放大镜，有经验的地质学家可以通过放大镜初步10鉴定主要矿物种类和含量野外地质调查是地球科学人才培养的重要环节通过野外实践，学生能够将课本知识与实际地质现象结合，培养观察能力、分析能力和解决问题的能力中国许多地质院校都设有野外地质实习基地，如北京大学的北戴河基地、中国地质大学的秦岭基地等，每年培养大量地质人才科学考察与数据采集卫星遥感数据深地与深海探测卫星遥感技术通过卫星搭载的传感器获取地球表面信息，是地球观测的重要手段不同波段的遥感数据可以反映地深地探测通过钻探、物探等技术研究地球深部结构和过程中国实施的深部探测计划已完成多口超深钻井，最深达表温度、植被覆盖、水体分布、城市扩张等信息，广泛应用于资源调查、环境监测、灾害评估等领域到多米，获取了大量深部岩芯和地质资料，推动了深地科学研究8000中国已建成高分辨率对地观测系统，包括高分系列、资源系列、海洋系列等多种卫星，形成了全天候、全天时、全深海探测依靠潜水器、无人潜水器、深海钻探平台等设备研究海洋深处中国蛟龙号载人潜水器最大下潜深度达谱段的对地观测能力这些卫星数据为中国地球科学研究提供了丰富的基础资料米，能够覆盖全球的海洋区域海斗号无人潜水器成功下潜至马里亚纳海沟米深处，刷新

706299.8%10909中国载人深潜纪录这些技术突破极大提升了中国深海探测能力地球科学数据具有多源、多尺度、多维度的特点，数据处理和分析是地球科学研究的重要环节随着大数据、人工智能技术的发展，地球科学数据处理方法也在不断创新例如，机器学习算法可以从海量遥感图像中自动识别地表特征；高性能计算技术使复杂的地球系统模拟成为可能；虚拟现实技术则为地质资料的可视化提供了新手段地球科学数据共享是当前的重要趋势中国建立了地球系统科学数据共享平台，整合了地质、大气、海洋、极地等多领域数据资源，促进了数据的开放共享和高效利用国际上，全球地球观测系统、国际大地测量学与地球GEOSS物理学联合会等组织也在推动全球地球科学数据共享与合作IUGG全球水循环与气候调节蒸腾与云雨形成过程卫星观测地表水循环水循环是由太阳能驱动的水在地球表面和大气之间不断循环的过程其中，蒸发和蒸腾是水循环的重要环节蒸发是水体表面水分直接变为水汽的过程，而蒸腾是植物通过根系吸收水分，经茎叶呼吸作用释放水汽的过程全球约的陆地降水来自植物蒸腾作用60%水汽在上升过程中遇冷凝结成小水滴，形成云当云中水滴增大到一定程度，超过空气浮力时，就会以雨、雪等形式降落云的形成和降水过程受大气环流、地形等多种因素影响，呈现出复杂的时空分布特征例如，赤道附近的热带辐合带因上升气流强盛，形成了全球最多降水的区域卫星遥感技术为全球水循环研究提供了前所未有的观测手段美国的卫星通过测量地NASA GRACE球重力场变化，可以监测地下水、冰川等水储量变化；卫星和卫星则专门用于全球降水TRMM GPM观测；卫星和卫星可以监测土壤湿度SMOS SMAP中国高分系列卫星和风云系列气象卫星也具备水循环要素观测能力这些卫星数据结合地面观测网络，形成了多层次、全覆盖的水循环观测系统例如，通过卫星观测，科学家发现近年来青藏高原冰川加速消融，西北内陆湖泊面积扩大，为气候变化研究提供了重要证据水循环对全球气候有重要调节作用首先，水的蒸发需要吸收大量热能，而凝结时又释放热能，这一过程促进了地球表面和大气之间的热量交换；其次，水汽是重要的温室气体，影响地球辐射平衡；此外，云的形成和分布影响太阳辐射的反射和吸收，对地球能量收支有显著影响；最后，大洋环流运输巨大热量，是全球气候系统的重要组成部分科普地球上的奇观大峡谷珠穆朗玛峰美国科罗拉多大峡谷是地球上最壮观的峡谷之一，长约446公里，宽6-29公里，最深处达1800米科罗拉多河历经约600万年的侵蚀形成了这一地质奇观峡珠穆朗玛峰是地球上的最高峰，海拔

8848.86米，位于中国与尼泊尔边境的喜马拉雅山脉中段这座山峰由古海洋沉积的石灰岩组成，是印度板块与欧亚板块碰撞谷壁露出的地层记录了近20亿年的地球历史，是地质学家研究地球演化的重要窗口大峡谷每年吸引约500万游客，是世界著名的自然遗产和旅游胜地隆起的结果，每年仍以约4毫米的速度增高珠峰地区气候恶劣，氧气稀薄，代表了人类攀登的极限挑战，同时也是研究高山生态和气候变化的重要场所地球科学发展前沿地球系统科学与综合观测大数据、人工智能赋能地学地球系统科学是研究地球作为一个整体系统的科学，它将地球的大气圈、水圈、岩石圈、生物圈和人类圈视为相互作用的子系统，研究它们之间的物质循环、能量流动和信息传递这一交叉学科的出现，打破了传统地球科学分支之间的界限，为理解地球整体演化提供了新视角全球地球观测系统是国际合作建立的综合观测网络，旨在协调全球各类地球观测系统，提供全面、持续、及GEOSS时的地球信息中国建设的数字地球和透明地球工程，也是地球系统综合观测的重要组成部分，为地球系统科学研究提供了大量高质量数据大数据技术为地球科学带来了革命性变化地球观测数据量呈爆炸式增长，卫星遥感、地震监测、海洋观测等每天产生级数据如何高效处理和分析这些海量数据，成为地球科学面临的重要挑战大数据分析工具使科学家能够从复杂PB多源数据中发现规律和关联，提高科学认知水平人工智能特别是深度学习技术，在地震预测、矿产勘探、气象预报等领域展现出巨大潜力例如，美国斯坦福大学研究人员利用深度学习算法分析地震波形数据，成功识别出传统方法难以捕捉的微弱地震信号；中国科学家开发的人工智能辅助找矿系统，已在新疆、内蒙古等地成功应用，提高了矿产勘探效率地球科学的前沿研究还包括深时数字地球计划，该计划旨在重建地球历史上的古地理、古气候和生物演化，为理解地球系统长期演变规律和预测未来变化提供基础此外，地球关键带科学研究地表活跃层的物质循环和能量流动，对理解气候变化、生态系统演变和人类活动影响具有重要意义量子传感、纳米技术等新兴技术在地球科学中的应用，也正在拓展地球观测和实验研究的能力边界中国地球科学的成就年代11950-1970中国地质学家李四光提出地质力学理论，成功指导石油勘探；侯德封、叶连俊等建立了中国地层系统；中国科学家自主发现大庆油田、胜利油田等大型油气田，保障了国家能源安全2年代1980-1990钱绍钧、林良彪等发展了陆相油气成藏理论，指导中国西部盆地油气勘探；郑绵平提出盐湖沉积学理论，服务于盐湖资源开发；中国启动计划，开始研发地球观测卫星系统863年代32000-2010中国发射多颗资源、海洋、环境卫星，建成高分辨率对地观测系统；蛟龙号载人潜水器突破米深潜技术；建成青藏高原科学观测研究系统，揭示青藏高原隆升对亚洲环境的影响70004年至今2010中国启动深地探测工程，多口超深钻井突破米；建成全球规模最大的地震监测网络；火8000星探测任务天问一号成功着陆火星，开展火星表面探测，拓展地球科学研究边界陆相油气成藏理论是中国地质学家的重要理论创新与传统海相油气理论不同，陆相油气成藏理论针对陆地湖盆沉积环境，系统阐述了陆相环境下有机质富集、油气生成和聚集的规律这一理论指导发现了松辽盆地、鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地等多个大型油气田，使中国成为世界上少数几个掌握陆相油气勘探技术的国家计划是中国高技术研究发展计划，启动于年月，其中地球观测技术是重要研究领域之一通过计划，中国开发了风云系列气象卫星、海洋系列卫星和资源系列卫星等，建立了自主的地球观86319863863测卫星系统这些卫星不仅服务于中国自身的资源勘探、环境监测和灾害评估，也为全球地球观测系统作出了贡献国际地球科学合作联合国地球观测组织一带一路地球科学合作地球观测组织是年在联合国框架下成立的政府间合作机制，旨在建立全球综合地球观Group onEarth Observations,GEO2005测系统截至年，已有多个成员国和多个参与组织，共同推动地球观测数据的获取、共享和应用GEOSS2023GEO100100的工作重点包括灾害风险减轻、气候变化应对、水资源管理、生物多样性保护等领域中国是的创始成员和执行委员会成员，GEO GEO积极参与各项活动，贡献卫星观测数据，并主导多个国际合作项目，如亚太全球农业监测等GEO Asia-RiCE随着一带一路倡议的推进，中国与沿线国家在地球科学领域的合作日益深入一带一路沿线大多位于亚欧大陆构造活跃带，地质条件复杂，既蕴藏丰富资源，又面临地震、滑坡等自然灾害威胁，这为地球科学合作提供了广阔空间中国与巴基斯坦、哈萨克斯坦、泰国等国开展了地质调查、矿产勘查、地震监测等合作项目；与中亚国家共同建设丝绸之路经济带地震带监测网；与东南亚国家合作开展海洋资源和环境调查这些合作既服务于一带一路基础设施建设，也促进了沿线国家科技能力提升国际大洋发现计划是全球规模最大、历时最长的国际地球科学合作项目之一，通过深海钻探研究地球内部结构、海洋环境变化和深部生物圈等科学问题中国于年成为正式成员国，派出科学家参与多个航次的研究工作，并贡献了海洋地质十号等科考IODP2013IODP船中国科学家在南海深海钻探中发现了重要的天然气水合物资源，并揭示了南海形成演化历史地球科学的未来趋势环境与生态保护优先未来地球科学研究将更加注重生态环境保护，从传统的资源开发转向生态系统服务价值评估和保护大气污染控制、水环境治理、土壤修复等领域将获得更多关注和投入地球科学将为建设美丽中国和全球生态文明提供科学支撑资源高效绿色利用随着优质资源日益减少，地球科学将致力于发展更高效、更绿色的资源利用技术深部资源探测与开发、海洋资源综合利用、城市矿产开发等将成为重点研究方向资源开发将更加注重全生命周期管理和循环经济理念数字化智能化转型大数据、人工智能、量子计算等新兴技术将深刻改变地球科学研究方式数字孪生地球、智能地球观测系统、虚拟地球实验室等将成为重要发展方向地球科学将进入数据驱动、模型支撑、人机协同的新时代全球协同应对挑战气候变化、海洋酸化、生物多样性丧失等全球性挑战需要国际社会共同应对地球科学将在国际合作框架下，加强全球尺度的观测、模拟和预测，为人类可持续发展提供科学决策支持地球系统科学将成为未来地球科学的主导范式传统的地质学、大气科学、海洋科学等分支学科界限将进一步模糊，综合交叉研究将更加普遍地球系统模型将整合地球物理、化学、生物过程，提高对地球系统整体行为的预测能力空间地球科学是另一个快速发展的前沿领域随着航天技术进步，对地观测卫星将实现更高时空分辨率、更全谱段覆盖卫星重力测量、卫星磁测、卫星雷达干涉测量等技术将为地壳运动、水文变化、冰盖消融等研究提供全新视角同时，月球与行星科学研究将拓展地球科学的视野，通过比较行星学加深对地球形成和演化的理解绿色地球行动推动垃圾分类与资源回收国内外环保组织实例垃圾分类是减少环境污染、促进资源循环利用的重要举措中国自年起在全国推行垃圾分类制度，上海、2019北京等城市率先实施强制垃圾分类上海将垃圾分为干垃圾、湿垃圾、可回收物和有害垃圾四类，通过立法、宣传教育和基础设施建设等措施，推动垃圾分类习惯养成自然资源保护协会资源回收是垃圾分类的重要目的之一中国每年产生约万吨废旧家电、亿多部废旧手机和大量其他电子10001自然资源保护协会是国际知名环保组织，在中国开展水资源保护、气候变化应对、绿色能源发展等项目NRDC废弃物，这些城市矿产中含有大量有价金属和其他可回收材料通过建立完善的回收体系和先进的资源化处理与中国政府部门、研究机构和企业合作，推动环境政策改进和可持续发展实践NRDC技术，这些废弃物可以转化为宝贵资源，减少原生资源开采对环境的影响阿拉善SEE生态协会阿拉善是中国本土环保公益组织，由企业家发起成立，致力于荒漠化防治、生物多样性保护和环保公益支持SEE协会在内蒙古阿拉善地区开展的一亿棵梭梭项目，已成功种植数千万棵梭梭树，有效遏制沙漠扩张淡水信托基金会淡水信托基金会专注于淡水生态系统保护，在长江、黄河等流域开展水质监测、湿地保护和环境教育项目基金会通过科学研究、社区参与和政策倡导，推动中国水资源可持续管理公民环保行动在全球范围内日益活跃地球一小时活动每年吸引数亿人和数万企业参与，通过关灯一小时象征性地表达对气候变化的关注；无塑料月倡导减少一次性塑料制品使用；地球日组织各类环保宣传和实践活动这些活动不仅提高了公众环保意识，也促进了环保行为的养成绿色消费是个人参与环保的重要方式选择节能家电、使用可降解包装、购买有机食品、减少肉类消费等行为，都能减少资源消耗和环境污染消费者的绿色选择也在推动企业向更可持续的生产模式转变环保部门和社会组织通过发布绿色产品认证标准、举办绿色消费宣传活动等方式，引导公众践行绿色生活方式校园地球科学活动地质夏令营科技小论文竞赛地质夏令营是许多大学和科研机构为中学生开展的科普活动例如，中国地质大学每年举办走进地球科学夏令营，全国青少年科技创新大赛设有地球与环境科学专项，鼓励中小学生围绕地质、气象、海洋、环境等主题开展研究并带领学生参观地质博物馆，进行岩石矿物鉴定实验，开展野外地质考察，体验地质学家的工作这些活动激发了学撰写科技论文例如，浙江省一所中学学生通过调查当地溶洞形成与演化，撰写的论文获得省级奖项；广东省一组生对地球科学的兴趣，培养了科学探究精神学生研究珠江三角洲海平面上升影响的论文，在国家级比赛中获得认可北京大学地球与空间科学学院的燕园地球科学营已举办十余届，每年吸引全国各地高中生参加营员们在大学教中国科协和教育部联合开展的明天小小科学家评选活动，也吸引了许多关注地球环境问题的青少年参与参赛学授指导下，学习地质学、地球物理学、地球化学等基础知识，参与小型研究项目，感受地球科学的魅力生围绕水污染治理、土壤改良、气候变化等热点问题提出创新解决方案，展示了新一代对地球科学的关注和热情校内地球日宣传实践活动是提高学生环保意识的重要途径每年月日世界地球日前后，许多学校组织主题班会、知识竞赛、环保海报设计、废物利用创意制作等活动，让学生在参与中学习环保知识，培养环保意识一些学校建422立了环保社团，定期开展垃圾分类指导、节水节电监督、废旧电池回收等校园环保行动，并向周边社区推广环保理念地球科学科普基地参观是学校地球科学教育的重要补充中国科技馆、自然博物馆、地质博物馆等场所设有丰富的地球科学展览，通过实物标本、互动装置、多媒体展示等方式，直观呈现地球科学知识许多地质公园、天文台、气象站也向学生开放，提供专业讲解和体验活动这些实地参观活动使抽象的地球科学知识变得生动有趣，加深了学生的理解和记忆地球科学与我们的生活地震预警系统智能气象服务应用地震预警系统利用地震波传播速度差异原理，在破坏性S波到达前提供几秒至数十秒的预警时间中国于2018年建成全球规模最大的地震预警系统，覆盖四川、云南等地震多发区域，服务人口超过9000万当地震发生时，系统首先探测到较快传播但破坏性较小的P波，快速计算出地震位置和强度，然后通过电视、广播、手机等渠道发出预警，为人们提供宝贵的避险时间在2019年四川长宁

6.0级地震中，成都市提前约60秒收到预警，有效减少了人员伤亡地震预警与地震预报不同，前者预警时间短但准确度高，后者预测时间长但尚未完全成熟两者结合使用，是当前地震灾害减轻的主要手段智能气象服务借助大数据、人工智能和移动互联网技术，为公众提供精准、个性化的气象信息服务现代气象App不仅能提供传统的温度、降水预报，还能根据用户位置和需求，推送空气质量、紫外线强度、穿衣指数等专业化信息例如，中国气象局开发的中国天气App已有超过4亿用户，可提供分钟级降水预报和公里级精细预报；阿里巴巴的彩云天气利用AI算法处理雷达和卫星数据，实现超短临预报；农业气象App则为农民提供农事建议和病虫害预警服务复习与思考题基础知识题分析思考题地球的层圈结构有哪些？各层圈的主要特征是什么？人类活动对地球环境有哪些影响？请举例说明

1.

1.如何评价地球资源开发与环境保护的关系？

2.板块构造学说的基本内容是什么？它如何解释地震

2.气候变化对人类社会可能带来哪些挑战？应如何应

3.和火山的分布？对？大气的垂直结构包括哪几层？各层有什么特点？

3.地球科学在防灾减灾中发挥什么作用？举例说明

4.水循环的主要环节有哪些？水循环对气候有什么影

4.地球科学的发展对人类认识世界有什么重要意义？

5.响？地球自转和公转分别带来哪些现象？

5.实践活动题设计一个简单的水循环模型，演示水的蒸发、凝结和降水过程

1.收集当地一周的天气数据，分析气温、湿度、气压的变化规律

2.调查家庭用水情况，提出节水措施并实施，记录效果

3.制作地球内部结构模型，展示地壳、地幔和地核的比例关系

4.观察记录当地常见的岩石和土壤类型，分析其形成原因

5.这些复习与思考题旨在帮助学生巩固地球科学知识，培养分析问题和解决问题的能力基础知识题检验对核心概念的理解和记忆；分析思考题要求学生运用所学知识分析实际问题，形成自己的观点；实践活动题则鼓励学生通过动手实践，深化对地球科学现象的理解在回答这些问题时，学生可以查阅教材、参考书和互联网资源，但更重要的是结合自己的生活经验和观察，形成独立思考例如，讨论人类活动对地球影响时，可以从身边的环境变化入手；设计水循环模型时，可以利用家中常见的材料创造性地完成实验通过这些练习，学生不仅能掌握知识，还能培养科学探究精神和环保意识总结与展望地球科学的重要性学习与探索的建议地球科学是研究地球系统的综合性学科，它不仅探索地球的过去和现在，还预测地球的未来通过本1保持好奇心课程的学习，我们了解了地球的基本特征、内部结构、表面过程和演化历史，认识到地球是一个动态变化的复杂系统，各个圈层相互作用、相互影响对自然现象保持好奇，主动观察地形地貌、天气变化、岩石特征等，提出问题并寻求答案，这是学习地球科学的重要态度地球科学关乎人类未来它帮助我们认识自然规律，指导资源开发利用，预测和减轻自然灾害，应对环境变化挑战地球科学研究成果已深入经济社会发展各个方面，从城市规划到农业生产，从交通建2多元学习途径设到环境保护，都离不开地球科学的支持除课堂学习外，可通过参观博物馆、地质公园，参加科普活动，阅读科学书籍，观看纪录片等多种方式拓展知识3参与实践活动积极参加野外考察、环保志愿服务、科学实验等活动，将理论知识与实践体验相结合，加深理解4关注科学前沿通过科学网站、期刊和新闻媒体，关注地球科学研究的最新进展和重大发现，了解学科发展动态地球是我们唯一的家园随着人类活动对地球系统影响的加深，人类与地球的关系正在经历深刻变革人类既是地球变化的驱动力，也是变化的响应者和管理者理解和尊重地球系统的运行规律，实现人与自然和谐共生，是当代人类面临的重大课题希望通过本课程的学习，同学们不仅掌握了地球科学的基本知识，更重要的是培养了科学思维方式和可持续发展理念未来，无论你是否从事地球科学相关工作，这些知识和理念都将有助于你更好地理解世界，做出明智的决策，成为负责任的地球公民地球科学的探索永无止境，期待更多年轻人加入这一激动人心的探索之旅，为解开地球之谜、建设美丽家园贡献智慧和力量。