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1、地球科学概论“只要有地球存在，只要有人类存在，只要人类在发展和进步，地质学就不 会枯竭。”温总理 5 月 19 日在中国地质大学的讲话高度肯定了地球科学中的地 质学在人类的发展和进步中的重要地位，并号召广大有志青年投身地球科学的研 究当中，为祖国建设祖国出力。地球科学是以地球系统（包括大气圈、水圈、岩石圈、生物圈和日地空间） 的过程与变化及其相互作用为研究对象的基础学科。主要包括地理学（汉土壤学 与遥感）、地质学、地球物理学、地球化学、大气科学、海洋科学和空间物理学 以及新的交叉学科（地球系统科学、地球信息科学）等分支学科。地球科学是一 个大题目，纵横几万里，上下数亿年，几乎辐射到自然科学的其
2、他各个领域。对 地球的认识同个民族的起源、历史、文化乃至整个世界闻名的进展，都是紧密联 系在一起的。地球科学研究地球的历史。通过对地球内部物质成分、岩层的结构和构造以 及埋藏在地层中的生物化石等的研究，科学家推断出了地球的形成和发展过程， 各地质历史时期的古地理环境和构造运动，生命的起源与演化过程等。这使我们 进一步加深了对我们赖以生存的地球的了解，同时帮助我们预测地球今后的发展 变化趋势。大约在 66 亿年前，银河系内发生过次大爆炸，其碎片和散漫物质经过长时 间的凝集，大约在46 亿年前形成了太阳系。作为太阳系员的地球也在 46 亿年前 形成了。接着，冰冷的星云物质释放出大量的引力势能，再转
3、化为动能、热能， 致使温度升高，加上地球内部元素的放射性热能也发生增温作用，故初期的地球 呈熔融状态。高温的地球在旋转过程中其中的物质发生分异，重的元素下沉到中 心凝聚为地核，较轻的物质构成地幔和地壳，逐渐出现了圈层结构。这个过程经 过了漫长的时间，大约在船亿年前出现原始地壳，这个时间与多数月球表面的岩 石年龄致。生命的起源与演化是和宇宙的起源与演化密切相关的。生命的构成元素如 碳、氢、氧、氮、磷、硫等是来自“大爆炸”后元素的演化。资料表明前生物阶 段的化学演化并不局限于地球，在宇宙空间中广泛地存在着化学演化的产物。在 星际演化中，某些生物单分子，如氯基酸、嘌呤、嘧啶等可能形成于星际尘埃或 凝
4、聚的星云中，接着在行星表面的定条件下产生了像多肽、多聚核苷酸等生物高 分子。通过若干前生物演化的过渡形式最终在地球上形成了最原始的生物系统， 即具有原始细胞结构的生命。至此，生物学的演化开始，直到今天地球上产生了 无数复杂的生命形式。立足现在，地球科学与能源、资源、环境、气候、地质灾害的预测与防治等 学科是紧密相连，而这些学科都是与国计民生息息相关的。地球为人类的生存提 供了丰富的物质基础，是人类赖以生存的家园。地球科学就是要发现并有效的利 用这个物质基础，更好的为人类的发展服务。地球上已探明的各种矿产资源与能 源储量相当丰富，但在合理开采利用方面还做得很不够，过度开采，破坏环境等 问题非常突
5、出。为了人类长远的发展，在合理利用地球现有能源和资源的同时还 应积极开发新型可再生能源，同时实现资源的可持续利用。21世纪以来，国内外关于自然灾害和地质灾害问题的研究越来越重视，特别 是重大突发地质灾害（滑坡、泥石流）研究成为目前的热点领域，在地质灾害预测 预报、监测预警、风险评估、灾害防治和应急救灾等方面取得明显进展。但是我 们必须意识到,地质灾害的发生、发展和演化趋势与岩石圈、生物圈、水圈、大 气圈、人类甚至宇宙密不可分,构成了地质灾害系统,它是一个具有众多因素且规 模巨大多层次结构、多子系统、多重时间标度、多种控制参量和多样的作用过程, 这就决定其是一个动态发展的、非线性的、开放的灾害系
6、统,同时也是具有不确 定性和社会经济性等特征的复杂系统。因此,要重视对灾害发生机理及其区域性 规律的认识，充分利用计算机技术和现代信息技术，如GIS技术等。我国地质灾 害研究任重而道远，需要我们共同的努力，使我国地质灾害研究向着法制化、科 学化方向前进。今后，地球科学还将有很大的发展。关于地球科学的发展方向，温总理将其 概括为六点：“第一，地球、环境与人类的关系。如果再大一点，还应该包括天 体。第二，地质构造，特别是板块运动给地壳带来的变化。第三，矿产资源和能 源，尤其要重视新的实践与理论。地质科学要同经济、社会、环境紧密结合，主 要表现在合理开发、利用、保护和节约资源，实现资源的永续利用。有
7、两件事情 可能大家注意到了：一是我国地质工作者最近在内蒙古煤田勘探中发现铀矿与煤 共生。过去我也很关注煤层里经常含有铀、钍、锗、镓、铟这类稀有和放射性元 素，但是煤层中的大型铀矿还很少发现。二是页岩气的发现和开发。应该说我们 在这方面起步晚了一点，在开发实践上落后了一些。有人说，页岩气的开发与利 用可能改变世界能源格局。美国页岩气开采已经到了实用地步。一些天然气很丰 富的国家由此感到忧虑。我们国家具备页岩气的储存和开发条件，但是它的开采 技术以及对环境的影响、管道输送的要求是很高的。在矿产和能源开发利用的理 论和实践上，不要局限于书本，而要不断地探索新的实践和理论。第四，地质灾 害与防治。这已
8、经成为涉及人民利益的重大问题。从汶川大地震到舟曲泥石流， 无一不与地质灾害有关。但是有效的预报、预防和治理，我们还差很多。在指挥 汶川地震抢险的过程中，我对此深有体会。在舟曲发生泥石流以后，我又认识到， 从甘肃到四川直至云南，这一带由于地质构造等原因造成岩石的崩塌，再加上多 年的冲积物堆积，有许多冲沟都有突发泥石流的危险，必须提早预报、提早防治。 第五，现代科学在地质学的应用。我上大学的那个年代，从大的方面讲，地质学 的综合性主要表现在地质学与地球物理、地球化学等的结合，地质勘查工作运用 遥感、测试、钻探、掘进等技术手段。现在看来不够了，它要涉及天体、地球、 环境、生物的变化和相互作用以及信息、航天、海洋、生命等现代科学技术的应 用。第六，地质科学要开发新的领域。过去讲微观，小到原子、分子，现在不够 了，要研究粒子。过去讲宏观是由地壳到地球深部，现在也不够了，宏观要研究 天体，大到宇宙。过去讲古生物只研究环境对生物的影响，现在还要研究生物对 环境的影响。人、环境、地球、天体构成一个整体。因此，我主张地质学专业要 开一些新的学科，比如气候学，特别是古气候学。”随着时代的进步，地球科学将逐渐趋于完善。彼时，人与自然和谐共处，人 类文明在地球上开出灿烂的花朵。
