地球系统科学与成矿学研究

在简述地球系统科学的基础上 ,文中提出了由地球系统科学引发的成矿学研究 3个观点 :(1 )成矿系统是一个特色的地质系统 ;(2 )成矿系统与其它系统的关联 ;(3)地质突发事件具有灾害和资源的两重性。针对地球系统科学要求和矿床学学科发展进程 ,提出了 5个亟待加强的研究领域或课题 :(1 )深部过程、浅表环境与成矿系统 ;(2 )重大事件与成矿 ;(3)生命活动与成矿 ;(4 )物理成矿作用和(5 )海洋成矿作用。在结语中 ,作者强调要从地球系统的大背景来研究成矿环境、成矿过程和成矿动力学 ,也即将传统的矿床成因研究提高到地球系统科学的层次 ,为矿床学的发展提供新的广阔的理论基础。     

1990-1995日地能量计划简介

《1990——1995日地能量计划》(STEP)是国际科联(ICSU)下属日地物理科学委员会(SCOSTEP)于1990年4月形成的一个庞大计划。 与ICSU的其他计划,如《巨型计划》(mega—program)、《国际地圈—生物圈计划》(IGBG)、《国际减灾十年计划》(IDNHR)、《世界气候研究计划》(WCRP)等一样,STEP也为了解来自地球内部的和外部的以及人类本身的扰动和作用,提供了前所未有的机会。     

地球系统科学发展方向与趋势

首先从人类面临全球性的重大问题、地球系统的全球化和地球系统科学与传统地球科学三个方面介绍了地球系统科学提出的背景;在此基础上,阐述了地球系统科学国内外研究现状;然后详细介绍了地球系统科学的概念与研究方法,主要内容有研究思路、基本概念、地球系统过程、全球一区域信息获取、海量信息处理和分析及系统模型等;第三构建了地球系统科学理论基础,主要内容包括:地球系统的连续动态系统、离散动态系统、地球系统的随机性、地球系统的自组织和地球系统的简单巨系统与复杂巨系统;然后重点介绍了地球系统科学子系统与各圈层相互作用的动力学模型与效应;第四,概述了地球系统的数字表达——数字地球和地球系统科学是可持续发展战略科学基础。最后,简述了中国开展地球系统科学研究的方向和面临的主要科学问题。     

地球系统科学——21世纪地球科学前沿与可持续发展战略科学基础

首先，从人类面临全球性的重大问题、地球系统的全球化、地球系统科学与传统地球科学和国内外研究现状4个方面介绍了地球系统科学提出的背景，阐述了地球系统科学的七大特征和六大趋向。其次，详细介绍了地球系统科学的概念与研究方法，主要内容有研究思路、基本概念、地球系统过程和地球系统科学的方法论。第三，构建了地球系统科学理论基础，主要内容包括：地球系统的连续动态系统、离散动态系统、地球系统的随机性、地球系统的自组织和地球系统的简单巨系统与复杂巨系统。第四，重点介绍了地球系统科学子系统与各圈层相互作用的动力学效应。最后，概述了地球系统的数字表达——数字地球和地球系统科学是可持续发展战略的科学基础。     

全国首届地球生物学培训班纪要

从21世纪开始,地球科学进入了地球系统科学的时代。生物圈与地球其他圈层的相互作用是地球系统科学的重要内涵,物理、化学与生命过程是地球系统演化的三大基本过程,对应着地球物理、地球化学和地球生     

海底CORK观测30年:发展、应用与展望

过去50年深海钻探计划(DSDP)、大洋钻探计划(ODP)及综合大洋钻探计划(IODP)等国际间综合深海钻探计划的实施,使我们对地球和海洋的认识取得了显著进步。海底井控观测装置(CORK)的研发和应用是上述深海钻探计划带给我们的最宝贵财富之一。目前地球科学和海洋科学已由过去的间断性观测模式升级为现在的连续性原位观测模式,海底CORK观测系统为地球科学、海洋科学与生命科学领域的科学家对海底洋壳复杂而又相互关联的深部过程进行数秒至数十年时间尺度的研究提供了新手段和新机遇。通过对海底CORK观测系统的发展演变、在ODP和IODP航次中的使用以及在此过程中获得的科学经验和教训进行总结,对CORK系统如何应用于我国洋壳地质学、水文学、微生物学及生物地球化学过程研究提出看法。     

地史学研究的简要回顾

21世纪以来地球科学进入地球系统科学时代,地球系统科学逐渐成为地球科学重要的指导思想,对地球科学各分支学科产生了巨大影响。文中分别论述了传统地球科学时代和地球系统科学时代地史学的研究内容与任务;分5个阶段(启蒙阶段(18世纪末以前)、狭义地史学(地层学)阶段(18世纪末至19世纪70年代)、近代地史学阶段(19世纪70年代至20世纪中叶)、现代地史学阶段(20世纪中叶至20世纪末)和当代地史学或系统地史学阶段(21世纪以来)),简要回顾了地史学研究的发展历程及中国地史学研究的成就;认为21世纪地史学研究首先要重视不同学科之间的融合和交叉,不仅要重视地史学与地球科学其他分支学科之间的融合和交叉,而且要重视地史学与包括社会科学在内的其他学科之间的融合和交叉,其次要重视地球圈层相互作用的研究,将各种地质现象纳入地球圈层之间以及地球与其他有关星球之间相互作用记录与产物这个体系中认识,还要关注地史时期全球环境变化规律的研究,使地史学研究为人类与自然的和谐发展服务,实现地史学由地球科学向地球科学和社会科学结合的跨越。     

地球系统科学发展方向与趋势

首先从人类面临全球性的重大问题、地球系统的全球化和地球系统科学与传统地球科学三个方面介绍了地球系统科学提出的背景；在此基础上，阐述了地球系统科学国内外研究现状；然后详细介绍了地球系统科学的概念与研究方法，主要内容有研究思路、基本概念、地球系统过程、全球-区域信息获取、海量信息处理和分析及系统模型等；第三构建了地球系统科学理论基础，主要内容包括：地球系统的连续动态系统、离散动态系统、地球系统的随机性、地球系统的自组织和地球系统的简单巨系统与复杂巨系统；然后重点介绍了地球系统科学子系统与各圈层相互作用的动力学模型与效应；第四，概述了地球系统的数字表达---数字地球和地球系统科学是可持续发展战略科学基础。最后，简述了中国开展地球系统科学研究的方向和面临的主要科学问题。     

2004年度国家自然科学基金项目指南(地球科学部分)

地球科学是人类认识、利用和改造人类目前唯一生存环境———地球的基础科学。地球科学通过对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以及这些过程之间相互作用等研究,以提高对地球的认识水平,并利用这些知识为解决人类生存与持续发展中的资源供给、环境优化、减轻灾害等重大问题提供科学与技术的支持。地球科学在21世纪初叶的发展强烈地反映出以下趋势:(1)以整体系统的观念认识地球、强化学科间的交叉与渗透、广泛应用与发展高新技术以及社会功能日益增强为时代特征。(2)形成以不同空间尺度、时间尺度的基本…     

2007年度国家自然科学基金项目指南

(地球科学部分)地球科学是人类认识地球的一门基础科学。它以地球系统及其组成部分为研究对象,探究发生在其中的各种现象、过程及过程之间相互作用机理、变化及其因果关系等,以提高对地球的认识水平,并利用获取的知识为解决人类生存与可持续发展中的资源供给、环境保护、减轻灾害等重大问题提供科学依据与技术支撑。人类对地球奥秘的探索精神,社会经济发展对资源利用、以及生活质量的提高对环境保护和自然灾害防治的日益增长的巨大需求,始终是地球科学发展的驱动力。当代地球科学的发展具有以下特征:(1)从系统层次认识地球:以一种跨越领域和…     

面向数据共享的地球系统科学数据分类探讨

地球系统科学数据共享在国际、国内都有迫切的需求。由于地球系统科学固有的学科交叉性和综合性,如何建立科学、通用的数据分类体系是困扰该领域数据共享和服务的难题。首先综合分析了国际上地球系统科学领域主要的数据分类体系,重点对美国全球变化主目录(GCMD)分类系统及其2005—2013年的演变趋势进行分析,指出当前该数据分类呈现扁平化、两极化的显著特征。在此基础上,重点梳理了国家科技基础条件平台———地球系统科学数据共享平台的用户服务记录,揭示了用户访问频次最高的数据集和检索关键词。结合GCMD系统化、结构化的分类思想和国家地球系统科学数据共享平台用户化的数据服务需求,提出扁平化的地球系统科学数据目录分类和规范化的关键词表体系2种分类模式。     

青藏高原地球科学战略研讨会会议纪要

由国家自然科学基金委员会地球科学部、中国地质调查局和国土资源部国际合作与科学技术司共同发起,中国地质大学(北京)承办的“青藏高原地球科学战略研讨会”于2005年5月7—8日在中国地质大学(北京)学术交流中心召开。本次会议的主题是回顾和展望青藏高原地球科学研究的现状与未来,站在地球系统科学的高度,以固体地球动力学为重点,总结和探讨我们已经解决了哪些科学问题,还有哪些科学问题没有解决,面临着未来的发展又需要解决哪些科学问题,旨在推动青藏高原地学研究,为实现中国从地学大国走向地学强国做出贡献,为提高中国社会经济发展的资源…     

1988财政年度美国国家科学基金会全球地学计划

在1987财政年度,国家科学基金会(NSF)开始了一项新的“全球地学”的计划,用以支持把地球看作是物理、化学和生物过程相互关联的一个系统的研究。其目标是认识地球系统如何运行,并且说明和预测这些地球过程之间的主要的因果联系。     

美国科学基金会地球科学远景报告介绍

21世纪地球科学已经发展成为结合与联系了生物科学、社会科学、计算机科学、物质科学和工程科学等许多学科在内的真正跨学科科学。地球科学面临新的挑战和发展机遇,为了更深入地理解地球及其内部的相互作用,要求地球科学必须应用整体系统性分析方法,探索应用来自所有科学与工程学科的最新知识和技术。美国科学基金会(NSF)地球科学咨询委员会(AC-GEO)针对地球科学面临的新挑战,指导"地球科学远景工作组"(GEO Vision Working Group)制订了地球科学未来发展的新的规划:《地球科学远景(GEOVISION)——通过地球科学揭示未被拆散的地球的复杂性》,强调从整体系统角度来迎接地球科学未来面临的挑战。主要介绍《地球科学远景报告》的主要观点,AC-GEO提出的地球科学面临的3大挑战、5个重大科学问题,以及迎接挑战的3个措施与10个建议。     

日本的综合大洋钻探计划(IODP)

对日本的IODP活动以及科学目标进行简要介绍。IODP核心技术支撑之一的立管钻探船“地球号”可在水深4 000 m的海底钻进7 000 m,钻达发震带和上地幔,实现日本的IODP科学目标。日本的IODP科学规划主要有三大科学主题和八项研究目标,三大科学主题包括地幔过程和地球系统演化,地壳作用过程和地球系统演化,俯冲带和地球系统演化过程中的动力学及物质循环。其八项研究目标为：①钻探西太平洋洋底高原,认识核—幔作用过程;②钻探太平洋白垩纪—新生代沉积物,详细研究地球温室期间的物质循环及从温室环境到冰室环境的转化过程;③钻探大洋岛弧,认识大陆地壳形成过程;④钻探扩张的弧后,认识洋壳岩石圈形成过程;⑤钻探亚洲边缘海及陆坡,认识陆壳—洋壳—大气圈关系;⑥调查增生楔中的碳循环及深部生物圈;⑦调查汇聚板块边缘大地震周期及形成机制、构造及物质循环;⑧研究生活于增生楔环境中极端微生物生物学。     

从地球过程到人地和谐--关于地球系统研究科学战略的思考

较为详尽分析了地球系统科学的由来与发展、我国地球系统科学研究所面临的机遇与挑战,阐明了我国开展地球系统科学研究的基本思路,从而提出8个战略重点：区域气候环境系统变化与适应;水系统、水循环与水安全;生态系统与全球碳循环;人类活动与地球表层系统;地球内部动力学与地球系统演化;地球灾变事件与生命过程;地球观测系统与地球系统模拟以及耦合过程动力学、响应动力学、适应和预测理论。     

面向e-GeoScience的地学数据共享研究进展

在总结比较国内外e-GeoScience研究进展的基础上,介绍了中国科学院地理科学与资源研究所自20世纪80年代以来开展的相关工作。提出了按“圈层—学科—数据类别”三级模式的地球系统科学数据分类体系,以主体数据库为核心,初步构建了“主体数据库—数据资源点”为支撑的地球系统科学数据资源体系。在J2EE环境下,采用Web Services、地理信息等技术开发了地球系统科学数据共享平台。最后,探讨了e-GeoScience未来的研究方向。     

地球系统、成矿系统到勘查系统

面对21世纪,矿床学和矿业发展有两大趋势(1)全球化;(2)矿产开发和环境保护的协调发展。矿床研究要扩展到全球背景。在简述地球系统和地球系统科学的基础上,提出了地质突发事件具有灾害和资源的两重性的观点。强调要从地球系统的大背景来研究成矿环境和成矿过程,也即将矿床成因和成矿系统研究提高到地球系统科学的层次,这是新世纪中矿床学发展的一个显著特点。成矿系统是一个有特色的地质系统,文中提出成矿系统论的5个要点(1)根据构造动力体制划分成矿系统大类;(2)多因耦合、临界转换的基本成矿机制;(3)矿床系列和地质-物探-化探-遥感异常系列共同构成的矿化网络;(4)矿床形成—变化—保存的全过程;(5)成矿系统的资源-环境双重效应。成矿系统论对于指导矿产勘查有重要意义。文中提出了成矿系统研究向勘查系统转化的原则和方法。通过对成矿系统的整体分析、空间分析、时间分析和历史分析,有助于明确找矿方向和目标。西藏朱诺斑岩铜矿的实践表明,勘查选区的核心问题是对找矿信息的分析、理解和把握。要将筛选关键找矿信息与分析成矿地质环境、控矿因素二者有机结合,赋予各种信息以客观、准确的地质内涵,是勘查选区成功的必要条件。最后,用“三环图”表示了地球系统、成矿系统和勘查系统的辩证关系。     

从地槽—地台说、板块构造说到地球系统多圈层构造观

从19世纪中叶开始,大地构造理论经历了从地槽—地台说到板块构造说的发展过程。目前,板块构造说虽然仍在盛行,但一个新的大地构造理论——地球系统多圈层构造观(简称多圈层构造观)已在形成中。地槽—地台说,19世纪中叶提出,盛行于20世纪上半叶,是地质学家从理论上研究地壳构造及其演化的开始。地槽—地台说使用的方法是传统的地质学方法;研究领域是大陆地壳,褶皱带(造山带)和克拉通是其研究的核心内容。地槽—地台说大大推动了地质科学的发展,并为地球科学的进一步发展,奠定了良好的基础。板块构造说,起始于20世纪60年代。板块构造使用的方法,除地质学外,加上了地球物理学和地球化学等现代科学和技术手段;研究领域是全球大陆和海洋的岩石圈。板块构造说使大地构造学的研究范围从地球表层扩展到地球内部,从大陆扩展到海洋,极大地推动了地球科学向更高的层次发展。目前,板块构造说虽然仍在盛行,但是不足和缺陷已日益显露出来。地球系统多圈层构造观,孕育于20世纪80年代晚期,目前正在发展中。地球系统多圈层构造观使用的方法更现代化,包括地质学、地球物理学、地球化学以及一切探测地球深部和外层空间的方法、手段;研究领域,已不仅仅是地球表层的地壳或岩石圈,而是地球整体,地球各圈层的相互作用。我们相信,21世纪必将是地球系统多圈层构造观不断发展、不断完善的时代。中国及邻区中、新生代构造演化是全球研究多圈层构造的最理想的切入点之一。我们期待中国地学工作者在新一轮大地构造理论创新中发挥应有的作用。     

地球观测系统(EOS )计划简介

地球观测系统(EOS)计划包括三大部分: (1)EOS科学研究计划; (2)EOS数据信息系统(EOSDIS); (3)EOS观测(平台、仪器)系统。 一、EOS科学研究计划 科学研究是EOS的基础,这一工作早已在进行,由NASA及其它美国研究机构和国际组织开展的地球科学研究是其前奏。在美国全球变化研究计划(US GCRP)及国际地圈—生物圈计划(IGBP)和世界气候研究计划(WCRP)的共同支持下,在美国本土EOS科学研究已具雏形。