当前环境地质研究的一些问题

环境地质学是环境科学和地球科学之间一门新兴的边缘性学科。环境地质学基本任务是:研究地球表面地质环境变化的原因和规律;研究地质环境与人类活动的相互作用和影响;预测地质环境变化的趋势,以期达到认识,保护、控制、利用和改造地质环境的目的。环境地质学是一门综合性的地质学科,当前世界上与环境地质有关的问题主要有:     

英国地质调查所(BGS)

英国地质调查所成立于1935年,世界上古老的一个地质调查所。主要开展国土及周围大陆架地质调查及与之有关基础地质研究。 一、机构组织 所长领导下的科学部、计划部和管理部三大组织系统。 科学部包括地球化学、地质学、地球物理学专科研究。地球化学包括矿物学、岩石学、地质年代学、地质地球化学、同位素地球化学、应用地球化学等学科方面的课题研究;地质学包括工程地     

地球化学的初心和使命

地球化学作为一门化学与地质学之间的交叉学科已有上百年的历史,在我国也有70年的发展历程。70年来,地球化学在我国得到了大力发展,目前已建立起了完整的地球化学学科体系,有专门的研究机构、学术组织及高校相应的系科专业设置,有大批的从业人员,从事地球化学分析和研究的专业队伍在高校和科研机构中占有相当大的比例。地球化学的理论、方法和思想在国内早已深入人心,并在地球科学的各个分支领域得到广泛应用,地球化学数据在地球科学研究成果中几乎无处不在地球化学对地球科学发展的贡献越来越大。然而,在国家自然科学基金申请中,地球化学学科收到的申请书总是较少;在国家教育部学科设置目录中,地球化学只是地质学这个一级学科之下的一个二级学科。那么,究竟是什么制约了国内地球化学学科的发展?中国的地球化学该向何处去?在国家制定“十四五”规划和2035年远景目标之时,对这一世纪之问的回答将在某种程度上影响到我国地球化学乃至地球科学学科发展战略的制定和科研体制的改革。2019年8月10日在中国地质大学(武汉)召开的地球化学学科发展战略研讨会上,中国科学技术大学郑永飞院士针对这个问题给出了他的思考和分析。在此基础上,他与美国华盛顿大学滕方振教授一起讨论完成了现在的稿件。作为该领域领军人物的两位地球化学家试图通过他们对初心和使命的解读,促进国内地球化学领域的科学研究和人才培养。我刊特以“地学论坛”栏目全文首发,以飨读者,以期引起广大地球化学工作者及读者的重视和反响。     

景观地球化学

景观地球化学是景观学与地球化学的边缘学科。它是研究自然景观中化学元素的分布与迁移过程及其预测、控制、改造和利用的学科。 原苏联把景观地球化学作为一个学科提出来已30多年了。但在世界其他国家,如美国、加拿大、中国等,仅在最近十几年才开始研究这门学科。景观地球化学是由苏联学者Б.Б.Полынов在1937年首先提出来的新概念。他认为在地球的历史中,在固定的气候抑制条件下,岩石圈、水圈、大气圈及生物圈之间相互的化学作用,基本上受光照地面和潜水面之间的关系     

现代地球科学研究进展

地球科学是现代科学技术体系中一门重要的基础学科。它在解决现代科学面临的天体、地球、生命和人类“四大起源”等综合基础理论问题上,在解决当今人类面临资源(能源)、粮食、人口和环境“四大危机”等根本性社会难题上,在当前世界新技术革命,对于信息、材料、生命和海洋等学科的发展上,加速地球科学研究都具有举足轻重的重要性和紧迫性。在现代科学结构中,地学是一门应用性很强的基础学科。与其它学科相比,地球科学的     

构造地球化学——发展中的新学科

在地质科学中,构造地质学开辟了向地球化学发展的方向和领域,地球化学开拓了向构造地质学发展的途径和天地,充分显示了学科间的横向交叉结合,並由此而产生了边缘新学科——构造地球化学。 顾名思义,构造地球化学是介于构造地质学和地球化学之间的一门边缘学科,它是研究地质构造作用和地球化学作用之间,也就是构造运动和物质成分之间,在时空、生因上的关系和规律性以及其形成机制,即把形成与形变,建造和改造、物理场(包括应力、热、电、磁、重力场等)和化学场统一起来加以研究,形成一个说明构造运动和元素运动之间成因机     

古构造型式鉴定中的几个有关问题的探讨

研究古构造,鉴定古构造型式,是当前构造地质学迫切需要进一步探讨解决的一个问题。它可以为研究地壳运动的方式、方向,以及探索地壳运动规律和地球发展演化提供一个重要的佐证。地球是银河系中一个恒星系统——太阳系的一员,它的成生发展和其圈层的结构、构造的发展演化,以及其上发生的任何重大地质事件,都受地球内部物质组成和太阳系及银河系星际物质运动的影响和制约。因此,研究古构造问题必然牵涉到一系列地学、天文学、天体物理学和地球物理学等方面的许多有关问题。只有很好地应用这些学科的理论及其研究成果,才能使研究古构造问题得到更好的解决。     

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。     

学科新趋势和我们应有的考虑

目前学会面临两方面的情况:一个是随着国际上地球化学在宏观研究范围日益扩大,微观探索不断深入,学科之间的相互杂交、渗透,新的测试技术的突增猛进以及新兴学科的不断涌现,使学科门类越来越多,每门学科研究范围越来越窄,内容越来越专门化,现在已非外行人员所能兼顾。但地学上所要解决的问题范围越来越广,由地表已     

序言

2005年主题为“地球物理与振兴东北老工业基地”的全国地球物理年会在长春召开,这是吉林大学地球物理学科乃至吉林省地球物理界的光荣。这次盛会将为地球物理服务于国家建设和发展提供一个绝好的献计献策的机会,是地球物理界交流感情和交流研究学习心得的机会,也是促进地球物理学科发展的一个重要契机。地球物理与国家建设和发展越来越紧密,并从传统的服务领域如能源、矿产及工程与环境,逐渐渗透到农业、工业以及国防各个方面,与人们的日常生活更加贴近。不仅如此,从国家“十五”规划和国家重大项目的研究内容中,都能体现出地球物理的内容和贡献,而且地球物理的发展趋势将更加紧贴人们生活和社会发展的需要。上世纪陈寅恪先生说过,研究要“从大处着眼,从小处着手”。对于这句话的理解不同时代而不同。在上世纪初,所谓的“大处”应该是开启民智、振兴中华;而今天,中华民族屹立于世界民族之林,“大处”应该是中华民族如何为世界做更大的贡献。今天的中国地球物理也应该着眼世界,并做出更大的贡献。对于吉林大学的地球物理学科要逐渐建立“从大处着眼”的战略,并“从小处着手”扎扎实实地工作。这本论文集,就是吉林大学地球探测科学与技术学院中青年学子扎扎实实研究和学习的成果。这...     

构造地球化学在长沙大地构造研究所的进展状况

构造地球化学是一门新兴的边缘学科,它介于构造地质学与地球化学两个学科之间,研究各种地质构造作用与地球化学过程之间的时、空关系和生因关系,即研究各种构造作用对地球化学作用的驱动及地球化学作用对构造作用的促成和反映等。     

从同位素到板块构造:化学地球动力学

化学地球动力学是地球化学的分支学科,它在研究地球内部化学组成和演化时,把地球视为一个完整的动力学系统而不是彼此孤立的地质集合体。通过研究地球各层圈内部的化学结构和过程以及不同层圈之间的化学相互作用,从本质上研究和认识发生在地球内部的各种地质作用。文中概括了化学地球动力学的特点和突出成果,分析了化学地球动力学研究的科学意义,并对在中国开展壳幔相互作用的化学地球动力学研究提出了建议。     

化学地球动力学

化学地球动力学是地球化学的分支学科,它在研究地球内部化学组成和演化时,把地球视为一个完整的动力学系统而不是彼此孤立的地质集合体。它通过研究地球各层圈内部的化学结构和过程以及不同层圈之间的化学相互作用,从而从本质上研究和认识发生在地球内部的各种地质作用。简述了化学地球动力学研究在固体地球科学中的重要性,概括了化学地球动力学的特点和突出成果,分析了化学地球动力学研究的科学意义,并对在中国开展壳幔相互作用的化学地球动力学研究提出了建议。     

纳米地球科学:内涵与意义

纳米地球科学是纳米科技与地球科学的结合,是一门高度综合的交叉学科,很难划分出经典意义上的单科性研究.纳米地球科学的研究对象主要分为纳米物质与纳米孔隙,二者成因多样、尺度效应明显、广泛分布,对于前者,主要通过各类图像表征手段观察其形态、大小、聚集方式,通过各类谱学方法研究其晶体结构、分子结构等;对于后者,则主要通过图像表征手段、流体注入方法与数值模拟的结合来表征孔隙形态、孔径分布、连通性等特征.纳米地球科学的学科内涵主要体现于:在各传统地球科学学科研究的基础和框架上,针对地球不同圈层中纳米尺度微粒形成、运移、聚集和存在形式以及孔隙形成与演化等亟待解决的科学问题开展系统研究,从而加深对矿物、岩石、构造、地化以及资源、灾害、环境等分支学科纳米尺度特性的认知.纳米地球科学的产生与发展使人类在认识和改造自然方面进入了一个新层次,是地球与行星科学发展的必然途径,为矿床勘探、资源开发、新能源利用、环境污染和地质灾害的预防与治理等问题提供了新的理论依据,有着不可估量的科学意义和应用价值.      

地球内部流体研究的若干关键问题

流体在地球演化历程中扮演着十分重要的角色，地球流体控制着地球系统的质量和能量的再分配。对流体地质作用的研究涉及地球的各个圈层，各具特征，又相互联系、制约，构成了一个完整的地球流体学科研究体系。对地质流体的研究，最引人注目的一个重要领域莫过于对地球气体的研究。“固体”地球含有丰富的气体。近年来，对各类地球气体进行了大量的研究，涉及众多的研究领域，包括：大气和水圈的成因和演化、地球内部状态及动力学过程、地震机理和预报、火山喷气作用、油气和其它矿产资源勘探及全球环境演变等。本文所涉及的主要研究成果包括：（１）稀有气体同位素地球化学研究；（２）岩浆活动与火山活动的气体地球化学研究；（３）现代构造活动与地震的气体地球化学研究；（４）幔源岩包体及玄武岩的气体地球化学研究。     

二○○○年的量子地球化学

二○○○年量子地球化学将成为地学中一个成熟的系统的新学科,它将把地球化学的发展推向一个崭新的阶段。对地球各个历史发展阶段,各个不同地质构造单元的全部元素及同位素的分布、分配、迁移富集的规律,量子地球化学将作出新的总结,从而将有力地促进对矿     

国外陆地蒸发量和蒸发能力的计算方法简介

蒸发是自然界水循环过程中的主导因素之一,是地球上水量平衡的主要组成要素,是水文和气象过程间的重要衔接环节。蒸发可分为水面蒸发和陆地蒸发两类。水面蒸发主要取决于水表层温度、空气湿度和风速等气象要素;而陆地蒸发不仅与气象要素有关,还与土壤、植被、水文等因素有关,可见陆地蒸发过程之复杂。限于当前对于组成陆地蒸发的各个部分的机理和规律的研究还很不够,因而不能从纯蒸发理论入手,对各个细部的蒸发量逐一进行精确计算,然后求出总蒸发量。为了满足科研和经济建设对蒸发资料的需要,几百年来,世界上许多学者作了大量的工     

形成中国特色环境地质学科理论体系

开展学科发展战略研究,把握学科发展态势,前瞻思考科学前沿领域和发展方向,认知学科发展规律,从我国学科发展的学术能力和政策环境出发,制定学科发展战略,对于推动我国学科的均衡协调可持续发展,进而实现科技事业健康发展、促进科技创新能力整体跨越,具有基础性意义。解决可持续发展面临的资源环境灾害问题,成为地球科学发展的重要推动力;将行星地球作为一个整体系统进行交叉集成,成为地球科学研究的重要方式;新技术体系与观测和模拟平台,成为地球科学研究不可或缺的支撑;全球和区域大型合作     

比较行星空间物理

空间物理学日趋成熟,既丰富了人类对地球和行星空间的认识,也引申出更具挑战性的问题。一些涉及行星演化问题的解决倚赖与其他学科的交叉探索,要求研究者从行星地球的视角出发,把地球视为一个从地核到磁层的多圈层耦合系统。作为系统外层环节的空间环境,其中的问题可通过比较行星研究的思路找到突破口。基于学科交叉的比较行星空间物理研究将是未来空间物理学的一个重要发展方向。阐述比较行星空间物理研究的思路和必要性,梳理研究现状,并展望研究前景。     

新一代对地观测系统的发展

对地观测系统(EOS，Earth Observation System)是获取空间对地信息、促进地球系统科学和空间信息科学等学科发展的支柱。长期以来，人们就期望着对自己居住的地球有一个全面深刻的了解，研究这种从几十年到几百年时间尺度的全球变化，依赖于观测系统和观测技术的发展。因此有必要建立一个对地球整体的观测系统，利用空间优势，获取有关地球体系及其各个组成部分的详细数据或信息。 近50年来，世界对地观测技术得到了迅猛的发展。NASA针对全球变化研究对建立长期的数据采集系统的实际需求，于20世纪80年代初开始规划地球观测系统（EOS）计划，并于90年代初实施。它包括一系列卫星、自然科学知识组成和一个数据系统，支持一系列极地轨道和低倾角卫星对地球的陆地表面、生物圈、大气和海洋进行长期观测。地球观测卫星系列是EOS计划的最基本和最重要的环节。EOS卫星系列计划在今后的10年内陆续发射一系列的太阳轨道环境遥感卫星，构成连续15年的数据采集系统，其规模在地球观测卫星发展史上是空前的。在EOS计划的基础上NASA规划了ESE战略计划，将继续发展国际新一代对地观测系统。迄今为止，Terra、Aqua和Arua卫星已经发射成功，引起地球遥感科学界的瞩目，为地球科学研究提供重要的数据资源。