量子科学与大数据科学：推动地质学跨越式发展的两大利器

在理科数、理、化、生、地5大基础学科中,量子物理学、量子数学(量子计算、量子天文)、量子化学已经成为当代科学快速发展的引擎。令人称奇的是,最近,量子生物学也异军突起,在量子应用方面取得了飞速的进步。相比之下,量子地球科学落伍了。如何解决地质落后的问题,笔者认为,在地球科学研究中,量子科学和大数据科学可能是应当引起人们重视的两个领域。可是,针对量子与地质能否结合,量子科学能否引入地质学等问题,学术界有不同的见解。本文介绍了量子科技的发展、应用与展望,探讨在中国发展量子地球科学的紧迫性和可能性,建议近期应当关注量子地球科学研究领域。大数据研究在地球科学领域正蓬勃发展着,本文讨论了以下若干问题：大数据与范式革命、大数据思维、大数据与人工智能、大数据与实用主义,以及地质大数据前瞻与挑战等问题。本文认为,量子地球科学研究应当未雨绸缪,地质大数据研究应当大力加强。     

科学数据管理态势及其对我国地球科学领域的启示

科学数据是重要的科技基础条件和国家战略资源。随着大数据时代的到来,全球各国纷纷将科学数据管理纳入国家发展战略。为了完善我国科学数据管理并抓住这个大数据发展机遇,国务院办公厅于2018年3月正式印发《科学数据管理办法》。在这一新的国际、国内数据管理政策环境下,分析归纳了全球11个方面的科学数据管理态势,并剖析了发达国家科学数据中心发展模式,针对我国地球科学领域科学数据管理,提出了科学数据政策制定、科学数据中心建设、科学数据生命周期管理、数据机构能力建设、科学数据认证、数据出版、科学数据回报机制、数据综合集成和安全管理等方面的启示与展望。     

中国大陆科学深钻发展的若干思考与建议

科学钻探是获取地球内部信息的最直接和最重要手段,在解决“向地球深部进军”战略科技问题上起着无可替代的作用。本文简要回顾国内外大陆科学钻探的发展历程和深钻的发展现状,分析大陆科学深钻发展特点与态势;围绕中国大陆科学深钻,梳理其关键科学技术问题、面临的挑战与机遇;在此基础上提出中国大陆科学深钻发展的目标、优先发展方向与发展途径建议。大陆科学深钻能够为地球动力学过程、地质灾害、地质资源和环境变化等全球关注的地球科学前沿问题提供独特的研究途径,但是其实施深度又受超高温和超高压等恶劣井眼环境的制约;现代科学技术的进步有力促进了大陆科学深钻中各项技术的发展,为超深井和特深井科学钻探提供重要支撑。中国大陆科学深钻应以9000～15000 m特深井为目标,注重“超深”“深时”和“深观”等领域的科学问题,优先发展地球深部构造、深部生命、深时气候和深部资源探测等方向,研究超深物质、动力学过程和岩石物理等实验技术,研发超高温超高压环境下的钻井、测井和长期观测等技术与装备,促使我国深地探测能力和水平实现一次飞跃。     

2012—2022年地球科学国际发展态势与中国影响力分析

地球科学对一个国家的经济社会发展有着重要的战略支撑作用。为了对国际地球科学发展态势特别是中国地球科学的国际地位与影响力开展多层次分析,通过构建地球科学发展态势“宏观—中观—微观”定量研究框架,从产出规模、合作网络、研究主题、主题热度和国际影响力等多维角度开展基于文献数据的分析。研究发现,2012年以来全球地球科学保持着较为活跃和稳步向前的发展态势,中国在产出规模、发文机构、合作网络、高被引论文以及国际影响力等方面取得长足进步。基于国内外地球科学战略计划与定量研究结论,从学科战略系统规划、国际深度科技合作、国际前沿科学计划主导、学科领域数据中心建设、新技术工具再研发和学科融合创新发展几方面出发,提出未来中国地球科学发展应加大中长期学科战略研究与系统规划、促进高水平国际深度科技合作与交流、策划发起中国领导国际前沿科学计划等。     

中国气象科学技术发展战略研究

依据《中国气象事业发展战略研究重大科学技术问题卷》［1］的概述,主要从天气学理论与预报技术、气候系统与全球变化、人工影响天气、大气化学、大气物理学,以及综合探测技术与外场观测试验等方面,分析气象科学发展的背景、现状和社会需求,指出气象科学发展中需要了解的关键科学和技术问题,并制定中国气象科学技术长期发展目标和确定重点研究领域,其中特别强调了与中国区域天气、气候和气候变化问题关系密切的气象科学问题,并在气象科学理论体系的建立、天气预报和气候预测手段的改进、全球气候系统观测的实施、多学科的交叉融合等方面提出措施和建议。     

基础性研究中的地理科学

从学科发展规律与经济、社会发展的需求方面阐述了地理科学研究的一些重点问题,如地理科学与农业,地理科学与资源、环境问题,地理科学与区域可持续发展,地理科学与全球变化等。     

中国海洋科学学科发展战略研究报告

在阐述海洋科学范畴与发展历史的基础上，强调了海洋科学在海洋开发利用，海洋权益保护以及全球变化研究等社会经济持续发展中的作用，详细介绍了现代海洋科学研究的特点世界海洋科学的发展现状和趋势；并在回顾我国近代海洋科学发展概况的基础上提出了我国海洋科学的发展，近中期主攻方向与重点以及实施对策。     

评述地球科学进展 促进地球科学发展——《地球科学进展》新世纪致读者和作者

《地球科学进展》(双月刊)是由国家自然科学基金委员会地球科学部、中国科学院资源环境科学与技术局、中国科学院资源环境科学信息中心联合主办的综合性学术性刊物。主要评述国内外地球科学研究进展,介绍全球变化研究、可持续发展研究等综合性跨学科重大研究领域发展态势,报道边缘学科、交叉学科最新信息,推动高新技术在地球科学中的应用,报道国家地球科学科技攻关项目和重点基础研究发展规划项目、国家自然科学基金项目等研究内容、进展与重要成果,促进地球科学与资源环境科学研究工作的发展;介绍国家自然科学基金项目选题意向,宣传地球科…     

《地球科学进展》英文网络版征稿启事

《地球科学进展》(双月刊 )是由国家自然科学基金委员会地球科学部、中国科学院资源环境科学与技术局、中国科学院资源环境科学信息中心联合主办的综合性学术性刊物。本刊主要评述国内外地球科学研究进展 ,介绍全球变化研究、可持续发展等综合性跨学科重大研究领域发展态势 ,报道边缘学科、交叉学科最新信息 ,推动高新技术在地球科学中的应用 ,报道国家地球科学科技攻关项目、重点基础研究发展规划项目和国家自然科学基金项目等研究内容、进展与重要成果 ,促进地球科学与资源环境科学研究工作的发展 ,介绍国家自然科学基金项目选题意向 ,宣…     

面向可持续发展的冰冻圈科学

21世纪以来, 在全球气候变暖的大背景下, 冰冻圈科学发展快速。在梳理国际冰冻圈相关研究态势、 分析中国相关研究动向的基础上, 总结了“冰冻圈科学”发展的历程并简要介绍了冰冻圈科学的基本框架。研究指出, 自20世纪70年代冰冻圈概念正式提出以来, 国际社会以推出气候与冰冻圈（WCRP-CliC）计划和成立国际冰冻圈科学协会（IACS）为标志, 并在深化冰冻圈自身机理、 过程认识的同时, 更加关注与其他圈层之间相互作用中的冰冻圈效应, 表明冰冻圈研究趋向变化 - 影响 - 适应这一主线发展, 在一定程度显现出了“冰冻圈科学”的核心特征。中国冰冻圈研究近20年、 尤其是近10年发展迅猛, 沿着冰冻圈科学的主体思路, 在冰冻圈变化, 冰冻圈变化对生态、 水文、 气候、 地表环境以及社会经济的影响等方面取得了系统性成果, 对冰冻圈科学的内涵和外延有了系统的认识。在分析国际冰冻圈科学孕育和发展背景并简要总结中国冰冻圈研究近况基础上, 对冰冻圈科学学科框架体系从科学内涵和外延、 研究构架和学科组成等方面进行了论述, 冰冻圈科学已经成为一门涉及广泛、 过程机理研究与可持续发展密切关联的全新学科。     

加强"横断科学"理论与方法的普及,促进地球科学研究上新台阶

一部人类的科学发展史也是一部思维的发展史;思维推动了科学发展,而科学的发展又对思维提出了更高的要求。这种周而复始的螺旋式前进,使人类的思想经历了一个从低级到高级,从简单到复杂,从具体到概括的发展历程,在每一个历史阶段中,人类的思维都有着不同于以往的发展、变化和革命性飞跃。横断科学理论和方法是人类进化历史中涌现于各门自然科学、技术科学,乃至社会科学所能共用的一门科学理论。凡能称得上“横断科学”者,并为大多数人所接受的是逻辑学、老三论（系统论、信息论、控制论）与新三论（耗散结构理论、突变论、协同论）。而只有加强“横断科学”理论、方法普及与探索,才能促进地球科学研究上台阶。     

造山带与造山作用及其研究的新起点

当代地理科学正处于重要的发展时期。人类社会发展向地学发生了新的严峻挑战，地球科学理论自身也处在一个新的发展时期。面对社会与地学的发展及需求。作为地质科学研究最基本主要领域的造山带研究，应如何思考？本文据此在新世纪开始之际，根据社会与科学的发展，回顾和讨论了造山带、造山作用及其研究内容、发展变化和新的研究起点和任务。     

20世纪地质科学发展历史的回顾及21世纪地质科学的展望

本文围绕大陆漂移学说的兴衰史,板块构造学说诞生、发展与演变史,及其引起学术上的论战,促使地质科学逐步摆脱传统思想的束缚,有力地推动了地质科学朝着革命的新方向,走向繁荣。在２１世纪地质科学展望论述中,提出了横向交叉、渗透、综合走定量性发展的新方向,为解决人类面临生存危机及可持续发展战略,来完善自身作为横断学科的构架;促进国际间的学术交流与协作,不断丰富地质科学的新内涵。     

地质科学的展望

一、地质科学的发展需要与其他学科边缘杂交和互相渗透地质学是研究地球的科学,也是人类家庭的科学,它对改善人类的衣、食、住、行和其他活动都有直接和间接的影响,因为人类的一切活动都是以地球为基地的。地质科学研究的对象是自然界中地质现象,而地质现象又可认为是物理、化学、生物等长期作用于地球的综合结果;所以地质科学的研究要以物理学、化学、生物学为基础,而同时又是它们的综合。从近代科学发展看来,地质学与物理学相结合发展出地球物理学,与化学相结合发展出地球化学,与生物学相结合发展出地生物学(古生物学),与数学相结合发     

自然资源时期:大数据与地球系统科学——再论全面发展时期的勘查地球化学

中国勘查地球化学全面发展的重要标志和本质特征是大数据信息与地球系统科学。勘查地球化学的全面发展坚持资源与环境并重方针,真实生动地反映国家经济社会发展的历史轨迹,在科学技术领域具有典型意义。自然资源时期地质工作关于资源内涵从矿产资源、国土资源到一切自然资源,关于环境内涵从地质环境、国土环境到包括山水林田湖草生命共同体在内的一切自然环境。本文继2008年对此有所评述后,在国家自然资源部成立之际,地质工作面临深刻转型之时,从大数据信息科学与自然资源地球化学调查、建立地球系统科学指导的自然资源地球化学理论体系与自然资源地球化学评价体系,以及针对自然资源领域重大科学问题,深化地球化学应用研究与理论研究,构建完善的科学体系等若干值得注意的方面再次就此议题加以评论。勘查地球化学的长期目标是通过大数据信息与地球系统科学研究揭示自然资源与自然环境状况,实现对地球资源的科学开发、合理利用和整体保护,创造人类与地球和谐共处的生存环境。由此,转型和升级贯穿中国勘查地球化学发展的全过程。地球化学将以形态和内涵的系统性、综合性、整体性作用,以及应用实践的多目标全方位面貌出现在国家行业部门与科技领域,极大地拓展和深入经济社会发展各个方面。勘查地球化学以方法技术优势实行大调查、大数据、大应用战略,建立大环境、大生态、大地球观,向大地质、大资源、大科学转变,为解决自然资源与生态环境问题提供地球化学方案,将全面发展时期的勘查地球化学从大数据信息应用优势和地球系统科学理论高度提升到"大地球化学"境界。     

第五届地球系统科学大会第一号通知

正"地球系统科学大会"(Conference on Earth System Science,CESS)是以学科交叉为特色、两年一度的学术盛会。其目标在于促进学科交叉,横跨圈层、穿越时空,推动海陆结合、古今结合、生命科学与地球科学结合以及科学与技术的结合。在当前我国地球科学、尤其是海洋科学高速发展的背景下,大会的宗旨在于提供"陆地走向海洋,海洋结合陆地"的交流平台。     

水文地质学和工程地质学中沉积岩研究的状况与任务

在国民经济中,沉积岩被广泛地璃作各种工程建筑物的天然地基、基础及本体,以及用作建筑材料。这种岩石也是贮藏地下水的地方。工程地质学和水文地质学与岩性学——关于沉积岩的科学有密切的关系。水文地质学、工程地质学和关于沉积岩的科学都是地质科学中的不同分支,它们之间是相关而又是相辅的。水文地质学和工程地质学的发展是与关于沉积岩的科学的发展密切相关的。正因为这样,水文地质和工程地质工作者才对有关沉积岩的科学的状况与前途表示深切的关心。苏联岩性学的进步学派,在沉     

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。     

《地球科学进展》杂志投稿须知

《地球科学进展》（月刊）的主要任务是评述国内外地球科学研究新进展,介绍全球变化研究、可持续发展研究等综合性跨学科重大研究领域发展态势,报道边缘学科、交叉学科最新信息,推动高新技术在地球科学中的应用,促进地球科学与资源环境科学研究工作的发展,介绍国家自然科学基金项目选题意向,公布国家自然科学基金地球科学项目评审情况,宣传报道旧家重点基础研究发展计划项目（973）、国家攀登计划、国家自然科学基金项目等地球科学领域的最新研究成果和进展。     

《地球科学进展》杂志投稿须知

《地球科学进展》（月刊）的主要任务是评述国内外地球科学研究新进展,介绍全球变化研究、可持续发展研究等综合性跨学科重大研究领域发展态势,报道边缘学科、交叉学科最新信息,推动高新技术在地球科学中的应用,促进地球科学与资源环境科学研究工作的发展,介绍国家自然科学基金项目选题意向,公布国家自然科学基金地球科学项目评审情况,宣传报道国家重点基础研究发展计划项目（973）、国家攀登计划、国家自然科学基金项目等地球科学领域的最新研究成果和进展。