地球科學概論市公開課特等獎市賽課微課一等獎?wù)n件

地球科學概論孫立廣中國科技大學地球與空間科學學院第1頁本堂課內(nèi)容1.地球科學目標2.為何學習“地球科學概論”3.地球科學科學位置與框架4.應用地球科學5.地學發(fā)展簡史6.地球科學發(fā)展趨勢7.中國地球科學發(fā)展現(xiàn)實狀況8.環(huán)境科學9.“十五”期間優(yōu)先資助領(lǐng)域

10.極地科學第2頁1.地球科學目標四大起源問題判斷：求知欲與生存需要學科建設(shè)：在邊緣上尋找生長點“問題地球科學”第3頁2.為何學習“地球科學概論”基本素質(zhì)需要宏觀更宏微觀更微，“拆0”與“組裝”建立科學思維方式值得一學嗎？認識.關(guān)心.重建.拯救第4頁3.地球科學科學位置與框架科學概念

致知在格物，格物而后知玉.---《禮記.大學》

天演論－嚴復將science譯為科學。什么是科學？

第5頁什么是科學？百科全書：科學是對現(xiàn)實世界規(guī)律不停深入認識過程。愛因斯坦：設(shè)法將我們雜亂無章感覺經(jīng)驗加以整理，使之符合邏輯上前后一致系統(tǒng)。李政道：科學是對自然現(xiàn)象準確抽象。第6頁框架GEO.PHYSI.CHEMI.BIO.地球化學地球物理物理化學生物化學生物物理古生物古氣候第7頁地球科學框架固體地球科學：地質(zhì)學，地球物理學，地球化學，大地測量學大氣科學：大氣物理，大氣化學，大氣動力學海洋科學土壤科學環(huán)境科學第8頁C.S.HComposition(組成):巖石學.礦物學.地球化學.同位素地球化學.Structure(結(jié)構(gòu))：地球物理學.結(jié)構(gòu)地質(zhì)學.全球結(jié)構(gòu).History(歷史)：地史學.古生物學.全球改變.第9頁4.應用礦床學工程地質(zhì)學地震地質(zhì)學環(huán)境地質(zhì)學第10頁5.地學發(fā)展簡史1735年Geology-----1790課堂水火不相容：Hutton－火成論Werner－水成論均變與災變：C.lyell1830《地質(zhì)學原理》Cuvier(災變論)固定論與活動論：ЪелоусовWilson第11頁學術(shù)論爭學術(shù)論爭必要性非學術(shù)論爭無須要性第12頁6.地球科學發(fā)展趨勢全球化趨勢：GIS數(shù)字地球觀察網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享層圈無國界相互關(guān)聯(lián)整體系統(tǒng)第13頁多學科跨部門綜合研究：國際性研究計劃

世界氣候研究計劃（WCRP）國際地圈生物圈計劃（IGBP）全球環(huán)境改變?nèi)祟愒蛴媱潱℉DP）國際巖石圈計劃（ILP）深海鉆探計劃/大洋鉆探計劃（DSDP/ODP）全球海洋生態(tài)系統(tǒng)動力學研究（GLOBEC）世界大洋環(huán)流試驗計劃（WOCE）

第14頁學科之間交叉:2.7K,質(zhì)子加速器界面過程研究:Sr/Ba,海-氣交換，水巖，冰上、冰下

第15頁第16頁深度B/GaSr/Ba第17頁第18頁6.地球科學發(fā)展趨勢(續(xù))研究功效－社會服務(wù)（研究功效動力）:找礦，社會型，環(huán)境型，氣象計劃關(guān)鍵區(qū)域：南北極，青藏高原，黃土高原，洋脊，地幔熱柱，大陸架和大陸內(nèi)部碰撞帶經(jīng)典現(xiàn)象：厄爾尼諾，酸雨，臭氧空洞，海平面改變，洋底錳結(jié)核，黃土，溫室效應CO2280-353ppm(1800-1990)N2O

285-315ppbv(1800-1999)CH40.7-1.72ppm(1800-1990)第19頁6.地球科學發(fā)展趨勢(續(xù))從數(shù)值模擬向預測發(fā)展高新技術(shù)應用:遙感，深部探測非線性應用：0.618在地學上不足微觀地球科學：電鏡，隧道電子顯微鏡，分子生物學，納米科學，同時輻射加速器，質(zhì)子加速器。

地球科學革命——板塊結(jié)構(gòu)有待微觀地球科學發(fā)展：分子古生物學，結(jié)構(gòu)礦物學，納米環(huán)境地球化學，元素和同位素地球化學等。第20頁6.地球科學發(fā)展趨勢(續(xù))行星科學，月球地質(zhì)學與空間發(fā)展計劃協(xié)調(diào)人與自然關(guān)系：環(huán)境地質(zhì)，環(huán)境地球化學，環(huán)境工程地質(zhì)

三門峽大壩警示作用15.3億噸（1960），淹地25萬頃，50億噸（1962）黃萬里----小人物：溫善章（1956）

758事件板橋.石漫灘水庫.6億m3第21頁7.中國地球科學發(fā)展現(xiàn)實狀況第22頁8.環(huán)境科學 環(huán)境科學研究對象是與人類活動相關(guān)自然環(huán)境質(zhì)量改變，環(huán)境科學是探討人類社會生態(tài)與自然生態(tài)相互作用與平衡科學。

第23頁自然科學

社會科學

技術(shù)科學數(shù)學.物理學.化學.天文學.地學.生物學經(jīng)法管政教社史心情統(tǒng)濟學理治育會學理報計學學學學學學學

學

給動公土機礦電材醫(yī)排力共木械業(yè)子料學水工衛(wèi)工工工技科工程生程程程術(shù)學程工程

環(huán)境科學

環(huán)環(huán)環(huán)環(huán)環(huán)環(huán)環(huán)環(huán)環(huán)環(huán)環(huán)環(huán)環(huán)環(huán)境境境境境境境境境境境境境境物化地生醫(yī)經(jīng)法管教科心情統(tǒng)工理學學物學濟學理育學理報計程學學學學學史學學學學

環(huán)環(huán)環(huán)污環(huán)環(huán)環(huán)境境境染境境境聲分地生毒經(jīng)系學析質(zhì)態(tài)理濟統(tǒng)化學學學生工學

態(tài)程

學環(huán)境科學及與其它學科間的關(guān)系第24頁9.地球科學優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域

(1)全球改變及其區(qū)域響應

(2)地球環(huán)境與生命過程

(3)天氣、氣候系統(tǒng)物理動力學

(4)大陸動力學

(5)區(qū)域可連續(xù)發(fā)展

(6)日地空間環(huán)境與空間天氣

⑺

地球系統(tǒng)探測新原理與新技術(shù)

第25頁10.極地科學

全球改變 海平面改變； 氣候與生態(tài)演變； 第26頁海豹數(shù)量海冰面積距今年紀(年)增多

15海豹數(shù)量與環(huán)境演變海豹數(shù)量海冰面積增多第27頁

企鵝生態(tài)模型ABabcSeacoastPassagePassage第28頁

（a）（b）（c）

第29頁

DarkblackclaywithmanylivingmossesThelarkclayandgraveldebriswithlittlemossrelictBlacksedimentsimpactedbypenguindroppingswithlittlemossrelictThemosshumusBlackorganicmudwithgraveldebrisfromthenestingsitesThemudimpactedbypenguindroppingswithmuchmossrelictHardysedimentarylayerfrompenguindroppingswithlittlemossrelictThegraveldebrisfromthenestingsiteswiththeclayandmuchmossrelictα

AD3GAD4dbAD4AD3acGAbandonedpenguinrookeryActivepenguinrookeryAncientpenguinactiveareaModernpenguinactiveareaAncienttundravegetationModerntundravegetation

第30頁ThemudofpenguindroppingsTheclaywithrottenmossesBlackclayimpactedbypenguindroppingswithlittlemossrelictBL1BL3BL4

d

aBL1BL3b

BL4c

第31頁人類活動污