N2O 285-315ppbv (1800-1999) CH4 0.7-1.72ppm (1800-1990)
6. 地球科学发展趋势(续)
从数值模拟向预测发展 高新技术的应用: 遥感，深部探测 非线性应用：0.618在地学上的局限性 微观地球科学：电镜，隧道电子显微镜，分 子生物学，纳米科学，同步辐射加速器，质 子加速器。
1
Se(ppm) 2 3
a
4
0cm
10cm
AD3
19cm
Zn(pppm) 50 0 5 depth（cm） 10 15 20 25 30 100 150 200
F(ppm) 400 1200 2000
Sr(ppm) 250 350 450 550 2
P2O5(%) 4 6 8 10 60
Cu(ppm) 160 260 3
25 50 D e p th ( c m )
75
Sr (p.p.m.)
0
25 50 D e p th ( c m )
75
Precipitation (mm) Loadings For Factor 1
0 25 D e p th (c m ) 50 75
-8
900 600 300 0.8 0.6 0.4
C( ‰ ) δ
-1 6
13
-2 4
Loadings For Factor 2
0.9 0.6 0 500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000
Years before present
8
Sr/Ba
6 4 2 0 .6 0 .4 0 .2 0 .0 0 10
B /G a S r /B a
Abandoned penguin rookery Modern penguin active area
Active penguin rookery Ancient tundra vegetation
Ancient penguin active area Modern tundra vegetation
学术论争
学术论争的必要性 非学术论争的不必要性
6. 地球科学发展趋势
全球化趋势： GIS 数字地球 观测网络 数据共享 层圈无国界 相互关联的整体系统
多学科跨部门的综合研究：国际性研究计划
世界气候研究计划（WCRP） 国际地圈生物圈计划（IGBP） 全球环境变化的人类因素计划（HDP） 国际岩石圈计划（ILP） 深海钻探计划/大洋钻探计划（DSDP/ODP） 全球海洋生态系统动力学研究（GLOBEC） 世界大洋环流实验计划（WOCE）
F（ ppm） 0 0 5 depth（ cm） 10 15 20 25 400 800 1000
S（ ppm） 2000 3000 20
Zn（ ppm） 70 120 2
CaO（ %） 3 4 5 6 150
Sr(ppm) 200 250
a
0cm 5cm
14cm
BL1
24cm
F（ ppm） 90 0 2 depth（ cm） 4 6 8 10 12 14 16 170 250 100
学科之间的交叉:2.7K,质子加速器 界面过程的研究:Sr/Ba,海-气交换， 水岩，冰上、冰下
16 S (%) 0 .3 0 .0 0 25 50 D e p th ( c m ) 75 Zn (p.p.m.) 900 600 300 0 0 Ba (p.p.m.) 240 160 80 0 25 50 D e p th ( c m ) 75 25 50 D e p th ( c m ) 75 F (p.p.m.) 8 0 0 25 50 D e p th ( c m ) 75 Se (p.p.m.) CaO (%) 0 .6 P2O5 (%)
生
CHEMI.
地球科学框架
固体地球科学：地质学，地球物理 学，地球化学，大地测量学 大气科学：大气物理，大气化学， 大气动力学 海洋科学 土壤科学 环境科学
C.S.H
Composition(组成):岩石学.矿物学. 地球化学.同位素地球化学. Structure(构造)：地球物理学.构造 地质学.全球构造. History(历史)：地史学.古生物学.全 球变化.
什么是科学？
百科全书：科学是对现实世界规律
的不断深入认识的过程。 爱因斯坦：设法将我们杂乱无章的 感觉经验加以整理，使之符合逻辑 上前后一致的系统。 李政道：科学是对自然现象的准确 抽象。
框架
GEO.
古 古 气 候 物 生
地
理
地 球 物
理 物 物 生
球 化
学
PHYSI. 物理化学
学
物 化
BIO.
16 8 0 45 30 15 0 0
1 2 ,0 0 0 8 ,0 0 0 4 ,0 0 0 0
0
25 50 D e p th ( c m )
75
Cu (p.p.m.)
800 400 0 0 25 50 D e p th ( c m ) 75 1 ,8 0 0 1 ,2 0 0 600 0 0 25 50 D e p th ( c m ) 75
B/Ga
比值
20
30
40
50
60
70
深 深度度 ( c m )
0.00 -20.00 0 -40.00 -60.00 白度 -80.00 -100.00 -120.00 -140.00 -160.00 深度（cm） 海豹粪土沉积物（HF4）的白度值与汞含量的关系 5 10 15 20 25 30 35
Zn（ppm） 130.0 210.0
c
0cm 11cm
27cm 35cm 48cm
G
50
54cm
d
G
AD4
AD3
α
The mud impacted by penguin droppings with much moss relict Hardy sedimentary layer from penguin droppings with little moss relict The gravel debris from the nesting sites with the clay and much moss relict Dark black clay with many living mosses Black sediments impacted by penguin droppings with little moss relict The lark clay and gravel debris with little moss relict Black organic mud with gravel debris from the nesting sites The moss humus
1. 地球科学的目标
四大起源问题 判断：求知欲与生存的需要 学科建设：在边缘上寻找生长点 “问题地球科学”
2. 为什么学习“地球科学概论”
基本素质的需要 宏观更宏微观更微，“拆0”与“组装” 建立科学的思维方式 值得一学吗？认识.关心.重建.拯救
3. 地球科学的科学位置与框架
科学的概念 致知在格物，物而后知玉. ---《礼记.大学》 天演论－严复将science译为科 学。什么是科学？
F（ ppm） 5 300 1100 1900 200
Sr（ ppm） 400 600 20
Zn（ ppm） 70 120 170
S（ ppm） 900 2400 3900
c
0cm 3cm
BL4
23cm
25
The mud of penguin droppings
The clay with rotten mosses
10. 极地科学
全球变化 海平面变化； 气候与生态演变；
1500年海豹数量与环境演变
0 500 1000 1500 2000 2500
-310 A -315 -320 -325
海冰面积 海冰面积 增多
增多
海豹数量 海豹数量
B
0
500
1000
1500
2000
2500
距今年龄(年)
Passage
Passage
Black clay impacted by penguin droppings with little moss relict
d
BL1 BL4 BL3
人类活动污染记录
南极海豹毛中的古文明记录
A.D. 2000 Con.(%) 0 0.5 1 2000 Hg(ng g )
技术科学
给 动 公 土 机 矿 电 材 医 排 力 共 木 械 业 子 料学 水工卫工工工技科 工程生程程程术学 程 工 程
环境科学
环环 境境 物化 理学 学 环环环 境境境 地生医 学物学 学
环环 境境 声分 学析 化学 学
环环环 环 环环环环 环 境境境 境 境境境境 境 经法管 教 科心情统 工 济学理 育 学理报计 程 学 学 学 史学学学 学
Sr（ ppm） 140 180
Ba（ ppm） 100 140 180
1
Zn（ ppm） P2O5（ %） 2 3 30 50
Cu（ ppm） 80 100 120
b
0cm 3cm
BL3
10cm 14cm
Se（ ppm） 0 0 5 depth（ cm） 10 15 20 3 6 9 12 1
P2O5（ ppm） 2 3 4
Se(ppm) 6 9
b
0cm 4cm 10cm
AD4
23cm 29cm
0 0 10 depth（cm） 20 30 40