刻影响。大地测量的方法对于地理学、地质学、海洋学、水文学及土壤学等 的研究十分重要 航天和遥感技术 现代航空、航天和遥感技术极大地推动了 地球科学的发展，成为现代地球科学不可缺少或不可忽视的重要研究方法。 由于地球的空间广大，要在短时间内获取大区域的资料，特别是大区域的动 态变化状况，就必须充分利用航空、航天和遥感技术，如卫星云图、卫星遥 感影像、航空照片等 航空 航天和遥感技术对现代气象学的发展和进步起 了决定性作用，成为其重要支柱。它们也是现代海洋学、地理学的主要研究 手段，而且对于现代地质学、土壤学、水文学、环境地学等也发挥着重要作 用 (5)实哈室分析、侧试与科学实命这是地球科学中各门学科均普遍采 用的研究方法 主要是从研 对象中取得所需的各种样品或标 然后在实 验室进行分析、测试，以便获取物质成分、结构、物理与化学性质以及形成 历史等方面的定性和定量资料，并通过科学实验分析和推断其形成、演变过 程、发展趋势等。随着科学的发展，地球科学中的实验科学已有相当的进步 但由于自然过程的影响因素复杂，加之时间的漫长性与空间的广泛性以及现 代实验技 平的限 在地球科学中有 时很难进行与自然界 一致的真实 验 因此，地球科学上常采取简化影阿因素、创造 些特定的物理、化学 境，模拟自然现象的成因、过程和发展规律，这种方法称为模拟实验。模拟 实验只能是近似的，实验结果往往与自然过程有一定差距，但它在再造自然 现象的过程、验证和探索地球科学规律方面发挥着重要作用。 (6)历史比较法 这是地质学最基本的方法 时间的漫长性决定了地 质学必须用历史的、辩证的方法来进行研究。虽然人类不可能目睹地质事件 发生的全讨程，但是，可以诵时各种地质事件贵留下来的地质现象与结果 利用现今地质作用的规律，反推古代地质事件发生的条件、过程及其特点 这就是所谓的“历史比较法” (或称“今论古 :即空主义原则” 原理 这一原理是由英国地质学家莱伊尔(C.Lyel, 1791 在 屯(J.Hutton,1726 1797年，英国学者)的均变论学说的基础上提出来的： 莱伊尔明确指出：“现在是了解过去的钥匙” 例如.现代珊湖只生活在温 暖、平静、水质清洁的浅海环境中，如果在古代形成的岩石中发现有珊湖化 ，便可推断这些岩石也是在古代温暖、清洁的浅海环境中形成的；又如 种特殊的岩石 如果右 个地区发现有 古代火山岩存在，我们就可以推断当时这一地区曾发生过火山喷发作用，等 等。历史比较法是一种研究地球发展历史的分析推理方法，它的提出，对现 代地质学的发展起了重要的促进作用。这一原理的理论基础是“均变论” 均变论认为，在漫长的地质历史过程中 地球的演变总是以渐进的方式持续 地进行，无论是过去还是现在， 其方式和结 果都是 数的 但是，现代地质 学的研究证明，均变论的观点是片面和机械的。地球演变的过程是不可逆的， 现在并不是过去的简单重复，而是既具有相似性，又具有前进性。例如，地 质学的多方面研究揭示，在地球演变过程中，地表大气圈、水圈、生物圈的 组成、数量、温压以及地球或地壳内部的结构、构造等特征都在发生不断地 变化，与现代的状况存在不同程度的差异， 这些必然会导致当时发生的地质 作用的方式与过程具有一系列与今天不同的特点。地球演变的过程也并不总 是以渐进、均变的形式进行，而是在均变的过程中存在着一些短暂的、剧烈
刻影响。大地测量的方法对于地理学、地质学、海洋学、水文学及土壤学等 的研究十分重要。 （4）航空、航天和遥感技术 现代航空、航天和遥感技术极大地推动了 地球科学的发展，成为现代地球科学不可缺少或不可忽视的重要研究方法。 由于地球的空间广大，要在短时间内获取大区域的资料，特别是大区域的动 态变化状况，就必须充分利用航空、航天和遥感技术，如卫星云图、卫星遥 感影像、航空照片等。航空、航天和遥感技术对现代气象学的发展和进步起 了决定性作用，成为其重要支柱。它们也是现代海洋学、地理学的主要研究 手段，而且对于现代地质学、土壤学、水文学、环境地学等也发挥着重要作 用。 （5）实验室分析、测试与科学实验 这是地球科学中各门学科均普遍采 用的研究方法，主要是从研究对象中取得所需的各种样品或标本，然后在实 验室进行分析、测试，以便获取物质成分、结构、物理与化学性质以及形成 历史等方面的定性和定量资料，并通过科学实验分析和推断其形成、演变过 程、发展趋势等。随着科学的发展，地球科学中的实验科学已有相当的进步。 但由于自然过程的影响因素复杂，加之时间的漫长性与空间的广泛性以及现 代实验技术水平的限制，在地球科学中有时很难进行与自然界一致的真实实 验。因此，地球科学上常采取简化影响因素、创造一些特定的物理、化学环 境，模拟自然现象的成因、过程和发展规律，这种方法称为模拟实验。模拟 实验只能是近似的，实验结果往往与自然过程有一定差距，但它在再造自然 现象的过程、验证和探索地球科学规律方面发挥着重要作用。 （6）历史比较法 这是地质学最基本的方法论。时间的漫长性决定了地 质学必须用历史的、辩证的方法来进行研究。虽然人类不可能目睹地质事件 发生的全过程，但是，可以通过各种地质事件遗留下来的地质现象与结果， 利用现今地质作用的规律，反推古代地质事件发生的条件、过程及其特点， 这就是所谓的“历史比较法”（或称“将今论古”、“现实主义原则”）的 原理。这一原理是由英国地质学家莱伊尔（C.Lyell，1791—1875 年）在郝 屯（J.Hutton，1726—1797 年，英国学者）的均变论学说的基础上提出来的。 莱伊尔明确指出：“现在是了解过去的钥匙”。例如，现代珊瑚只生活在温 暖、平静、水质清洁的浅海环境中，如果在古代形成的岩石中发现有珊瑚化 石，便可推断这些岩石也是在古代温暖、清洁的浅海环境中形成的；又如， 现在的火山喷发能形成一种特殊的岩石——火山岩，如果在一个地区发现有 古代火山岩存在，我们就可以推断当时这一地区曾发生过火山喷发作用，等 等。历史比较法是一种研究地球发展历史的分析推理方法，它的提出，对现 代地质学的发展起了重要的促进作用。这一原理的理论基础是“均变论”。 均变论认为，在漫长的地质历史过程中，地球的演变总是以渐进的方式持续 地进行，无论是过去还是现在，其方式和结果都是一致的。但是，现代地质 学的研究证明，均变论的观点是片面和机械的。地球演变的过程是不可逆的， 现在并不是过去的简单重复，而是既具有相似性，又具有前进性。例如，地 质学的多方面研究揭示，在地球演变过程中，地表大气圈、水圈、生物圈的 组成、数量、温压以及地球或地壳内部的结构、构造等特征都在发生不断地 变化，与现代的状况存在不同程度的差异，这些必然会导致当时发生的地质 作用的方式与过程具有一系列与今天不同的特点。地球演变的过程也并不总 是以渐进、均变的形式进行，而是在均变的过程中存在着一些短暂的、剧烈
的激恋村程。例如，在岩层中常常发现其物质组成及结物构浩发生突然性的 变化；在 生物演化中也常常发现大量的生物种属在短期内突然绝 的现 象，如7000万年前后恐龙全部迅速绝灭等。所以整个地球的发展过程应 个渐变一激变一渐变的前进式往复发展过程，这也符合量变一质变 一量变的 哲学规律。因此，在运用历史比较法时，必须用历史的、辩证的、发展的思 相作指导。而不是筒单地、机城地“将今论古 这样才能得出正确的结论 地质学的 将今 分析方法， 头B 上对于地球科学的址 理学、地理 学、气象学、水文学、海洋学、土壤学、环境地学等几门学科也均具有一定 的借鉴意义。 (7)综合分析自然过程的复杂性和不可逆性决定了地球科学必须采用 综合分析的研究方法。在漫长的地球演化过程中，不同时期、不同方式（物 理、化学、生物等 不同环境 (地表、地下 空中等)的自然作用给我们 留下的是一幅错踪复杂的结果图案。要根据这一图案恢复和解析自然界发展 的过程，就必须利用多学科的原理和方法，结合复杂的影响因素，进行综合 分析。这一点与数、理、化等学科利用单纯的推导、实验等方法讲行研究是 士不 一样的。例如在地质学中， 由于过程和影响因素很复杂】 根据某些个引 特征 利用单学科的原理和方法，往往兰 得出片面甚至错误的结论， 这就是 在地质学研究中经常碰到的“多解性”或“不确定性”问题。所以， 只有在 综合各方面研究的基础上，才能得出统一的、最合乎实际情况的结论。 (8)电子计算机技术应用有人说20世纪后半叶以来 人举社会已光 入由子社机的时代 电子计算机技术的应用已给各门自然科学带来了深刻 的影响和革命性的变化。对地球科学也是一样，例如在现代气象学、 地理学 地质学、地球物理学、海洋学、环境地学等领域中，计算机技术已发挥出了 巨大的作用，成为不可缺少的研究手段和方法。而且计算机技术正在向地球 科学的各个领域中渗透。计算机技术的应 为醒决地球科学的研究对象敏 观测处理资料量 模拟形成演 变过程复杂等 等问题带来了无限 的前景。 因此，要想提高地球科学的研究水平 必须充分地重视、加强和 一步开拓电子计算机这一方法技术在地学中的应用。 地球科学研究的工作方法通常具有下列程序： (1)料收集棍据所要研密的课颗和所要解决的问题。尽可能送尽 客观和系统地收集各种有关的数据、 样品和其它资料 资料的来源包括对研 究区详细的野外调查、仪器观测和收集、分析已 有的各种资料和成果等 (2)归纳、综合和推论对所收集的资料进行加工整理、归纳、综合 并利用地球科学的研究方法和原理，作出符合客观实际的推论。 (3)堆论的验证 通过生产实践或科学实验来证实或检验推论是否正 确，并在实践的过程中不断地修正错误 是高认识 结机 地球科学是 门实践性很强的科学。人们通过不断地科学实践，逐渐形 成了若干假说和学说。假说是根据某些客观现象归纳得出的结论，它有待进 一步验证；而学说则是经过了一定的实践检验、在一定的学术领域中形成的 理论或主张。 留说知学说对堆动地球科学的发据起若重要的作用 ,它们为探 索地球科学的 观规律指出 了万可 实践起着 的指导作用 同时在实 践中不断得到检验、补充和修正，使其日趋完善。当然，有些假说和学说也 可能在实践中被扬弃或否定
的激变过程。例如，在岩层中常常发现其物质组成及结构构造发生突然性的 变化；在古生物演化中也常常发现大量的生物种属在短期内突然绝灭的现 象，如 7000 万年前后恐龙全部迅速绝灭等。所以整个地球的发展过程应是一 个渐变—激变—渐变的前进式往复发展过程，这也符合量变—质变—量变的 哲学规律。因此，在运用历史比较法时，必须用历史的、辩证的、发展的思 想作指导，而不是简单地、机械地“将今论古”，这样才能得出正确的结论。 地质学的“将今论古”分析方法，实际上对于地球科学的地球物理学、地理 学、气象学、水文学、海洋学、土壤学、环境地学等几门学科也均具有一定 的借鉴意义。 （7）综合分析 自然过程的复杂性和不可逆性决定了地球科学必须采用 综合分析的研究方法。在漫长的地球演化过程中，不同时期、不同方式（物 理、化学、生物等）、不同环境（地表、地下、空中等）的自然作用给我们 留下的是一幅错踪复杂的结果图案。要根据这一图案恢复和解析自然界发展 的过程，就必须利用多学科的原理和方法，结合复杂的影响因素，进行综合 分析。这一点与数、理、化等学科利用单纯的推导、实验等方法进行研究是 大不一样的。例如在地质学中，由于过程和影响因素很复杂，根据某些个别 特征，利用单学科的原理和方法，往往会得出片面甚至错误的结论，这就是 在地质学研究中经常碰到的“多解性”或“不确定性”问题。所以，只有在 综合各方面研究的基础上，才能得出统一的、最合乎实际情况的结论。 （8）电子计算机技术应用 有人说 20 世纪后半叶以来，人类社会已步 入电子计算机的时代，电子计算机技术的应用已给各门自然科学带来了深刻 的影响和革命性的变化。对地球科学也是一样，例如在现代气象学、地理学、 地质学、地球物理学、海洋学、环境地学等领域中，计算机技术已发挥出了 巨大的作用，成为不可缺少的研究手段和方法。而且计算机技术正在向地球 科学的各个领域中渗透。计算机技术的应用，为解决地球科学的研究对象的 空间广阔、观测处理资料量大、模拟形成演变过程复杂等等问题带来了无限 的前景。因此，要想提高地球科学的研究水平，必须充分地重视、加强和进 一步开拓电子计算机这一方法技术在地学中的应用。 地球科学研究的工作方法通常具有下列程序： （1）资料收集 根据所要研究的课题和所要解决的问题，尽可能详尽、 客观和系统地收集各种有关的数据、样品和其它资料。资料的来源包括对研 究区详细的野外调查、仪器观测和收集、分析已有的各种资料和成果等。 （2）归纳、综合和推论 对所收集的资料进行加工整理、归纳、综合， 并利用地球科学的研究方法和原理，作出符合客观实际的推论。 （3）推论的验证 通过生产实践或科学实验来证实或检验推论是否正 确，并在实践的过程中不断地修正错误，提高认识，总结规律。 地球科学是一门实践性很强的科学。人们通过不断地科学实践，逐渐形 成了若干假说和学说。假说是根据某些客观现象归纳得出的结论，它有待进 一步验证；而学说则是经过了一定的实践检验、在一定的学术领域中形成的 理论或主张。假说和学说对推动地球科学的发展起着重要的作用，它们为探 索地球科学的客观规律指出了方向，对实践起着一定的指导作用，同时在实 践中不断得到检验、补充和修正，使其日趋完善。当然，有些假说和学说也 可能在实践中被扬弃或否定
第三节地球科学的研究意义 地球科学是人类在实践和应用中逐渐发展起来的，因此，其研究首先具 有重要的实际意义和应用意义。 地球科学在寻找、开发和利用自然资源中起着巨大作用。自然资源主要 包括能源资源、矿产资料、水资源及土地资源等。能源在整个国民经济中居 于首要位置， 而现阶段的能源资源还主要是依靠石油 天然气和煤等 ，这些 都必须从地下寻找和开采；发展工业需要充足的矿产资源作为原料保证，发 展农业所需要的磷、钾等把料的原料也是来自于地下矿产资原：水资原对人 类社会的重要性更是不言而喻，无论工业、农业、以及民用都离不开水，而 地下水是目前水资源的重要来源，也需要用地球科学的理论寻找和开发。 建国以后的近50年来，我国地质工作者以自己的艰苦劳动为祖国的繁荣 富强作出了重大贡献。世界上已知的162种矿产在我国均已发现，已探明 定储量的矿产达148种，其中钨、锑、锌、镁、石膏、石墨等的探明储量居 世界首位；煤、铁、铜、锰、铝、铅、锡、钼、金、汞等矿产的探明储量也 位居世果前列： 一批大型油田的相继发现与开发，摘掉了我国贫油的帽子 在世界上有许多被认为是稀有金属（如铌 钽 钒等 的矿产 经勘 查明在我国井不稀有。地质及水文工作者还在西北 华北的干旱、半干旱地 带探明了大量地下水资源.缓解了工农业及民用缺水的威胁。 地球科学在指导人类如何适应、保护、利用和改造自然环境以及同各种 自然灾害作斗争方面发挥着重要作用。气象学的研究与人类的生活、生产等 各方面的活动关系极为 密切 在农业生 产中 利用短期 04 长期的气象 报，可以加强各种农事活动的计划性，如播种、移栽、收割等；为了保护农 作物。避免或减轻一些不良天气现象。如霜冻、于旱、大风、 暴雨等的危害 必须洞悉这些天气现象的发展规律。同样，对于航空工作也随时都需要气象 情报来保证飞行安全 ：航海工作也要避免恶劣天气的危险；强烈的暴雨、风、 雪会影响陆上的交通安全； 此外 水利、城市建设、 林业乃至 类生活的 李 一动都无不与气象或天气变化有着紧密的联系， 人类在发展生产和建设的过程中，常常需要修建一些大型的工程设施， 如公路、铁路、港口、水坝、核电站等，为了确保这些工程在建成后能安全 运转，就必须事先应用地质学的研究进行详细的地基选址与场地稳定性评 价，弄清场地的地质条件， 尽量避开各种不利的因素 有些正在发生的地质 作用常给人类生活的自然环境带来不良后果，如水土流失、沙漠化等，这时 人类可以运用地球科学知识来设法保护和治理自然环境。此外，一些突发性 的地质事件往往给人类造成巨大的灾害，如地震、火山、滑坡、泥石流等】 这时 人们可以根据它们产生的机理和发展规律，预测、 预报或采取有效的 措施防止灾害的发生 有关自然环境的利用、改造和管理的研究，首先必须进行定性评价，地 理学是这类定性评价的主要依据。要实现生产力的合理布局，必须对全部地 理条件加以综合考虑，从区域规划、建立合理的区域经济结构出发，择优选 如农业区划、工业布局、交通建设，环保！ 城市规划、旅游等多方面都 有地理学的应用问题。其中主要是自然资源和条件的评价，人类影响地理 境所起的变化预测，环境的合理地域组织，区域经济结构的优选等方面的 应用
第三节 地球科学的研究意义 地球科学是人类在实践和应用中逐渐发展起来的，因此，其研究首先具 有重要的实际意义和应用意义。 地球科学在寻找、开发和利用自然资源中起着巨大作用。自然资源主要 包括能源资源、矿产资料、水资源及土地资源等。能源在整个国民经济中居 于首要位置，而现阶段的能源资源还主要是依靠石油、天然气和煤等，这些 都必须从地下寻找和开采；发展工业需要充足的矿产资源作为原料保证，发 展农业所需要的磷、钾等肥料的原料也是来自于地下矿产资源；水资源对人 类社会的重要性更是不言而喻，无论工业、农业、以及民用都离不开水，而 地下水是目前水资源的重要来源，也需要用地球科学的理论寻找和开发。 建国以后的近 50 年来，我国地质工作者以自己的艰苦劳动为祖国的繁荣 富强作出了重大贡献。世界上已知的 162 种矿产在我国均已发现，已探明一 定储量的矿产达 148 种，其中钨、锑、锌、镁、石膏、石墨等的探明储量居 世界首位；煤、铁、铜、锰、铝、铅、锡、钼、金、汞等矿产的探明储量也 位居世界前列；一批大型油田的相继发现与开发，摘掉了我国贫油的帽子； 在世界上有许多被认为是稀有金属（如铌、钽、钛、钒等）的矿产，经勘探 查明在我国并不稀有。地质及水文工作者还在西北、华北的干旱、半干旱地 带探明了大量地下水资源，缓解了工农业及民用缺水的威胁。 地球科学在指导人类如何适应、保护、利用和改造自然环境以及同各种 自然灾害作斗争方面发挥着重要作用。气象学的研究与人类的生活、生产等 各方面的活动关系极为密切。在农业生产中，利用短期和中、长期的气象预 报，可以加强各种农事活动的计划性，如播种、移栽、收割等；为了保护农 作物，避免或减轻一些不良天气现象，如霜冻、干旱、大风、暴雨等的危害， 必须洞悉这些天气现象的发展规律。同样，对于航空工作也随时都需要气象 情报来保证飞行安全；航海工作也要避免恶劣天气的危险；强烈的暴雨、风、 雪会影响陆上的交通安全；此外，水利、城市建设、林业乃至人类生活的一 举一动都无不与气象或天气变化有着紧密的联系。 人类在发展生产和建设的过程中，常常需要修建一些大型的工程设施， 如公路、铁路、港口、水坝、核电站等，为了确保这些工程在建成后能安全 运转，就必须事先应用地质学的研究进行详细的地基选址与场地稳定性评 价，弄清场地的地质条件，尽量避开各种不利的因素。有些正在发生的地质 作用常给人类生活的自然环境带来不良后果，如水土流失、沙漠化等，这时， 人类可以运用地球科学知识来设法保护和治理自然环境。此外，一些突发性 的地质事件往往给人类造成巨大的灾害，如地震、火山、滑坡、泥石流等， 这时，人们可以根据它们产生的机理和发展规律，预测、预报或采取有效的 措施防止灾害的发生。 有关自然环境的利用、改造和管理的研究，首先必须进行定性评价，地 理学是这类定性评价的主要依据。要实现生产力的合理布局，必须对全部地 理条件加以综合考虑，从区域规划、建立合理的区域经济结构出发，择优选 取。如农业区划、工业布局、交通建设、环保、城市规划、旅游等多方面都 有地理学的应用问题。其中主要是自然资源和条件的评价，人类影响地理环 境所引起的变化预测，环境的合理地域组织，区域经济结构的优选等方面的 应用
当前。人举正面临着一系列艰百的、竖泊的、深广的、复杂的全求性玩 境问题，如大气 水体污染、气候异常 植被破坏、 水土流失和土地沙漠 等，这些环境问题严重地威胁着人类的生存与发展。而且越来越多的事实证 明，人类活动对环境恶化的影向强度坏在不断增加。要尽快地控制、防止议 种环境恶化的趋势，并治理已出现的各种环境问题，力争在较短的时间内使 环墙向良性转化 品终决好人口、环培协调发展的问题 这些都写 地球科学特别是环境地学有着密切关系，也是未来地球科学所面临的主要任 务。 同时，地球科学也是一门理论性很强的自然科学。它承担着揭示整个地 球的形成、演变规律的科学使命。它的研究对人类正确地认识自然界、建立 控证唯物主义世思观起若击要作用对整个白狱科学的发据也目有促井知推 动作用 当代自然科学的 些 大基本理论问题，如 体的起源、生命的走 源等问题的最后解决也都离不开地球科学的研究。所以，地球科学的研究也 具有重要的理论意义。 第四节地球科学的发展简史与未来展望 地球科学是一门既古老而又年轻的科学。说其古老，是因为有关地球科 学知识的萌芽与积累从人类诞生的那天起就已开始；说其年轻，是因为地球 科学的主要学科的真正创立只是最近几个世纪的事情，并且迄今为止，地球 科学虽已发展成为 个宗盖的到学休系 ,但其中仍存在许多重大基础理论问 题未获解决。地球科学的发展历史大致可分为三个阶段，即：古代地球科号 知识的萌芽与积累阶段(17世纪以前) 地球科学的主要学科的创立与初步 发展阶段(17~19世纪)、地球科学的革命与全面发展阶段(20世纪至今) 现今地球科学正外在一个革故里新的关建时期可以预风在不远的将来地 球科学将进入 全新的 雨成孰的发屏新阶铅 古代地球科学知识的萌芽与积累 (17世纪以前 有关地球科学的知识与人类生活密切相关 其思想的萌芽可以追湖到远 古时代。随着人类文明的发展，地球科学知识也得到了不断积累。我国是具 有悠久历史的文明古国，其地球科学思想萌芽之早、知识积累之丰富是任何 其它国家都不能比拟的 现仅举几例 《禹贡》 《山海经》 《管子》是成书于春秋战国时代（公元前770 221年)的最早一批有关地理、地质、水文、气象的著作。 《禹贡》记载了 公元前21世纪大禹治水时候所了解的全国各地的矿产情况和山川地形。《山 坏记术岩无 (矿石)及矿 物（金属与 矿产 地440多 此书把矿产 划分为金、玉、石、土四大类，这是世界上最早的一个分类。《管子》 曾对金属矿床与找矿知识有精辟论述，指出了利用矿物共生组合及“铁帽' 等作为找矿标志的科学方法。该书还曾对河流的横向环流、侧测蚀作用形成河 曲的村程进行了正确分】 东汉杰出的科学家张衡于132年创造了世界上第 台地震仪 候风地 动仪，138年在洛阳用这台地震仪正确测出了发生在650km外的陇西地震。 《水经注》是南北朝卓越的地学家郦道元在研究前人著作的基础上，结 合自己的实际考察，于512~518年编写的著名地学著作。书中涉及地域广泛
当前，人类正面临着一系列艰巨的、紧迫的、深广的、复杂的全球性环 境问题，如大气与水体污染、气候异常、植被破坏、水土流失和土地沙漠化 等，这些环境问题严重地威胁着人类的生存与发展。而且越来越多的事实证 明，人类活动对环境恶化的影响强度还在不断增加。要尽快地控制、防止这 种环境恶化的趋势，并治理已出现的各种环境问题，力争在较短的时间内使 环境向良性转化，最终解决好人口、资源、环境协调发展的问题，这些都与 地球科学特别是环境地学有着密切关系，也是未来地球科学所面临的主要任 务。 同时，地球科学也是一门理论性很强的自然科学。它承担着揭示整个地 球的形成、演变规律的科学使命。它的研究对人类正确地认识自然界、建立 辩证唯物主义世界观起着重要作用，对整个自然科学的发展也具有促进和推 动作用。当代自然科学的一些重大基本理论问题，如天体的起源、生命的起 源等问题的最后解决也都离不开地球科学的研究。所以，地球科学的研究也 具有重要的理论意义。 第四节 地球科学的发展简史与未来展望 地球科学是一门既古老而又年轻的科学。说其古老，是因为有关地球科 学知识的萌芽与积累从人类诞生的那天起就已开始；说其年轻，是因为地球 科学的主要学科的真正创立只是最近几个世纪的事情，并且迄今为止，地球 科学虽已发展成为一个完善的科学体系，但其中仍存在许多重大基础理论问 题未获解决。地球科学的发展历史大致可分为三个阶段，即：古代地球科学 知识的萌芽与积累阶段（17 世纪以前）、地球科学的主要学科的创立与初步 发展阶段（17～19 世纪）、地球科学的革命与全面发展阶段（20 世纪至今）。 现今地球科学正处在一个革故鼎新的关键时期，可以预见在不远的将来，地 球科学将进入一个全新的、更成熟的发展新阶段。 （一）古代地球科学知识的萌芽与积累（17 世纪以前） 有关地球科学的知识与人类生活密切相关，其思想的萌芽可以追溯到远 古时代。随着人类文明的发展，地球科学知识也得到了不断积累。我国是具 有悠久历史的文明古国，其地球科学思想萌芽之早、知识积累之丰富是任何 其它国家都不能比拟的，现仅举几例，可见一斑。 《禹贡》、《山海经》、《管子》是成书于春秋战国时代（公元前 770～ 221 年）的最早一批有关地理、地质、水文、气象的著作。《禹贡》记载了 公元前 21 世纪大禹治水时候所了解的全国各地的矿产情况和山川地形。《山 海经》除记述了山岳、河流、湖泊、沼泽、气候与气象等之外，还记述岩石 （矿石）及矿物（金属与非金属矿物）72 种，矿产地 440 多处，此书把矿产 划分为金、玉、石、土四大类，这是世界上最早的一个分类。《管子》一书 曾对金属矿床与找矿知识有精辟论述，指出了利用矿物共生组合及“铁帽” 等作为找矿标志的科学方法。该书还曾对河流的横向环流、侧蚀作用形成河 曲的过程进行了正确分析。 东汉杰出的科学家张衡于 132 年创造了世界上第一台地震仪——候风地 动仪，138 年在洛阳用这台地震仪正确测出了发生在 650km 外的陇西地震。 《水经注》是南北朝卓越的地学家郦道元在研究前人著作的基础上，结 合自己的实际考察，于 512～518 年编写的著名地学著作。书中涉及地域广泛
(包括中国及部分邻区)，记述内容包括河流、瀑布、湖泊、风沙、溶洞、 火山、地震、山崩、地滑、温泉、陨石、化石、矿物、岩石和矿产等多方面 的地质、 地理及水文等内容， 今仍有参考价值 宋朝沈括(1031一1095年)所著《梦溪笔谈》是一部百科全书式的光辉 著作，其中涉及地球科学领域的包括陨石、地震、矿物、矿床、化石、河流、 地下水、海陆变迁、地形测量和制图等多方面。例如，书中论述了流水的侵 蚀作用与沉积作用 ,推断华北平原是由 河流自上游搬运泥沙到下游沉积而形 成的冲积平原；沈括还根据太行山东麓山崖间所见海生螺蚌化石，推断东距 大海千里以外的该地在古代曾经是海滨；他还根据化石推测古地理、古气候 的变迁。沈括对化石的正确认识比意大利人达·芬奇所提出的类似观点要早 400年：他在分析地质问题时使用的古今类比法比莱伊尔《地质学原理》所 应用的“将今论古”的方法要早700多年 沈括还首次使用“石油”这一科 学术培，该术培被 一直延用至今。 《徐霞客游记》是明朝徐宏祖(1586一1641年)撰写的一部考察记实型 著作，书中对我国许多地区的岩溶、火山、温泉、水文、地貌及矿物等作了 极有价值的记述。 开物》为明代宋应星(1587一1661年？)所著 书中详细记载 非金属矿物的产地、形状及性质；并根据煤的硬度与挥发性提出了世界上较 早的煤分类法；特别是第一次系统论述了我国采矿工程技术，对矿藏开采、 井下支护、通风、矿并充填、矿石洗选等都有细致描述。 由出可风。我国古代地球科学思相非堂活跃。积累了主富的理论和欧我 知识， 领域的研究与成就当居世界前列。 但是由于我国封建社会 (特别 是后期)的闭关自守，重视习文读经，轻视生产技术和自然科学知识，搞文 化专制统治，严重阻碍了科学的发展，使近代地球科学的一些主要学科没能 在中国这片沃土上诞生」 国外古代地质知识的萌芽与积累主要集中于欧洲 古希腊学者毕达 哥拉斯 (约公元前571 497年)、亚里士多德（公元前 384一342年)、狄奥弗拉斯特（公元前370 一287年)等都曾对火山喷发、 地震和尼罗河三角洲的形成进行了观察和解释，并根据岩层中的贝壳化石得 出海陆变迁的概念，他们还对部分岩石、矿物作了初步分类和描述，还对 些天气现象作过适当的描述与解释。 古罗 马的斯特拉波(St rabo 公元前63 一公元20年)著有《地理学 书中论及了有关化石、海陆升降、火山、地震、河流的搬运与沉积作用等许 多方面的地质问题。老普里尼(Plinythe Elder)于77年著出《自然史》 书中曾对矿物进行了专门论述，包括当时使用的各种矿物、建筑用石材、矿 石及矿床、采矿及冶金方法等。同时代的西尼卡(S )著有《自然问题》 等书，论述了有关地震、地下水和地面水问题，认识到河流对山谷的侵蚀作 用。 14~16世纪欧洲的“文艺复兴”运动给地球科学的发展带来了生机，为 地球科学的一些主要学科的创立准备了条件 15世纪末至16世纪初哥伦布、 麦哲伦等相继环球航海成功 证实地球 是球形，并对大洋和大陆的轮廓有了初步了解。1530 1540 年哥白尼写成《天 体运动》这一伟大著作，提出“太阳中心说” 。这对该时期的地球科学研究 起了重要促进作用
（包括中国及部分邻区），记述内容包括河流、瀑布、湖泊、风沙、溶洞、 火山、地震、山崩、地滑、温泉、陨石、化石、矿物、岩石和矿产等多方面 的地质、地理及水文等内容，至今仍有参考价值。 宋朝沈括（1031—1095 年）所著《梦溪笔谈》是一部百科全书式的光辉 著作，其中涉及地球科学领域的包括陨石、地震、矿物、矿床、化石、河流、 地下水、海陆变迁、地形测量和制图等多方面。例如，书中论述了流水的侵 蚀作用与沉积作用；推断华北平原是由河流自上游搬运泥沙到下游沉积而形 成的冲积平原；沈括还根据太行山东麓山崖间所见海生螺蚌化石，推断东距 大海千里以外的该地在古代曾经是海滨；他还根据化石推测古地理、古气候 的变迁。沈括对化石的正确认识比意大利人达·芬奇所提出的类似观点要早 400 年；他在分析地质问题时使用的古今类比法比莱伊尔《地质学原理》所 应用的“将今论古”的方法要早 700 多年。沈括还首次使用“石油”这一科 学术语，该术语被一直延用至今。 《徐霞客游记》是明朝徐宏祖（1586—1641 年）撰写的一部考察记实型 著作，书中对我国许多地区的岩溶、火山、温泉、水文、地貌及矿物等作了 极有价值的记述。 《天工开物》为明代宋应星（1587—1661 年？）所著，书中详细记载了 非金属矿物的产地、形状及性质；并根据煤的硬度与挥发性提出了世界上较 早的煤分类法；特别是第一次系统论述了我国采矿工程技术，对矿藏开采、 井下支护、通风、矿井充填、矿石洗选等都有细致描述。 由此可见，我国古代地球科学思想非常活跃，积累了丰富的理论和实践 知识，这一领域的研究与成就当居世界前列。但是由于我国封建社会（特别 是后期）的闭关自守，重视习文读经，轻视生产技术和自然科学知识，搞文 化专制统治，严重阻碍了科学的发展，使近代地球科学的一些主要学科没能 在中国这片沃土上诞生。 国外古代地质知识的萌芽与积累主要集中于欧洲。 古希腊学者毕达哥拉斯（约公元前 571—497 年）、亚里士多德（公元前 384—342 年）、狄奥弗拉斯特（公元前 370—287 年）等都曾对火山喷发、 地震和尼罗河三角洲的形成进行了观察和解释，并根据岩层中的贝壳化石得 出海陆变迁的概念，他们还对部分岩石、矿物作了初步分类和描述，还对一 些天气现象作过适当的描述与解释。 古罗马的斯特拉波（Strabo，公元前 63—公元 20 年）著有《地理学》， 书中论及了有关化石、海陆升降、火山、地震、河流的搬运与沉积作用等许 多方面的地质问题。老普里尼（Plinythe Elder）于 77 年著出《自然史》， 书中曾对矿物进行了专门论述，包括当时使用的各种矿物、建筑用石材、矿 石及矿床、采矿及冶金方法等。同时代的西尼卡（Seneca）著有《自然问题》 等书，论述了有关地震、地下水和地面水问题，认识到河流对山谷的侵蚀作 用。 14～16 世纪欧洲的“文艺复兴”运动给地球科学的发展带来了生机，为 地球科学的一些主要学科的创立准备了条件。 15 世纪末至 16 世纪初哥伦布、麦哲伦等相继环球航海成功，证实地球 是球形，并对大洋和大陆的轮廓有了初步了解。1530～1540 年哥白尼写成《天 体运动》这一伟大著作，提出“太阳中心说”。这对该时期的地球科学研究 起了重要促进作用