研究地球表層(一個非生物、生物和人的巨系統(tǒng))的狀態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能、演化等規(guī)律的科學(xué)。地球表層指與人類直接有關(guān)的一部分地球環(huán)境,其范疇大致上始大氣對流層頂,下至巖石圈上部,包括大氣、水、巖石、生物在內(nèi)的特殊圈層。由于太陽輻射能在地球表層流通轉(zhuǎn)化成負熵流,使地球表層形成遠離熱力學(xué)平衡態(tài)的穩(wěn)定的耗散結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。

中文名

地球表層學(xué)

簡介

包括龐大的自然地理系統(tǒng)、自然生態(tài)系統(tǒng)和人類生態(tài)系統(tǒng)(包括社會經(jīng)濟系統(tǒng))3個基本層次;是一個由非生物過程、生物過程和逐漸居于主導(dǎo)地位的人文過程相互疊加有自組織能力的物質(zhì)體系,具有從混沌到有序的長期演化發(fā)展歷史。

發(fā)展史

人們很早就把地球表層看作一個整體的物質(zhì)體系,1875年奧地利地質(zhì)學(xué)家休士(E. Suess)稱它為生物圈,20世紀20年代蘇聯(lián)礦物學(xué)家維爾納茨基(V. I. Vernadsky)進一步闡明生物圈的概念。

1883年李?;舴遥‵.V. Richthofen)首先提出地球表面的概念,認為地理學(xué)就是研究地球表面上相互聯(lián)系的各種現(xiàn)象。1910年蘇聯(lián)地理學(xué)家勃羅烏諾夫(P.I. Brounov)提出地球表層概念。此后地理學(xué)界將地球表層稱為地理殼、景觀殼、生物圈、地殼外層、地理環(huán)境、最大的生態(tài)系統(tǒng)等。名稱雖然不同,所劃定的范疇也有所差異,但其研究對象均指地球表層這一組獨特的圈層。

顯然,上述任何一種理論,始終未能完整地概括地球表層全部實質(zhì)性內(nèi)容。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,特別是近數(shù)十年來地球物理學(xué)的突破,多種學(xué)科長足進步,人們可以迅速地獲取地球表層運動的各類豐富信息。遙感技術(shù)、計算技術(shù)和工具的發(fā)展,為地球表層學(xué)的誕生孕育著直接條件,特別是系統(tǒng)科學(xué)和一些橫斷科學(xué)的興起,為創(chuàng)立多學(xué)科、高層次的綜合科學(xué)奠定了理論基礎(chǔ)和方法。

中國科學(xué)家錢學(xué)森教授于1983年倡議創(chuàng)建“地球表層學(xué)”,并認為“是門跨地理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、氣象學(xué)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)、技術(shù)經(jīng)濟和國土經(jīng)濟的新學(xué)科”。論述了它的內(nèi)容、目的與意義。1986年11月12日第二屆全國天地生相互關(guān)系學(xué)術(shù)討論會上,錢學(xué)森又提出地球表層學(xué)是地理科學(xué)的基礎(chǔ)理論。著名地理學(xué)家黃秉維教授贊同有意識地建立研究地球表層這個巨系統(tǒng)的學(xué)科。這與國際學(xué)術(shù)界提出的“地球系統(tǒng)科學(xué)”相呼應(yīng)。

科學(xué)價值

研究價值

地球表層學(xué)是溝通自然科學(xué)與社會科學(xué)的交叉科學(xué),有廣闊的研究領(lǐng)域和豐富的研究內(nèi)涵,主要研究地球表層各子系統(tǒng)之間能量、物質(zhì)和信息的流動轉(zhuǎn)化及動態(tài)規(guī)律;有序與混沌;人和環(huán)境之間的相互作用;外部空間環(huán)境及其物質(zhì)能量流對地球表層及人類的影響;地球表層的結(jié)構(gòu)、功能及歷史演化。

研究意義

地球表層學(xué)是在地理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、氣象學(xué)、水文學(xué)、人類生態(tài)學(xué)、資源學(xué)、地震學(xué)、環(huán)境科學(xué)等基礎(chǔ)之上的更高層次的綜合與概括。其研究目的是不斷地改造和協(xié)調(diào)自然地理系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng),避免錯誤的策略和盲動導(dǎo)致地球表層的退化,克服熵增,改善其功能和結(jié)構(gòu),提高自然生產(chǎn)力。