地球科学的回顾与发展

埃尔尼 诺对全 球气候 有着广 泛的重 要影响。
埃尔尼诺的全球遥相关
二十世纪重大成就
9、地理地带性规律与区域分异理论 极地苔原 人类在经历地理大发现 的振奋人心的激动之后，开 始了地理地带性规律与地域 分异理论的精确研究。 地理地带性规律是指地 球上每一地段的自然地理特 性均受制于该地段的热量和 水分状态、数量及两者的关 系。 左图用卵形的理想大陆 来表示不同纬度自然地带类 型的空间格局
二十世纪重大成就 8.埃尔尼诺与海气相互作用 埃尔尼诺 （El Nino）， 是指南美沿 岸的赤道东 太平洋出现 的异常暖海 表水现象。 La Nina是它 的反现象
97.3
97.12
97.6
98.3
97.9
98.6
97-98 年厄尔尼诺事件的海表温度异常演变, 曾对这次事件作出了成功的预测
二十世纪重大成就：埃尔尼诺与海气相互作用
易贡湖水上涨，水位日平均涨幅 0.95
米，最高涨幅达2.37米。至6月10日19时50
分，湖水面水位上涨达 55.36 m, 拦蓄水量
达30亿米3以上，湖区面积达 70平方公里。
此次在易贡乡扎木弄沟暴发的Leabharlann Baidu大型
崩塌滑坡,规模之大,速度之快,为国内之最
，世界罕见。
6月8日6时40分， 易贡湖水沿导流 明渠开始下泄。流速为2.0米/秒，流量 为2.43米3/秒。当日8时50分，泄流顺 利通过通麦大桥。 但由于上游来水过大，明渠导水有 限，导致泄水后62小时内易贡湖水仍持 续上涨了5.94米，同时渠尾开始下切， 局部出现坍塌。
利用高 分辨率 遥感图 像处理 技术可 以对水 灾情况 进行准 确评价。
5月9日
14、登月取样和火星探测
1961，前苏联，加家林，成为第一个造访太空的人 1962，美国，约翰格伦，进入地球空间轨道 1969。美国，阿姆斯特朗登上月球，迈出了人类“一大步” 2003，中国，扬利伟，进入地球空间轨道
二十世纪重大成就：化石能源与矿产资源勘查理论方法
中国主要含油气盆地及油气田
大庆油田 1959喷油 陆 相 生 油 理 论 保 证 了 中 国 石 油 工 业 的 发 展
二十世纪重大成就：化石能源与矿产资源勘查理论方法
世界最大稀土 元素矿床
中国黑色、有色金属矿产图
大 量 矿 床 的 发 现 和 成 矿 理 论 的 发 展
遥感和全球定位系统 的应用，使获取地球 信息的手段达到前所 未有的高度，不仅使 全球性、动态性制图 成为可能，而且在资 源勘探、国防、环境 监测、灾害预警预报、 区域与城市规划、农 林与水利建设等方面 发挥极为重要的作用。
人类对地观测的发展
2000年4月9日20时05分，西藏自治区波密县 易贡乡扎木弄沟发生巨大山体崩滑，约3000万立 方米的崩滑体强大的冲击力触发了沟内沉寂多年 的松散堆积物，瞬间形成高速超高速块石碎屑流 • 这一高速滑坡体以锐不可挡之势，扫荡沟谷 两侧山体,在短短的2-3分钟里, 垂直运距近3000 米，水平运距约8500米，倾泻于易贡湖出口处， 形成了长达4.6km,前缘最宽近3km，高达60m的一 道喇叭状的天然“大坝”，堆积方量约3亿米3 。
由于地震 学等的发展， 发现了地球内 部一系列的物 理界面。有了 这个基础才能 了解固体地球 的各种过程。
地球基本数据：
两极Ｒ：6356.75Km；
赤道Ｒ：6378.14Km；
两极C： 49000Km； 赤道C： 40075Km； 总面积：5.1亿Km2； 总重量；60万亿亿吨；
每100年每昼夜增长千分之一秒。
20世纪80年代以 来，全球变化是全世 界媒体使用频率最高 的词汇之一。这主要 是由于科学界确认了 由于人类活动造成大 气 中 CO2 和 其 他 稀 有 气体浓度增加导致全 球变暖的事实（温室 效应）
南极臭氧洞（据J.J.W. Rodgers & P. G. Feiss, 1998）。
1996年9月11日南半球春季时南极上空的臭氧洞。
赤道雨林
热带雨林
寒温带森林
寒温带
暖温带
寒带 青藏高原 暖温带
北亚热带
中亚热带
南亚热带
赤道热带
10. 深海热液活动与深部生物圈
二十世纪重大成就
1977 年美国“阿尔文”号深 潜器潜入东太平洋中隆 2500 米处的加拉帕戈斯裂谷，发 现了正在喷出热液的洋底“ 黑烟囱”和独特的热液生物 群。 “黑烟囱”高达十米，富含 硫化物矿物质，反映了“活 ”矿床的形成过程。它是由 于海水沿裂隙渗入洋中脊的 新生地壳，与数千公里深处 上涌上来的地幔物质发生交 换后再从海底喷出而造成的
地质时期的重大绝灭事件使我们看 到，演化并非稳定的逐渐趋向完善， 而间断则是生命史上多次发生的事实， 这就促使古生物学家重新考虑地质时 期生物演化的基本规律，对达尔文的 渐变论提出了质疑，并在新的层次上 重新探讨灾变论。
恐龙的灭绝
二十世纪重大成就
5. 古人类学的重大发现
1929年 发现北 京猿人 的第一 个头盖 骨。距 今约50 万年
二十世纪重大成就:深海热液活动与深部生物圈
在深海大洋之 下，一般曾认 为不仅是黑暗 无光的世界， 而且毫无生机， 但热液生物群 和深部生物圈 的发现表明存 在“黑暗食物 链”。尤其引 人注目的还有 “古细菌”。 这种深部生物 圈据估计占全 球总生物量的 1/10。
（百慕大三角州）
百慕大三角
地点：大西洋百慕大群岛附近的一个海域
二十世纪重大成就:大洋环流模式
1947 年 给 出 的大洋内区 垂直平均的 经向输运与 局地风应力 旋度之间的 平衡关系， 与后来的西 边界流理论 构成风生环 流的完整理 论体系。
二十世纪重大成就:大洋环流模式
80年代末提出了“全球输送带”概念，这是深海热盐环流的重 要组成部分，它描述了北大西洋下沉的深层水南下，通过南极 绕流进入印度洋和太平洋，然后上翻到上层，再返回北大西洋。
6月10日，导流明渠因渠床下切和堤岸坍塌而逐步发 展成溃口。泄水水量因此增大。至19时50分，湖水位（ 高于4月13日首测水位55.32米）在上涨62天后终于开始 下降。随着溃口逐渐增大，湖水水位下降速度迅猛增加 11日2时至3时，水位下降了7.37米，此时的下泄流 量达12万米3/秒；至8时水位下降速度才明显减缓，此时 湖水水位已下降了45米（约12小时）。 至12日14时，导流明渠已成为深切河谷，易贡湖湖 水位累计下降58.39米,已低于4月13日首测水位3.03米 。湖中剩余水量约0.6亿米3，水面面积减为12km2。同时 湖区已现沙滩数处，湖泊再次成为过流湖。
诺曼底登陆战
40年（1958－1997）平均的5500米高空大气环流流线图. 1月（上）；7月（下）
二十世纪重大成就
7. 大洋环流模式
• 大洋环流对维持全球气候系统的热量及水份平 衡起重要作用。热盐环流还对十年至千年时间 尺度的全球热量和二氧化碳循环起关键作用。 • 大洋环流主要由风应力、太阳的不均匀加热、 及降水和蒸发的不均匀分布所驱动。大洋上层 ( 约 1000 米以上 ) 环流主要是风驱动，称作风 生环流；大洋下层 ( 约 1000 米以下 ) 主要是密 度不均匀驱动，称作热盐环流。
二十世纪重大成就
2. 板块构造
板块构造理论是固体地球科学的一次革命
二十世纪重大成就：板块构造
未来板块地理位置？
二十世纪重大成就：板块构造
未来板块地理位置？
二十世纪重大成就：板块构造
珠穆朗玛峰 8848m
欧亚板块
青藏高原由欧亚板块 同印度板块碰撞形成的， 是世界研究的热点
印度板块
二十世纪重大成就
1965年在元 谋发现直立 人牙齿(约 170万年)
二十世纪重大成就
6. 大气环流和数值天气预报
本世纪初的锋面学说证明大气中激烈的 天气系统发生在冷暖空气团的交界面即锋面 上，是气象学和大气环流理论的重要突破。 在其带动下一系列的大气环流理论，如大气 波动理论，能量频散学说，斜压不稳定发展 理论相继问世，逐渐发展成完整的大气环流 和天气预报理论。
3. 化石能源与矿产资源勘查理论方法
• 大陆和海洋研究，对发现和勘查矿产 与化石能源的科学知识作出了巨大贡 献，保障了世界范围的能源和原材料 供应（大庆，陆上生油，26/10，53/30，王启民） • 发展了强有力的地球物理、地球化学、 遥感、钻探等方法手段，使资源勘查 成为国民经济的一个重要行业。
二十世纪重大成就
4. 生物演化突变事件
寒 武 纪 早 期 水 下 生 物 景 观 二十世纪古生物学研究有一系列重要发现，如我国的澄江 动物群。在距今5.3亿年时，从海绵动物到脊椎动物，几乎所有 的现生动物门都已有各自的代表，同时还有许多难于归入任何 一个已知动物门的或早已灭绝的奇异生物类型。
二十世纪重大成就：生物演化突变事件
二十世纪重大成就
13. 对地观测系统与地理信息系统
人类对地观测的发展
• • • • 对地球表面大陆轮廓的认识 1000多年 地理探险和地形测量覆盖大陆面积的30％ 约300年 航空摄影测绘陆地面积的70％ 约50年 卫星遥感获得全球图像数据 1天－2周
二十世纪重大成就：对地观测技术与地理信息系统
北京猿人复原头像
二十世纪重大成就：古人类学的重大发现
90年代中期在埃塞俄 70年代在埃塞俄比 比亚发现地猿，在肯 亚发现南方古猿阿 尼亚发现南方古猿湖 法种(300万年以上) 畔种(400万年以上) 1959－1960 年在坦桑尼 亚发现190万 年前的能人
万年
1994年用钾氩法测定爪哇直立 人的年代为181万年，使人们相 信人类走出非洲的时间比以前 的看法提前了。
事情：过往船只、飞机神秘消失，无影无踪
猜想：黑洞、强磁场、外星人基地、
旋涡理论（顺，升腾；逆，凹凸）
天然气和石油 1990年，美，韦恩.邓拉普提出并实验； 1984年，加，唐纳德.戴维生，撰文推论。
二十世纪重大成就
11. 气候变化周期与古海洋学 • 20 年代对阿尔卑斯 山冰川地貌的研究得 出第四纪有四大冰期 的结论。 • 30 年代根据地球运 行轨道几何形态的变 动周期，计算出 65°N接收的太阳辐 射量呈万年尺度变化， 据此提出地球轨道周 期变化引起第四纪冰 期的假设（后称米兰 柯维奇旋回）。
近40万年来的气候旋回（据汪品先，2000）。
南沙深海沉积中底栖有孔虫方解石壳体的氧同位素δ18O值（上），南极冰芯气泡中的 二氧化碳含量（中），和黄土高原洛川黄土－古土壤剖面的磁化率（下）都一致显示出 冰期－间冰期的十万年周期，证明地球运行轨道参数变化对全球气候的控制。
二十世纪重大成就
12.全球变化研究
地球科学的回顾与展望
成都理工大学 庹先国
汇报提纲
一、地学与地球科学--代引言 二、20‘地球科学的重大成就 三、中国地球科技的主要成就 四、未来的地质科技机遇 五、近几年地质调查的主要成就
▲ 久远的文化源头，人类的历史就在关注：
地球是如何产生的？
古埃及（神）、中国（盘古）、欧洲（上帝）、“星云说”、五十亿
地学与地球科学等同。中国科学院称地学 部，但英文用Earth Science，亦为一例。
汇报提纲
一、地学与地球科学--代引言 二、20‘地球科学的重大成就 三、中国地球科技的主要成就 四、未来的地质科技机遇 五、近几年地质调查的主要成就
二十世纪重大成就
1.地球内部结构
岩石圈
软流圈
核幔边界
天有多高、地有多厚？
大地是什么样的形状？
巴比伦、印度、俄罗斯、哥伦布（1492、新大陆）、麦哲伦（19-22）
生命的起源？
地球是怎样转动的？
地球里面有什么？
、、、、、、
地学(Geoscience)：包括地质学、地球物 理学、地球化学、地理学、大气科学、海 洋科学和大地测量学等
地球科学(Earth Science)：除大气、海洋 之外的固体地球科学，有时只指地质科学
1961，前苏联，加家林，成为第一个造访太空的人 1962，美国，约翰格伦，进入地球空间轨道 1969，美国，阿姆斯特朗登上月球，迈出了人类“一大步” 2003，中国，扬利伟，进入地球空间轨道
月亮：
直径：3476Km，地球的四分之一； 引力：地球的六分之一； 一“天”：27.32*24小时； 温度：-180—127C0； 地月距离：约35.7-40.7万Km； 无大气，无单一磁场； 死亡的星体； 人类留在月球的脚印能保留一万年。