Земля наука
Наука Земли или Геонаука включают все области естественной науки, связанные с планетой Земля. [ 1 ] Это ветвь науки, занимающаяся физическими, химическими и биологическими сложными конституциями и синергетическими связями четырех сфер Земли: биосфера , гидросфера / криосфера , атмосфера и геосфера (или литосфера ). Наука о Земле можно считать ветвью планетарной науки , но с гораздо более старой историей.
Геология
[ редактировать ]
Геология в целом является изучением структуры, вещества и процессов Земли. Геология - это в значительной степени изучение литосферы или поверхности Земли, включая кору и породы . Он включает в себя физические характеристики и процессы, которые происходят в литосфере, а также то, как на них влияет геотермальная энергия . Он включает в себя аспекты химии, физики и биологии как элементы геологии взаимодействуют. Историческая геология - это применение геологии для интерпретации истории Земли и того, как она изменилась со временем.
Геохимия изучает химические компоненты и процессы Земли. Геофизика изучает физические свойства Земли. Палеонтологические исследования окаменелости биологического материала в литосфере. Геологическая геологическая геологическая наука, как это касается инопланетных тел. Геоморфология изучает происхождение ландшафтов. Структурная геология изучает деформацию пород для производства гор и низменов. Ресурсная геология изучает, как энергетические ресурсы могут быть получены из минералов. Экологическая геология изучает, как загрязнение и загрязняющие вещества влияют на почву и породу. [ 2 ] Минералогия - это изучение минералов и включает в себя изучение образования минералов, кристаллической структуры , опасностей, связанных с минералами, а также физические и химические свойства минералов. [ 3 ] Петрология - это изучение пород, включая образование и композицию пород. Петрография - это ветвь петрологии, которая изучает типологию и классификацию пород. [ 4 ]
Внутренняя часть Земли
[ редактировать ] | Этот раздел может содержать материал, не связанный с темой статьи . ( Август 2022 г. ) |
Тектоника пластин , горные хребты , вулканы и землетрясения - это геологические явления, которые можно объяснить с точки зрения физических и химических процессов в коре Земли. [ 6 ] Под земной корой лежит мантия , которая нагревается радиоактивным распадом тяжелых элементов . Мантия не совсем прочная и состоит из магмы , которая находится в состоянии полупрочевидной конвекции . Этот конвекционный процесс заставляет литосферные пластины двигаться, хотя и медленно. Полученный процесс известен как тектоника пластины. [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] Области коры, в которых создается новая кора, называются дивергентными границами , те, где она возвращается в Землю, являются сходящимися границами , и те, где пластины проскользнули мимо друг друга, но не создается новый литосферный материал . (или консервативные) границы. [ 8 ] [ 10 ] [ 11 ] Землетрясения возникают в результате движения литосферных пластин, и они часто встречаются вблизи сходящихся границ, где части коры вынуждены к земле в рамках субдукции. [ 12 ]
Тектоника пластины можно рассматривать как процесс, посредством которого Земля всплыла. В результате распространения морского дна новая кора и литосфера создаются потоком магмы от мантии к ближней поверхности, через трещины, где охлаждается и затвердевает. Благодаря субдукции океаническая кора и литосфера категорически возвращаются в конветирующую мантию. [ 8 ] [ 10 ] [ 13 ] Вулканы возникают в основном из -за таяния субдуцированного материала коры. Материал коры, который принуждается в астеносферу , раста, и некоторая часть расплавленного материала становится достаточно легкой, чтобы подняться на поверхность - приписывая рождение вулканов. [ 8 ] [ 12 ]
Атмосферная наука
[ редактировать ] | Этот раздел может содержать материал, не связанный с темой статьи . ( Август 2022 г. ) |
( Изображение не масштабировать. )
Атмосферная наука изначально развивалась в конце 19-го века как средство прогнозирования погоды с помощью метеорологии , изучения погоды. Атмосферная химия была разработана в 20 -м веке для измерения загрязнения воздуха и расширена в 1970 -х годах в ответ на кислотный дождь . Климатология изучает климат и изменение климата . [ 14 ]
Тропосфера стратосфера , - это пять слоев , , мезосфера , термосфера и экзосфера которые составляют атмосферу Земли. 75% массы в атмосфере расположены в тропосфере, самый низкий слой. В целом, атмосфера состоит из примерно 78,0% азота , 20,9% кислорода и 0,92% аргона и небольших количеств других газов, включая CO 2 и водяной пар. [ 15 ] Водяной пары и CO 2 заставляют атмосферу Земли ловить и удерживать энергию Солнца через тепличный эффект . [ 16 ] Это делает поверхность Земли достаточно теплой для жидкой воды и жизни. В дополнение к улавливанию тепла, атмосфера также защищает живые организмы, защищая поверхность Земли от космических лучей . [ 17 ] Магнитное поле , созданное внутренними движениями сердечника, является магнитосферой , которая защищает атмосферу Земли от солнечного ветра . [ 18 ] Поскольку земле 4,5 миллиарда лет, [ 19 ] [ 20 ] Он уже потерял бы свою атмосферу, если бы не было защитной магнитосферы.
Магнитное поле Земли
[ редактировать ]
Магнитное поле Земли , также известное как геомагнитное поле, представляет собой магнитное поле , которое простирается от внутренней части Земли в космос, где он взаимодействует с солнечным ветром , поток заряженных частиц, исходящих от солнца . Магнитное поле генерируется электрическими токами из -за движения конвекционных токов смеси расплавленного железа и никеля во внешнем ядре Земли : эти конвекционные токи вызваны теплом, выходящим от ядра, естественным процессом, называемым геодинамо .
Величина магнитного поля Земли на ее поверхности колеблется от 25 до 65 мкт (от 0,25 до 0,65 г). [ 23 ] В качестве приближения он представлен полем магнитного диполя, в настоящее время наклоненного под углом около 11 ° по отношению к вращательной оси Земли , как будто был огромный барной магнит, расположенный под этим углом через центр Земли. Северный геомагнитный полюс фактически представляет южный полюс магнитного поля Земли, и, наоборот, южный геомагнитный полюс соответствует северному полюсу магнитного поля Земли (потому что противоположные магнитные полюсы притягивают и северный конец магнита, как игла, указывает на кнопку к Южное магнитное поле Земли, остров Эллесмер , Нунавут , Канада).
В то время как северные и южные магнитные полюсы обычно расположены рядом с географическими полюсами, они медленно и непрерывно перемещаются по геологическим временным масштабам, но достаточно медленно, чтобы обычные компас оставались полезными для навигации. Тем не менее, с нерегулярными интервалами, в среднем несколько сотен тысяч лет, полевые полевые поля и северные и южные магнитные полюсы соответственно, внезапно переключают места. Эти изменения геомагнитных полюсов оставляют запись в скалах, которые имеют значение для палеомагнетистов в расчете геомагнитных полей в прошлом. Такая информация, в свою очередь, полезна при изучении движений континентов и океанских полов. Магнитосфера , которая простирается над ионосферой определяется степени магнитного поля Земли в пространстве или геоспекции . Он простирается на несколько десятков тысяч километров в космос , защищая землю от заряженных частиц солнечного ветра и космических лучей , которые в противном случае лишили бы верхнюю атмосферу, включая озоновый слой , который защищает землю от вредное ультрафиолетовое излучение .Гидрология
[ редактировать ]
Гидрология - это изучение гидросферы и движения воды на Земле . Это подчеркивает изучение того, как люди используют и взаимодействуют с пресноводными принадлежностями. Изучение движения воды тесно связано с геоморфологией и другими ветвями науки о Земле. Прикладная гидрология включает в себя технику для поддержания водной среды и распределения водоснабжения. Субдисциплины гидрологии включают океанографию , гидрогеологию , экогидрологию и гляциологию . Океанография - это изучение океанов. [ 24 ] Гидрогеология - это изучение подземных вод . Он включает в себя картирование посадок подземных вод и анализ загрязняющих веществ подземных вод. Прикладная гидрогеология стремится предотвратить загрязнение подземных вод и минеральных источников и сделать ее доступной в качестве питьевой воды . Самая ранняя эксплуатация ресурсов подземных вод восходит к 3000 г. до н.э., а гидрогеология как наука была разработана гидрологами, начиная с 17 -го века. [ 25 ] Экогидрология - это изучение экологических систем в гидросфере . Его можно разделить на физическое изучение водных экосистем и биологическое исследование водных организмов. Экогидрология включает в себя эффекты, которые организмы и водные экосистемы оказывают друг на друга, а также на то, как люди влияют на эти экоистемы. [ 26 ] Гляциология - это изучение криосферы, включая ледники и охват земли льдом и снегом. Опасения гляциологии включают доступ к ледниковой пресной воде, смягчение ледниковых опасностей, получение ресурсов, которые существуют под замороженной землей, и устранение влияния изменения климата на криосферу. [ 27 ]
Экология
[ редактировать ]Экология - это изучение биосферы . Это включает в себя изучение природы и того, как живые существа взаимодействуют с землей и друг с другом, и последствия этого. Он рассматривает, как живые существа используют такие ресурсы, как кислород , вода и питательные вещества из земли, чтобы поддерживать себя. Это также учитывает, как люди и другие живые существа вызывают изменения в природе. [ 28 ]
Физическая география
[ редактировать ]Физическая география-это изучение систем Земли и то, как они взаимодействуют друг с другом как часть одной автономной системы. Он включает в себя астрономию, математическую географию, метеорологию, климатологию, геологию, геоморфологию, биологию, биогеографию, педологию и географию почв. Физическая география отличается от географии человека , которая изучает население человека на Земле, хотя она включает воздействие человека на окружающую среду. [ 29 ]
Методология
[ редактировать ] |
Методологии варьируются в зависимости от характера изучаемых предметов. Исследования обычно попадают в одну из трех категорий: наблюдательный, экспериментальный или теоретический. Ученые Земли часто проводят сложный компьютерный анализ или посещают интересное место для изучения явлений Земли (например, Антарктида или Цепочки острова горячих точек ).
Основой в науке о Земле является понятие униформного , которое гласит, что «древние геологические особенности интерпретируются путем понимания активных процессов, которые легко наблюдаются». Другими словами, любые геологические процессы, работающие в настоящем, работали одинаково в течение геологического времени. Это позволяет тем, кто изучает историю Земли применять знание о том, как процессы Земли работают в настоящем, чтобы понять, как планета развивалась и изменилась на протяжении всей долгой истории.
Земные сферы
[ редактировать ]−13 — – −12 — – −11 — – −10 — – −9 — – −8 — – −7 — – −6 — – −5 — – −4 — – −3 — – −2 — – −1 — – 0 — |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
В науке о Земле часто концептуализировать поверхность Земли, состоящую из нескольких различных слоев, часто называемых сферами: литосфера , гидросфера , атмосфера и биосферы , эта концепция сфер является полезным инструментом для понимания Земли поверхность и его различные процессы [ 30 ] Они соответствуют камням , воде , воздуху и жизни . Некоторые также включены криосфера ( соответствующая льду ) в качестве отдельной части гидросферы и педосферы (соответствующей почве ) в качестве активной и смешанной сферы. Следующие области науки, как правило, классифицируются в науках о Земле:
- Геология описывает скалистые части земной коры (или литосферы ) и ее историческое развитие. Основными субдисциплинами являются минералогия и петрология , геоморфология , палеонтология , стратиграфия , структурная геология , инженерная геология и седиментология . [ 31 ] [ 32 ]
- Физическая география фокусируется на географии как науке Земли. Физическая география - это изучение сезонов Земли, климата, атмосферы, почвы, ручьев, рельефа и океанов. Физическая география может быть разделена на несколько ветвей или связанных с ними областей следующим образом: геоморфология , биогеография , география окружающей среды , палеогеография , климатология , метеорология , прибрежная география , гидрология , экология , гляциология . [ Цитация необходима ]
- Геофизика и геодезия исследуют форму земли , ее реакцию на силы и ее магнитные и гравитационные поля . Геофизики исследуют Земли ядро и мантию , а также тектоническую и сейсмическую активность литосферы. [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] Геофизика обычно используется для дополнения работы геологов по развитию всестороннего понимания геологии коры, особенно в области изучения минералов и нефти. Сейсмологи используют геофизику для понимания тектонического движения пластин, а также прогнозировать сейсмическую активность.
- Геохимия определяется как изучение процессов, которые контролируют изобилие, состав и распределение химических соединений и изотопов в геологических средах. Геохимики используют инструменты и принципы химии для изучения композиции, структуры, процессов и других физических аспектов Земли. Основными субдисциплинами являются водная геохимия , космохимия , геохимия изотопа и биогеохимия .
- Наука почвы покрывает самый внешний слой земной коры, который подвержен процессам образования почвы (или педосфера ). [ 35 ] Основные подразделения в этой области исследования включают эдафологию и педологию . [ 36 ]
- Экология охватывает взаимодействие между организмами и их окружающей средой. Эта область исследования отличает изучение Земли от изучения других планет в Солнечной системе , Земля является ее единственной планетой, изобилующей жизнью.
- Гидрология , океанография и лимнология - это исследования, которые сосредоточены на движении, распределении и качестве воды и включают все компоненты гидрологического цикла на Земле и ее атмосферу (или гидросфере ). «Субдисциплинарные гидрологии включают гидрометеорологию, гидрологию поверхностных вод, гидрогеологию, науку о водосборных бассейнах, лесную гидрологию и химию воды». [ 37 ]
- Глейциология покрывает ледяные части Земли (или криосферы ).
- Атмосферные науки охватывают газообразные части Земли (или атмосферу ) между поверхностью и экзосферой (около 1000 км). Основные субдисциплинки включают метеорологию, климатологию, химию атмосферы и физику атмосферы .
Распад науки Земли
[ редактировать ]- Гидрология
- Лимнология (наука о пресной воде)
- Океанография (морская наука)
- Химическая океанография
- Физическая океанография
- Биологическая океанография (морская биология)
- Геологическая океанография (морская геология)
- Геология
- География
- Геохимия
- Геоморфология
- Геофизика
- Геохронология
- Геодинамика (см. Также Tectonics )
- Геомагнетизм
- Гравиметрия (также часть геодезии )
- Сейсмология
- Гляциология
- Гидрогеология
- Минералогия
- Петрология
- Спелеология
- Вулканология
- Система
- Другие
Смотрите также
[ редактировать ]
- Американский институт геоссии
- Графическое программное обеспечение Земли
- Четыре традиции географии
- Глоссарий геологических терминов
- Список ученых Земли
- Список организаций по геоссауке
- Список неразрешенных проблем в геоссауке
- Создание Северной Америки
- Национальная ассоциация учителей геологической науки
- Твердое земля наука
- Научный туризм
- Структура земли
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Земные науки | Определение, темы и факты | Британская» . www.britannica.com . Получено 2023-08-19 .
- ^ Smith & Pun 2006 , с. 14–16.
- ^ Haldar 2020 , с. 109
- ^ Haldar 2020 , с. 145.
- ^ Энциклопедия вулканов . Лондон: академическая пресса. 2000. ISBN 9780080547985 .
- ^ «Энергетический бюджет Земли» . ou.edu . Архивировано из оригинала 2008-08-27 . Получено 2007-06-20 .
- ^ Simison 2007 , пункт 7
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый Adams & Lambert 2006 , с. 94–95, 100, 102
- ^ Smith & Pun 2006 , с. 13–17, 218, G-6
- ^ Jump up to: а беременный в Oldroyd 2006 , с. 101, 103, 104
- ^ Smith & Pun 2006 , p. 331
- ^ Jump up to: а беременный Smith & Pun 2006 , с. 325–26, 329
- ^ Smith & Pun 2006 , p. 327
- ^ Уоллес, Джон М.; Хоббс, Питер В. (2006). Атмосферная наука: вступительный опрос (2 -е изд.). Elsevier Science. С. 1–3. ISBN 9780080499536 .
- ^ Adams & Lambert 2006 , с. 107–08
- ^ Американское наследие , с. 770
- ^ Паркер, Юджин (март 2006 г.), экранирующее пространство (PDF) , Scientific American, архивировал из оригинала (PDF) на 2016-01-01 , извлечен 2017-05-24
- ^ Adams & Lambert 2006 , с. 21–22
- ^ Smith & Pun 2006 , p. 183
- ^ "Как ученые рассчитали эпоху Земли?" Полем Education.nationalgeography.org . Получено 2023-08-19 .
- ^ Glatzmaier, Gary A.; Робертс, Пол Х. (1995). «Трехмерное самосогласованное компьютерное моделирование геомагнитного поля». Природа . 377 (6546): 203–209. Bibcode : 1995natur.377..203g . doi : 10.1038/377203A0 . S2CID 4265765 .
- ^ Glatzmaier, Gary. "Геодинамо " Калифорнийский университет Санта -Крус Получено 20 октября
- ^ Finlay, CC; Maus, S.; Гегган, CD; Бондар, Теннесси; Chambobut, A.; Чернова, для; Chulliat, A.; Головков, вице -президент; Гамильтон, Б.; Hamoudi, M.; Holme, R.; Гуло, Г.; Куанг, W.; Langitas, B.; Lesur, v.; Loes, FJ; Lühr, H.; Macmillan, S.; Mandea, M.; McLean, S.; Manoj, C.; Менвиэль, М.; Михаэлис, я.; Olsen, N.; Rauberg, J.; Rother, M.; Бобы, TJ; Tangborn, A.; Tøffner-Clausen, L.; Thebault, E.; Томсон, AWP; Wardinski, я.; Вей, Z.; Zvereva, The (декабрь 2010 г.). "Международная геомагнитная справочная область: одиннадцатое поколение " Геофизический журнал International 183 (3): 1216–1 Bibcode : 2010geoji.183.1216f Doi : 10.1111/j.1365-246x.2010.04804.x . HDL : 20.500.11850/ 2
- ^ Дэви, Тим; Куинн, Невил Уиндхэм (2019). Основы гидрологии (3 -е изд.). Routledge. С. 1–2. ISBN 9780203798942 .
- ^ Hölting, Bernward; Coldewey, Wilhelm G. (2019). "Введение". Гидрогология (8 -е изд.). Спрингер. С. Doi : 10.1007/978-3-662-56375-5 . ISBN 9783662563755 Полем Архивировано из оригинала 2022-08-16 . Получено 2022-08-16 .
- ^ Вуд, Пол Дж.; Ханна, Дэвид М.; Садлер, Джонатан П. (2007). «Экогидрология и гидроэкология: введение». Гидроэкология и экогидрология: прошлое, настоящее и будущее . Уайли. С. 1–6. ISBN 9780470010174 .
- ^ Найт, Питер (1999). Ледники . Тейлор и Фрэнсис. п. 1. ISBN 9780748740000 .
- ^ Ricklefs, Robert E.; Миллер, Гэри Л. (2000). Экология (4 -е изд.). WH Freeman. С. 3–4. ISBN 9780716728290 .
- ^ Петерсен, Джеймс Ф.; Мешка, Дороти; Габлер, Роберт Э. (2014). Основы физической географии . Cengage Learning. С. 2–3. ISBN 9781285969718 .
- ^ Земные сферы архивировали 31 августа 2007 года на машине Wayback . © 1997–2000. Wheelling Eseuit University/NASA Classroom of the Future. Получено 11 ноября 2007 года.
- ^ Adams & Lambert 2006 , p. 20
- ^ Jump up to: а беременный Smith & Pun 2006 , p. 5
- ^ «Поиск Wordnet - 3.1» . Принстон.edu . Архивировано с оригинала 2019-05-15 . Получено 2010-10-13 .
- ^ «NOAA National Ocean Service Education: Global Pusining Rutorial» . NOAA.gov . Архивировано из оригинала на 2005-05-08 . Получено 2007-11-17 .
- ^ Элисса Левин, 2001 г., Педосфера как разбитая звенья Хаба?
- ^ Гардинер, Дуэйн Т. "Лекция 1 Глава 1 Зачем изучать почвы?" Полем ENV320: Наука почвы . Техасский университет A & M-Kingsville. Архивировано с оригинала 2018-02-09 . Получено 2019-01-07 .
- ^ Крейг, Кендалл. «Гидрология водосбора» . Архивировано из оригинала 2017-01-11 . Получено 2017-04-04 .
Источники
[ редактировать ]- Адамс, Саймон; Ламберт, Дэвид (2006). Наука Земли: иллюстрированное руководство по науке . Нью -Йорк: Челси Хаус. ISBN 978-0-8160-6164-8 .
- Haldar, SK (2020). Введение в минерологию и петрологию (2 -е изд.). Elsevier Science. ISBN 9780323851367 .
- Американский словарь английского языка (4 -е изд.). Бостон: Houghton Mifflin Company. 1992. ISBN 978-0-395-82517-4 .
- Симисон, В. Брайан (2007-02-05). «Механизм, стоящий за тектоникой пластины» . Архивировано из оригинала 2007-11-12 . Получено 2007-11-17 .
- Смит, Гари А.; Pun, Aurora (2006). Как работает Земля? Физическая геология и процесс науки . Верхняя седл -река, Нью -Джерси: Пирсон Прентис Холл. ISBN 978-0-13-034129-7 .
- Oldroyd, David (2006). Земные циклы: историческая перспектива . Westport, CT: Greenwood Press. ISBN 978-0-313-33229-6 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Аллаби М., 2008. Словарь наук о Земле, Oxford University Press, ISBN 978-0-19-921194-4
- Корвин Г., 1998. Фрактальные модели в науках о Земле, Эльсвиер, ISBN 978-0-444-88907-2
- «Энергетический бюджет Земли» . Климатологическая служба Оклахома. 1996–2004. Архивировано из оригинала 2007-11-17 . Получено 2007-11-17 .
- Миллер, Джордж А.; Кристиан Феллбаум; и Рэнди Тенги; и Памела Уэйкфилд; и Раджеш Поддар; и Хелен Лангоне; Бенджамин Хаскелл (2006). "Wordnet Search 3.0" . Wordnet лексическая база данных для английского языка . Принстон, Нью -Джерси: Принстонский университет/Лаборатория когнитивной науки. Архивировано из оригинала 2011-01-01 . Получено 2007-11-10 .
- «NOAA National Ocean Service Education: Geodesy» . Национальное управление океанического и атмосферного. 2005-03-08. Архивировано из оригинала на 2005-05-08 . Получено 2007-11-17 .
- Рид, Кристина (2008). Наука Земли: десятилетие к десятилетию . Нью -Йорк: Факты в файле. ISBN 978-0-8160-5533-3 .
- Tarbuck EJ, Lutgens FK, и Tasa D., 2002. Earth Science, Prentice Hall, ISBN 978-0-13-035390-0
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Земля Научная картина дня , служба университетов ассоциации космических исследований , спонсируемое Центром космических полетов НАСА Годдард .
- Геоэтика в планетарном и космическом исследовании .
- Геология Buzz: наука о земле
Элементы природы |
|---|
