地球科學

著名的地球照片藍色彈珠
地球科學，亦稱地科（地學），是指一切研究地球的科學，是行星科學的專門分支。各學科通常會以物理、地理、地質、氣象、數學、化學、生物的角度研究地球。它和人類的生活息息相關，人們手上所戴的黃金飾品和鑽石，都是來自地球的礦產資源；蓋房子所用的砂、石、水泥，其原料也是來自地球；所吃的魚蝦，大都取自海洋；氣溫的變化影響生活甚巨；天體的運行，也時時刻刻影響著我們。因此，地球科學是一門很基礎、很重要的學科。地球科學的範圍很廣，涵蓋地質學、海洋學、氣象學和天文學等領域。地質學在探討地球的歷史與各部分組成，包括其演化和各種礦學、岩石以及礦產的分佈；海洋學在研究海水的運動、海水的物理與化學性質及海底地形；氣象學在分析大氣的組成、構造和運動；而有關地球起源、太陽系的形成和天體的運動變化，乃至宇宙的演化，均屬天文學的研究範圍。以隕石撞擊地球為例：高溫高壓撞擊地球的結果，勢必引起地形與地質的變化；飛揚在大氣中的粉塵微粒會遮蔽陽光，大氣和海水溫度因而降低。因此，看似簡單的天文事件，卻引起地質、氣象和海洋的變化，可見各領域關係密切、環環相扣。

**學科特性**
岩石也屬於地球科學的研究範圍，圖為中國福建沿海的南碇島
地球科學具有注重野外調查、時空範圍、強調地域特性和廣大的整合性，分述如下：

**強調野外調查或觀測**
野外調查或觀測是研究地球科學的首要工作，調查巖層分佈、記錄天氣變化、觀察潮汐起落和觀測星星、月亮、太陽等，都屬野外調查。經過詳細的觀察、分析、歸納，整理出地球科學的理論。所以，野外調查為研究地球科學最基本的工作。
有些大自然的變化，所進行的時間很長，影響範圍很廣。如果學者想在實驗室模擬自然界的現象時，便受到很大的限制。所以他們常在戶外進行調查，所需要的時間，通常是非常久的。

**時空尺度範圍廣大**
地球科學探討事物所用的時空尺度範圍很廣，地表的天氣現象分秒之間瞬息萬變，所用的時間單位小至分、秒；而星球從誕生到滅亡的過程，則以數億年計，因此時間尺度從秒、分、時乃至數億年，皆有例可尋。而在電子顯微鏡下觀察，礦物晶體中各原子間的距離較適合以Å來表示，但各星系的距離卻可遠達數百萬光年以上。可見，空間尺度所涵蓋的範圍也是近乎無所不包。

**重視地域性**
地球科學有非常強的地域性，例如臺灣由於位在第一大洋太平洋和世界第一大陸塊歐亞大陸之間，所以天氣變化多端。而中國大陸的天氣相對而言，便非常穩定。

**整合性**
地球科學是一門「上通天文，下知地理」的學科，舉凡人們腳下所踩的土地，分秒所呼吸的空氣，和我們生活息息相關的海洋以及朝夕相處的星星、月亮、太陽、乃至整個宇宙，都是研究的對象。科學家用各種理論來研究地球，例如，數學幫助計算彗星的運動軌跡、氣團的移動和地震的規模；物理學用來研究地球的重力場、星體間的引力作用、鋒面或洋流的移動；藉由化學知識，可以分析岩石的化學組成；而生物學的原理，則幫助瞭解化石所隱含的意義，更進而建立演化的架構。所以地球科學是一門整合性的學科。

**研究領域**

**地球圈層**
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地球科學中普遍將地球分為四個領域：岩石圈（Geosphere）、水圈、大氣圈和生物圈; 分別對應於地球的岩石、水、空氣和生命。 此外還包括冰雪圈（對應於冰），是水圈的一部分；土壤圈（對應於土壤），是岩石圈的最外層。

**領域種類**
地質學主要研究地球地殼（岩石圈）的狀態和演變，主要分支學科包括礦物學、岩石學、地球化學、地貌學、古生物學、地層學、構造地質學、工程地質學和沉積學p=5。- 地球物理學和大地測量學主要研究地球的形狀、受力，以及地球的磁場和重力場。地球物理學家探索地球的內地核、地幔構造以及岩石圈的地震活動 。主要分支學科包括地球動力學、地磁學、構造物理學、地震學和勘探地球物理學。- 土壤科學，涵蓋了地殼受到成土作用形成的最外層（土壤圈）。主要分支學科包括土壤學和土壤生態學。- 生態學，涵蓋生物相與自然環境間的交互作用。這一領域區別了地球科學與其他太陽系內的行星科學，地球是目前所知唯一擁有生命的行星。- 海洋學、水文學和冰川學（以及湖沼學）研究地球水圈中水的運動、分佈和質量，主要分支學科包括、水文氣象學、水文地質學、冰川學（冰雪圈）、物理海洋學、海洋化學及海洋生物學。- 大氣科學研究地表至散逸層（高約1000 km）之間的地球大氣層。主要分支學科包括氣象學、氣候學、大氣化學和大氣物理學。- 自然地理學，涵蓋了地貌學、土壤學、水文學、氣象學、氣候學和生物地理學。

**地球科學分支**
地球科學分支與相關交叉學科。

**地理科學**
地貌學（Geomorphology）
*水文學（Hydrology）
*冰川學（Glaciology）
*洞穴學（Speleology）
*湖沼學（Limnology）
*土壤學（Pedology）
**土壤力學（Soil mechanics）
**土壤化學 （Soil chemistry）
**土壤生態學（Edaphology）

**地質科學及地球化學**
礦物學（Mineralogy）
*岩石學（Petrology）
*沉積學（Sedimentology）
*構造地質學（Structural geology）
*古生物學（Paleontology）
*地層學（Stratigraphy）
*火山學（Volcanology）
*地質年代學（Geochronology）
*應用地質學（Applied geology）
**水文地質學（Hydrogeology）
**經濟地質學（Economic geology）
**工程地質學（Engineering geology）
**環境地質學（Environmental geology）
*同位素地球化學（Isotope geochemistry）
*岩石地球化學（Petrogeochemistry）
*水文地球化學（Hydrogeochemistry）
*有機地球化學（Organic geochemistry）
*勘查地球化學（Exploration geochemistry）
*宇宙化學（Cosmochemistry）

**地球物理學**
地球動力學（Geodynamics）
*地震學（Seismology）
*地磁學（Geomagnetism）
*地電學（Geoelectrics）
*地熱學（Geothermometry）
*構造物理學（Tectonophysics）
*勘探地球物理學 (Geophysical survey)
*大地測量學（Geodesy）

**海洋科學**
物理海洋學（Physical oceanography）
*海洋化學（Marine Chemistry/Ocean Chemistry）
*海洋地質學（Marine Geology）
*海洋生物學（Marine Biology）

**大氣科學**
氣象學（Meteorology）
**天氣學（Synoptic meteorology）
**應用氣象學（Applied meteorology）
*氣候學（Climatology）
**動力氣候學（Dynamic climatology）
**應用氣候學（Applied climatology）
*古氣候學（Paleoclimatology）
*大氣物理學（Atmospheric physics）
**雲物理學（Cloud physics）
**大氣輻射學（Atmospheric radiation）
**大氣電學（Atmospheric electricity）
**大氣聲學（Atmosphericacoustics）
**大氣光學（Atmospheric optics）
*大氣動力學（Atmospheric dynamics）
*大氣化學（Atmospheric Chemistry）

**太空科學**
太空電漿物理學（Space plasma physics） 
*電離層物理學（Ionospheric Physics）
*高層大氣物理學（Aeronomy）
*遙測學（Remote sensing）
*空間資訊科學（Geoinformatics）

**天文學**
天文測量學（Astrometry）
*天文物理學（Astrophysics）
*天文化學 (Astrochemistry)
*天文生物學 (Astrobiology)
*行星地質學(也稱天文地質學)（Planetary geology）
*天體力學（Celestial mechanics）
*行星科學（Planetary science）
*太陽物理學（Solar physics）
*solar chemical (Solar chemical)

**地球生物學**
生物地球化學（Biogeochemistry）
*生物地理學（Biogeography）
*生態學（Ecology）
*地質考古學（Geoarchaeology）
*地質微生物學（Geomicrobiology）
*古生物學（Paleontology）
**孢粉學（Palynology）
**微體古生物學（Micropaleontology）

**系統**
Earth system science（Earth system science）
*Systems geology（Systems geology）
*Systems ecology（Systems ecology）
*環境科學（Environmental science）

**參見**
 地理學- 天文學- 行星科學

**參考文獻**

**外部連結**
  地球科學網date=20040624044537 -  國立成功大學地球科學系暨研究所-  國立中央大學地球科學學系date=20140810152559