Vùng tới hạn của trái đất

Vùng tới hạn của trái đất là một môi trường không đồng nhất, gần môi trường bề mặt, trong đó các tương tác phức tạp liên quan đến đá, đất, nước, không khí và các sinh vật sống điều hòa môi trường sống tự nhiên và xác định sự sẵn có của các nguồn tài nguyên duy trì sự sống (Hội đồng nghiên cứu quốc gia Hoa Kỳ, 2001). Vùng tới hạn, môi trường bề mặt và gần bề mặt, duy trì gần như toàn bộ cuộc sống trên cạn.
Vùng tới hạn là một lĩnh vực liên ngành nghiên cứu khám phá sự tương tác giữa các bề mặt đất, thảm thực vật và các vùng nước, và mở rộng qua quyển thổ nhưỡng, đới thấm nước không bão hòa, và đới nước ngầm bão hòa. Khoa học vùng tới hạn là sự tích hợp của các quá trình trên bề mặt Trái đất (như tiến hóa cảnh quan, phong hóa, thủy văn, địa hóa học và sinh thái học) ở nhiều quy mô không gian và thời gian và trên các độ dốc nhân tạo. Các quá trình này tác động đến khối lượng và trao đổi năng lượng cần thiết cho năng suất sinh khối, chu trình hóa học và lưu trữ nước.
Vùng tới hạn được nghiên cứu tại Đài quan sát vùng tới hạn, nơi nhiều cộng đồng khoa học nghiên cứu các khía cạnh khác nhau của vùng tới hạn có thể dẫn đến sự hiểu biết tổng hợp về các hệ thống phức tạp.

Lịch sử

Tsakalotos lần đầu tiên giới thiệu thuật ngữ "Vùng tới hạn" trong tài liệu hóa học để mô tả hỗn hợp nhị nguyên của hai chất lỏng vào năm 1909, nhưng sau đó đã được Gail Ashley chấp nhận vào năm 1998 để đề cập đến "sự kết nối của thảm thực vật với đất và vật liệu phong hóa".
Vào tháng 10 năm 2003, các nhà khoa học đã tham dự Hội thảo khoa học về hệ thống phong hóa đầu tiên. Những người tham gia đồng ý thúc đẩy các hoạt động vươn xa hơn để mở rộng hồ sơ của các nhà khoa học Trái đất có liên quan và đưa ra một loạt các câu hỏi sẽ thúc đẩy sự phát triển hơn nữa của Khoa học hệ thống phong hóa. Lĩnh vực khoa học này được coi là bao gồm tất cả các khía cạnh của hóa học, sinh học, vật lý và địa chất của vùng tới hạn.
Hiệp hội khoa học hệ thống phong hóa được thành lập vào đầu năm 2004 và sau đó được đổi thành Mạng lưới thăm dò vùng tới hạn (CZEN) vào năm 2006.
Vào tháng 10 năm 2005 WSSC / CZEN đã kêu gọi các đề xuất khởi xướng các địa điểm hạt giống sẽ giúp phát triển và thiết lập một mạng lưới vùng tới hạn. Trong hạn ngạch, 10 địa điểm đã được trao tài trợ và 9 địa điểm đã nhận được tài trợ tiếp tục.
Vào năm 2005, Đại học Delaware đã tổ chức một hội thảo do NSF tài trợ (Frontiers in Thám hiểm vùng tới hạn) dẫn đến lời kêu gọi của các nhà khoa học về một sáng kiến quốc tế để nghiên cứu vùng tới hạn. Là phần chính của sáng kiến đó, các nhà khoa học kêu gọi phát triển sáng kiến Vùng tới hạn quốc tế và cách tiếp cận có hệ thống để điều tra các quá trình trong Vùng tới hạn trên một loạt các ngành khoa học, bao gồm địa chất, khoa học đất, sinh học, sinh thái, hóa học, địa hóa học, địa mạo và thủy văn. Một cuốn sách nhỏ (Biên giới thám hiểm vùng tới hạn) đã được sản xuất từ cuộc họp.
Vào ngày 24 tháng 7 năm 2006, NSF đã đăng tải thông tin về các đề xuất cho Đài quan sát vùng tới hạn (CZO) trong Bộ phận Khoa học Trái đất. Xem https://www.nsf.gov/funding/pgm_summ.jsp?pims_id=500044
Được thành lập vào năm 2009, Viện Môi trường Delkn (DENIN)  là một sáng kiến đa ngành, tập hợp các nhà khoa học, kỹ sư và chuyên gia chính sách để cung cấp các giải pháp cho nhu cầu môi trường và đưa ra các chiến lược để giải quyết các thách thức môi trường mới nổi bằng cách tiến hành nghiên cứu và thúc đẩy quan hệ đối tác tri thức tích hợp khoa học môi trường, kỹ thuật và chính sách. DENIN thúc đẩy văn hóa học bổng thúc đẩy tài năng kết hợp của các nhánh và nghiên cứu sinh thông qua các nhóm làm việc hợp tác, phát triển đề xuất chung và phối hợp nguồn lực dự án.