Khoa học Trái Đất

Khoa học trái đất hay Địa học bao gồm tất cả các lĩnh vực  khoa học tự nhiên liên quan đến hành tinh Trái Đất. Đây là một nhánh của khoa học liên quan đến sự cấu tạo của trái đất và bầu khí quyển của nó. Khoa học trái đất nghiên cứu về các đặc điểm vật lý của hành tinh của loài người, từ động đất đến hạt mưa, và từ lũ lụt đến hóa thạch. Khoa học trái đất có thể được coi là một nhánh của khoa học vũ trụ, nhưng có lịch sử lâu đời hơn. Khoa học trái đất bao gồm bốn nhánh nghiên cứu chính,thạch quyển, thủy quyển, khí quyển, và sinh quyển, mỗi nhánh được chia nhỏ thành các lĩnh vực chuyên biệt hơn.
Khoa học trái đất được tiếp cận bằng cả hai hướng giản lược và toàn diện. Nó cũng bao gồm những nghiên cứu về Trái đất và các hành tinh lân cận khác trong không gian. Một số nhà khoa học trái đất sử dụng tri thức của họ về các hành tinh để định vị và phát triển tài nguyên năng lượng và khoáng sản. Số khác lại nghiên cứu tác động từ hoạt động của con người đến môi trường Trái đất; từ đó thiết kế những biện pháp bảo vệ hành tinh. Ngoài ra, số còn lại thì đi sâu hơn về nghiên cứu các hiện tượng trái đất như núi lửa, động đất, và bão để giúp con người tránh những thảm hoạ tàn khốc của thiên nhiên.
Khoa học trái đất có thể bao gồm các nghiên cứu về địa chất, thạch quyển, và cấu trúc quy mô lớn sâu bên trong lõi trái đất, cũng như là bầu khí quyển của trái đất, thủy quyển, và sinh quyển. Thông thường, các nhà khoa học trái đất sử dụng các công cụ địa lý, niên đại học, vật lý, hoá học, sinh học, và toán học  để xây dựng hệ tri thức định lượng về cách Trái Đất vận động và phát triển. Khoa học trái đất ảnh hưởng đến cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Ví dụ như các nhà khí tượng học nghiên cứu thời tiết và theo dõi các cơn bão nguy hiểm. Các nhà thủy văn học nghiên cứu nước và cảnh báo lũ lụt. Các nhà địa chấn học nghiên cứu động đất và dự đoán nơi nó sẽ diễn ra. Các nhà địa chất nghiên cứu đá và giúp xác định vị trí của các khoáng chất hữu ích. Các nhà khoa học trái đất thường làm việc ngoài thực địa như leo núi, khám phá đáy biển, bò qua các hang động hoặc lội trong đầm lầy. Họ đo lường và thu thập các vật mẫu (như các mẫu đá hoặc nước sông), sau đó họ ghi chép lại phát hiện của họ trên các biểu đồ và bản đồ.

Cấu tạo bên trong Trái Đất

Kiến tạo mảng, sự tạo núi, núi lửa và động đất là những hiện tượng địa chất có thể được giải thích dưới dạng các quá trình vật lý và hóa học trong lớp vỏ trái đất.
Bên dưới lớp vỏ Trái đất là quyển manti hấp thụ nhiệt năng từ sự phóng xạ của các nguyên tố kim loại nặng. Lớp quyển manti không hoàn toàn rắn chắc và bao gồm các magma ở trạng thái đối lưu bán vĩnh viễn convection. Quá trình đối lưu này làm cho các tấm thạch quyển di chuyển, mặc dù chậm. Kết quả của quá trình này được gọi là kiến tạo mảng. 
Kiến tạo mảng có thể được coi là quá trình bề mặt Trái Đất được tái tao lại). Do kết quả của sự mở rộng đáy biển, lớp vỏ và thạch quyển mới được tạo ra bởi dòng chảy magma từ quyển manti đến khu vực gần bề mặt, thông qua các khe nứt, nơi nó nguội đi và đông cứng lại. Thông qua sự/đối hút chìm,  lớp vỏ đại dương và thạch quyển quay trở lại quyển manti đối lưu.
Các khu vực của lớp vỏ Trái Đất (nơi lớp vỏ mới được tạo ra) được gọi là  ranh giới phân kỳ ” , còn khu vực được đưa trở lại lòng trái đất gọi là ranh giới hội tụ và những nơi mà các mảng trượt qua nhau, nhưng không có vật liệu thạch quyển mới nào được tạo ra hoặc phá hủy, được gọi là đới đứt gãy (hay các ranh giới bảo toàn) Động đất là kết quả của sự di chuyển của các mảng thạch quyển, và chúng thường xảy ra gần các ranh giới hội tụ, nơi các phần của lớp vỏ bị ép vào trái đất như một phần của sự hút chìm..
Núi lửa kết quả chủ yếu từ sự tan chảy của vật chất vỏ chìm. Vật chất vỏ bị ép vào thiên thạch tan chảy, , và một phần vật chất nóng chảy trở nên đủ nhẹ để nổi lên bề mặt—và sinh ra núi lử.

Từ trường của trái đất

Nam châm điện là nam châm được tạo ra bởi một dòng điện. Lõi trong của Trái Đất là một khối sắt đặc, được bao quanh bởi lõi ngoài là một dòng chất lỏng đối lưu; Do đó, có thể nói, Trái đất là một nam châm điện. Chuyển động của sự đối lưu chất lỏng duy trì từ trường của trái đất. .

Phương pháp luận

Phương pháp luận khác nhau tùy thuộc vào bản chất của các đối tượng được nghiên cứu. Các nghiên cứu thường rơi vào một trong ba loại: quan sát, thực nghiệm hoặc lý thuyết. Các nhà khoa học trái đất thường tiến hành phân tích máy tính tinh vi hoặc ghé thăm một địa điểm thú vị để nghiên cứu các hiện tượng trái đất (ví dụ: Nam Cực hoặc chuỗi đảo điểm nóng (địa chất)).
Một lý tưởng nền tảng trong khoa học trái đất là khái niệm về chủ nghĩa đồng nhất, khẳng địng rằng " các đặc điểm địa chất cổ đại được giải thích bằng cách hiểu các quá trình hoạt động dễ dàng quan sát." Nói cách khác, bất kỳ quá trình địa chất nào đang hoạt động hiện nay đều hoạt động những cách tương tự trong suốt thời gian địa chất. Điều này cho phép những người nghiên cứu lịch sử Trái đất áp dụng kiến thức về cách các quá trình trái đất hoạt động trong hiện tại để hiểu rõ hơn về cách hành tinh này tiến hoá và thay đổi qua lịch sử lâu dài.