地球科學概述

地球科學 — 涵蓋與行星地球相關的所有科學領域的統稱。它可以說是行星科學中的一個特殊案例，因為地球是已知唯一存在生命的行星。

地球科學是廣義物理科學的一個分支，而物理科學是自然科學的一部分。地球科學本身也有許多分支。

## 地球科學的核心概念

- 板塊構造學說：地球外殼被劃分為若干板塊，這些板塊在地幔上緩慢移動。這是地質學中的核心統一概念，解釋了地震、火山活動以及山脈形成等現象。
- 地質時間（深時}：地球歷史的巨大時間尺度，跨度約46億年。這一概念為理解地質過程的緩慢節奏和生命演化提供了背景。地質時間表是這些事件的日曆。
- 岩石循環：一個基本概念，描述了三種主要岩石類型——火成岩、沉積岩和變質岩——通過動態過程相互形成和轉化的過程。
- Q3046459：將地球視為由相互作用的組成部分或「圈層」構成的綜合系統的現代視角：
- 地圈（固體地球）
- 水圈（所有水體）
- 大氣圈（氣體）
- 生物圈（所有生命）
- 冰凍圈（冰）
- 水循環（水文循環）：水在地球表面、大氣層和地殼中的持續運動。這是一個關鍵過程，將海洋、大氣和陸地聯繫起來。
- 均變論：認為今天起作用的自然規律和地質過程在過去也同樣起作用。它常被概括為「現在是過去的鑰匙」。

## 地球圈層

地球圈層是指將與人類相關的地球環境。地球的自然環境（行星生態系統或「生態圈」）由許多子系統組成。其中許多子系統被稱為「圈層」，與行星的形狀相吻合。

下面列出為地球圈層四個或五個主要球體（其他大多數球體均為其子類型）：

- 大氣圈
- 水圈
- Q241284
- 生物圈
- （冰凍圈）

地球的生態圈本身位於日球層之內。

地球的各層大致從外到內依次為：

- 磁層 — 天文天體周圍受其磁場影響的帶電粒子區域
- 大氣層 — 圍繞地球的氣體（地球的空氣）
- 按高度劃分
- 散逸層 — 大氣層的最外層
- 外大氣層底界 — 外大氣層的下界
- 熱層頂 — 熱層的上界
- 熱層 — 位於中層之上、外大氣層之下的大氣層層
- 中氣層頂 — 中氣層與熱氣層邊界處的溫度最低點
- 中氣層 — 位於平流層之上、熱氣層之下的大氣層層
- 平流層頂 — 平流層的上界
- 平流層 — 大氣層中位於對流層之上的層
- 臭氧層 — 地球平流層中吸收大部分太陽紫外線輻射的區域
- 對流層頂 — 對流層與平流層之間的大氣層邊界
- 對流層 — 大氣層的最底層
- 行星邊界層 — 大氣層的最底層，直接受行星表面影響
- 由氣流擾動引起
- 異層 — 大氣上層中各組分氣體混合不充分的區域
- 湍流層頂 — 大氣中渦流混合占主導地位的高度以下區域
- Q3359129 — 大氣下層中各組分氣體混合充分的區域
- 其他
- 電離層 — 大氣層上部被電離的部分
- 生物圈 — 地球上所有生態系統的總和
- Q574518 — 由人類為人類活動和人類棲息地而製造或改造的環境部分
- 智慧圈 ——人類思想的領域
- 水圈——行星、小行星或天然衛星表面、地下及上空所有水體的總和
- 冰凍圈 — 地球表面水以固態形式存在的區域
- 地殼/固體地球 — （有時也作為地殼、水圈、冰凍圈和大氣圈的統稱）地球所有固體部分及地球內部的總稱。
- 土壤圈 – 地球最外層由土壤組成並受土壤形成過程影響的區域
- 外層
- 按組成
- 地殼 – 岩石行星、矮行星或天然衛星的最外層固體殼層。
- 莫霍面——地殼與地球地幔之間的分界線。
- 地球地幔——地球內部位於地殼與地核之間的部分。
- 根據地震波的傳播
- 地殼 – 由其剛性力學性質定義的類地行星或天然衛星最外層的剛性外殼。
- 軟流層 – 地球上地幔（上地幔）中粘度極高、機械強度較弱且具有延展性的區域。
- 中地幔 — 位於地殼與軟流層之間、但位於外核之上的地幔部分。
- Q1557147– 地幔與地球核心之間的分界線。
- 地球核心 – 行星的內層部分，由組成材料的差異浮力導緻密度較大的材料向中心聚集形成。
- 外核 — 位於地球固體內核與地幔之間，主要由鐵和鎳組成的液態層。
- 萊曼不連續面 — 內核與外核之間的分界線。
- 內地核 — 地球最內層部分，由鐵鎳合金構成的固體球體。

## 地球科學分支

### 大氣科學

大氣科學 – 對大氣層、其過程及其與其他系統相互作用的研究

- 氣候學 – 對氣候的科學研究，定義為一段時間內天氣條件的平均值
- 氣象學 – 跨學科的科學研究，專注於天氣預報
- 古氣候學 – 研究地球整個歷史尺度上的氣候變化
- 大氣化學 – 大氣科學中研究大氣化學的分支
- 大氣物理學 – 將物理學應用於大氣研究
- 古風暴學 — 通過地質學指標和歷史文獻研究過去熱帶氣旋活動。

### 地質學

- 地質學 — 研究地球組成部分的成分、結構、物理性質及其歷史，以及塑造這些成分的過程。
- 經濟地質學 – 涉及具有經濟價值的地球材料的科學
- 工程地質學 – 將地質學應用於工程實踐的學科。
- 環境地質學 – 將地質學應用於環境問題的實踐科學。
- 第四紀地質學 — 研究260萬年前以來地球演變的地質學分支
- 行星地質學 — 研究圍繞恆星運行的天體地質特徵的學科
- 石油地質學 — 研究烴類燃料的起源、分布、遷移、聚集及勘探的學科
- 歷史地質學 – 研究地球地質歷史的學科
- 水文地質學 – 研究地下水分布與運動的學科
- 構造地質學 – 研究地球地殼變形特徵及其成因的學科
- 地球化學 – 應用化學分析地質系統的科學
- 地質年代學 – 確定岩石、沉積物和化石年齡的科學
- 大地測量學 – 研究地球的幾何形狀、空間定位及重力場的科學
- 地磁學 – 研究地球磁場的科學
- 地微生物學 – 研究微生物學與地質學相互作用的科學
- 地貌學 – 研究地貌及其形成過程的科學
- 冰川學 – 研究冰及其相關自然現象的科學
- 地球物理學 – 地球及其空間環境的物理學，以及利用定量物理方法研究地球的科學
- 微古生物學 – 古生物學中研究微化石的分支
- 礦物學 – 對礦物及礦物化遺蹟的科學研究
- 寶石學 – 研究天然及人工寶石材料的科學
- 礦物物理學 — 研究行星內部組成材料的科學
- 古生物學 — 對史前生命的科學研究
- 孢粉學 — 對塵埃的研究
- 岩石學 — 地質學中研究岩石的起源、組成、分布和結構的分支
- 物理大地測量學 — 研究地球重力場的物理性質
- 沉積學 — 研究自然沉積物及其形成過程
- 地震學 — 研究地震及彈性波在行星中的傳播
- 古地震學 – 研究過去發生的地震的學科
- 地層學 – 研究岩石層及其形成過程的學科
- 火山學 – 研究火山、熔岩、岩漿及相關現象的學科

### 地理學

地理學 — 研究地球表面、居住於其上的社會以及構成地球表面的領土、景觀、地點或地區的科學。

- 自然地理學 — 自然科學的一個分支，研究自然環境中的過程和模式，如大氣圈、水圈、生物圈和岩石圈，與文化或人工環境相對，後者是人文地理學的領域
- 人文地理學 – 研究世界各國人民的文化、社區和活動
- 製圖學
- 地形學
- 地理統計學 – 統計學的一個分支，專注於空間數據集
- 環境化學 – 對自然環境中發生的化學和生物化學現象的科學研究
- 環境土壤科學 – 研究人類與土壤圈的相互作用，以及生物圈、岩石圈、水圈和大氣圈的關鍵方面。
- 地理資訊科學 — 對地理數據和資訊進行科學研究的學科
- 土壤學 — 研究土壤對生物影響的科學。
- 土壤學 — 研究土壤在其自然環境中的學科
- 空間決策支持系統 – 用於土地利用決策的電腦輔助系統
- 全球導航衛星系統（GNSS） – 各種衛星導航系統
- 水文學 – 應用工程技術研究地球水體性質的科學，特別是其與陸地相關的運動。
- 衛星導航 — 任何利用衛星無線電信號提供自主地理空間定位的系統
- 遙感 — 在與目標物體有顯著距離的情況下獲取資訊
- 攝影測量學 — 利用攝影技術進行測量的科學

### 海洋學

海洋學 — 研究海洋的物理和生物方面的學科

- 生物海洋學 — 研究生物如何影響以及受海洋物理、化學和地質條件影響的學科。
- 物理海洋學 — 研究海洋中的物理條件和物理過程的學科
- 化學海洋學 – 研究海洋化學的學科
- 古海洋學 – 研究地質歷史時期海洋演化的學科
- 湖沼學 – 研究內陸水生生態系統的科學
- 海洋地質學 – 研究海洋底部的歷史與結構的學科

### 行星科學

行星科學 — 研究行星（包括地球）、衛星和行星系統（特別是太陽系中的行星系統）及其形成過程的科學。

- 行星地質學 – 研究圍繞恆星天體運行的天體地質特徵
- 月球地貌學 – 研究月球表面及物理特徵
- 理論行星學 – 通過假設行星的化學組成及其材料狀態，計算行星內部不同屬性（如溫度、壓力或密度）的徑向分布，從而進行行星內部結構的理論研究。