地球科學

地球科學嚴格上嚟講算係行星科學（Planetary science；研究行星嘅科學）嘅一個專門分支，但係地球同其他行星比起上嚟零舍多人研究。噉係因為佢對於人類嚟講係一粒好特別嘅行星：佢係目前唯一已知有生命存在嘅行星，而係仲係智人（Homo sapien）嘅屋企。

地球科學嘅範圍好廣，涵括咗地質學、海洋學、氣象學、同天文學等嘅領域，而且佢柞子領域又好多時會跨越幾個科學領域：例如係研究地球嘅岩石圈嘅地質學就會試圖了解地殼嘅化學成份同埋由地核放出嚟嘅熱力點樣影響呢啲成份－前會涉及化學，而後者會涉及熱能同壓力呢啲概念（即係物理學嘅範疇）。總體嚟講，地球科學係一個好綜合性嘅科學領域。

 

一個地質學家喺北極做野外考察。

 

香港地質公園嘅萬宜水庫東壩有六角柱狀凝灰岩。

地球科學本質上係一門科學：地球科學家要跟足科學方法－作理論出嚟去解釋自然現象、諗吓個理論會做啲乜嘢預測、用實驗等嘅方法去揾證據、再睇吓個理論做唔做到準確預測，做唔到嘅話個理論就要執。但係因為佢研究嘅對象同其他科學領域嘅有些少唔同，所以有一啲與眾不同嘅特徵：

強調野外調查同觀測

野外調查同觀測係地球科學嘅重要一環。地球嘅變化好多時都進行得好慢，要用好長時間先會有觀測得到嘅轉變，而且規模又大，例如係板塊活動噉，講緊一年入面成塊大陸淨係會郁得嗰幾毫米，而且根本冇可能將成塊大陸搬入去實驗室嗰度。地球科學家好難好似其他科學家噉，吓吓將佢哋研究嘅嘢攞入去實驗室嗰度整，於是乎地球科學家就好興做野外調查或者觀測：佢哋成日都會走去啲山旯旮地方度調查岩層嘅分佈、記錄天氣嘅變化、觀察潮汐嘅起落、或者觀測啲星星月亮太陽嘅位置奱化。經過詳細嘅觀察、分析、歸納，佢哋會整理出地球嘅地貌，並且用呢啲資訊做基礎嚟去諗理論解釋地球嘅自然現象係點嚟。

時空尺度範圍大

地球科學探討事物用嘅時空尺度範圍好廣：地表嘅天氣現象吓吓都係講緊以分鐘同秒做單位嘅；相反，研究地球由誕生去到滅亡嘅過程，就係閒閒地都以幾億年幾億年噉嚟計－時間上嘅尺度由秒、分、時去到成幾億年都有。同時大細嘅尺度都好多變，喺電子顯微鏡下觀察嘅話，礦物晶體嘅原子（Atom）之間嘅距離係用 Å 嚟表示嘅，而行星之間嘅距離有得去到成幾百萬光年以上。

由呢啲例子度睇到，地球科學做嘅研究喺時空上嘅尺度好廣泛。

睇重地域性

地球科學有住好犀利嘅地域性，例如係臺灣因為坐正喺第一大洋太平洋同世界第一大陸塊歐亞大陸之間，搞到天氣好變化多端，而中國大陸嘅天氣相對嚟講穩定啲；同時，嶺南地區因為地理上嘅特點（近海、多山、亞熱帶氣候），又有一套同中國其他地區好唔同嘅特色。呢啲差異喺地球科學上都係好受重視嘅。

綜合性

地球科學係一門「上知天文，下知地理」嘅領域，由人對腳踩住嘅土地、唞緊嘅空氣、同埋星星月亮太陽呢啲都係佢研究嘅對象。佢好多時都會借其他學科嘅知識嚟去搞自身嘅研究：物理用嚟研究地球個重力場、星體之間嘅引力作用、或者洋流點樣流嚟流去；化學嘅知識有得用嚟分析岩石嘅化學成份；而生物學嘅原理可以幫到手了解化石隱含嘅嘢同埋研究生態系統（Ecosystem）。總括嚟講，地球科學係一門綜合性嘅學科。

 

珠江口嘅虎門大橋；水係地球生物生存唔可以冇嘅嘢。

 

美國中部嘅 Mojave 沙漠嘅望上去嘅天；大氣令到地球有各種天氣現象。

 

珊瑚礁係好緊要嘅生態系統。

 

瑞士嘅 Aletsch 冰川；冰儲起咗好多地球嘅水。

 

泥土入面有好多生物需要嘅養份。

喺地球科學入面，啲人普遍將地球分做幾個領域：

• 岩石圈（Lithosphere）－地殼同埋地幔凍啲、硬淨啲嘅最上層，由岩石組成；
• 水圈（Hydrosphere）－包括海、湖、河、同埋地下水在內嘅水系統；
• 大氣圈（Atmosphere）－因為地球嘅重力而包住地球嘅一浸氣體；
• 生物圈（Biosphere）－喺地球上面生活嘅所有生物嘅總體；
• 冰雪圈（Cryosphere）－對應地球上面嘅冰，屬水圈嘅一部分；
• 土壤圈（Pedosphere）－對應地球上面嘅土壤，係岩石圈最外嗰層。

一般嚟講，地球科分起子領域（Subfield）上嚟都係跟呢個方案嚟分嘅。

自然地理學

• 地貌學（Geomorphology）
• 水文學（Hydrology）
• 冰川學（Glaciology）
• 洞穴學（Speleology）
• 湖沼學（Limnology）

地質學

• 礦物學（Mineralogy）
• 岩石學（Petrology）
• 沉積學（Sedimentology）
• 結構地質學（Structural geology）
• 歷史地質學（Historical geology）
• 地層學（Stratigraphy）
• 行星地質學（Planetary geology）
• 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）

土壤科學

• 土壤學（Pedology）
• 土壤力學（Soil mechanics）
• 土壤化學 （Soil chemistry）
• 土壤生態學（Edaphology）

海洋學

• 物理海洋學（Physical oceanography）
• 海洋化學（Marine 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）

生態科學

• 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）

地球物理學

• 地球動力學（Geodynamics）
• 地震學（Seismology）
• 火山學（Volcanology）
• 地磁學（Geomagnetism）
• 地電學（Geoelectrics）
• 地熱學（Geothermometry）
• 構造物理學（Tectonophysics）
• 地質年代學（Geochronology）
• 勘探地球物理學 (Geophysical survey)
• 大地測量學（Geodesy）

地球化學

• 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）

天文學

• 天文測量學（Astrometry）
• 天文物理學（Astrophysics）
• 天體力學（Celestial mechanics）
• 行星科學（Planetary science）
• 太陽物理學（Solar physics）

系統

• 地球系統科學（Earth system science）
• 系統地質學（Systems geology）
• 系統生態學（Systems ecology）
• 環境科學（Environmental science）

• 地球
• 物理科學
• 物理
• 化學
• 太空科學
• 複雜系統

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