Науки о Земле - Earth science

Скалистый берег горного ручья недалеко от Ороси, Коста-Рика. (предположительно метаморфические породы)

Науки о Земле или же геонаука включает все поля естественные науки относится к планета земной шар. Это раздел науки, изучающий физическое и химическое строение Земли и ее атмосферы. Науку о Земле можно рассматривать как раздел планетология, но с гораздо более древней историей. Наука о Земле охватывает четыре основных направления исследований: литосфера, то гидросфера, то атмосфера, а биосфера, каждая из которых далее разбита на более специализированные области.

Есть оба редукционист и целостный подходы к наукам о Земле. Это также исследование Земли и ее соседей в космосе. Некоторые ученые Земли используют свои знания о планете для поиска и разработки энергетических и минеральных ресурсов. Другие изучают влияние человеческой деятельности на окружающую среду Земли и разрабатывают методы защиты планеты. Некоторые используют свои знания о земных процессах, например: вулканы, землетрясения, и ураганы спланировать сообщества, которые не будут подвергать людей этим опасным событиям.

Науки о Земле могут включать изучение геология, то литосфера, и крупномасштабную структуру недр Земли, а также атмосфера, гидросфера, и биосфера. Обычно ученые-геологи используют инструменты из геологии, хронология, физика, химия, география, биология, и математика чтобы получить количественное представление о том, как Земля работает и развивается. Наука о Земле влияет на нашу повседневную жизнь. Например, метеорологи изучают погоду и следят за опасными штормами. Гидрологи изучают воду и предупреждают о наводнениях. Сейсмологи изучают землетрясения и пытаются понять, куда они нанесут удар. Геологи изучают горные породы и помогают найти полезные ископаемые. Землисты часто работают в полевых условиях - например, поднимаются на горы, исследуют морское дно, ползут через пещеры или бродят по болотам. Они измеряют и собирают образцы (например, камни или речную воду), а затем записывают свои выводы на диаграммах и картах.

Области исследования

Следующее области науки обычно относятся к категориям наук о Земле:

Земля внутри

А вулканический извержение - это выброс накопленной энергии из-под поверхности Земли.[8]

Тектоника плит, гора диапазоны, вулканы, и землетрясения находятся геологические явления что можно объяснить с точки зрения физических и химических процессов в земной коры.[9]

Под землей корка лежит мантия который нагревается радиоактивный распад из тяжелые элементы. Мантия не совсем твердая и состоит из магма который находится в состоянии полупостоянного конвекция. Этот процесс конвекции заставляет литосферные плиты двигаться, хотя и медленно. Результирующий процесс известен как тектоника плит.[10][11][12][13]

Тектонику плит можно рассматривать как процесс, с помощью которого Земля всплывает на поверхность. В результате распространение морского дна, новая кора и литосфера создаются потоком магмы из мантия к поверхности через трещины, где он остывает и застывает. Через субдукция океаническая кора и литосфера возвращаются в конвектирующую мантию.[11][13][14]

Области корки, где образуется новая корка, называются расходящиеся границы, те, куда он возвращается на Землю, сходящиеся границы а те, в которых плиты скользят друг мимо друга, но новый литосферный материал не создается или не разрушается, называются преобразовать (или консервативные) границы[11][13][15] Землетрясения возникают в результате движения литосферных плит, и они часто возникают вблизи сходящихся границ, где части коры вдавливаются в землю как часть субдукции.[16]

Вулканы в основном возникают в результате плавления субдуцированного коркового материала. Материал корки, который вдавливается в астеносфера тает, и некоторая часть расплавленного материала становится достаточно легкой, чтобы подняться на поверхность, давая рождение вулканам.[11][16]

Атмосфера Земли

Основная статья: Атмосфера Земли
В магнитосфера защищает поверхность Земли от заряженных частиц Солнечный ветер.
(изображение не масштабировано.)

В тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера, и экзосфера пять слоев, составляющих атмосферу Земли. 75% газов в атмосфере находится в тропосфере, самом нижнем слое. Всего в атмосфере около 78,0%. азот, 20.9% кислород, и 0,92% аргон. Помимо азота, кислорода и аргона есть небольшие количества других газов, включая CO.2 и водяной пар.[17] Водяной пар и CO2 позволяют атмосфере Земли улавливать и удерживать энергию Солнца посредством явления, называемого парниковый эффект.[18] Это позволяет поверхности Земли быть достаточно теплой, чтобы иметь жидкую воду и поддерживать жизнь. Помимо хранения тепла, атмосфера также защищает живые организмы, защищая поверхность Земли от космические лучи - которые часто ошибочно считаются отклоняемыми магнитное поле.[19] Магнитное поле, создаваемое внутренними движениями сердечника, производит магнитосфера который защищает атмосферу Земли от Солнечный ветер.[20] Как Земля 4,5 миллиарда лет,[21] он бы уже потерял свою атмосферу, если бы не было защитной магнитосферы.

Магнитное поле Земли

An электромагнит представляет собой магнит, созданный электрическим током.[22] Земля твердое железо Внутреннее ядро окруженный жидкостью внешнее ядро что собирает;[23] следовательно, Земля - ​​это электромагнит. Движение конвекции жидкости поддерживает магнитное поле Земли.[23][24]

Методология

Методики различаются в зависимости от характера изучаемых предметов. Исследования обычно делятся на три категории: наблюдательные, экспериментальные или теоретические. Ученые-геологи часто проводят сложный компьютерный анализ или посещают интересные места для изучения земных явлений (например, Антарктиду или горячая точка островные цепи).

Фундаментальной идеей науки о Земле является понятие униформизм, в котором говорится, что «древние геологические особенности интерпретируются путем понимания активных процессов, которые легко наблюдаются».[нужна цитата ] Другими словами, любые геологические процессы, действующие в настоящее время, действуют одинаково на протяжении всего геологического времени. Это позволяет тем, кто изучает историю Земли, применять знания о том, как земные процессы протекают в настоящее время, чтобы получить представление о том, как планета развивалась и изменялась на протяжении долгой истории.

Сферы Земли

Эта коробка:
-13 —
–
-12 —
–
-11 —
–
-10 —
–
-9 —
–
-8 —
–
-7 —
–
-6 —
–
-5 —
–
-4 —
–
-3 —
–
-2 —
–
-1 —
–
0 —

Науки о Земле обычно выделяют четыре сферы: литосфера, то гидросфера, то атмосфера, а биосфера;[25] они соответствуют горные породы, воды, воздуха и жизнь. Некоторые также включают криосфера (соответствует лед ) как отдельную часть гидросферы и педосфера (соответствует почва ) как активная и перемешанная сфера.

Неполный список основных тем наук о Земле

Дальнейшая информация: Очерк наук о Земле

Атмосфера

Биосфера

Гидросфера

Литосфера (геосфера )

Педосфера

Системы

Другие

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Адамс и Ламберт 2006, п. 20
  2. ^ а б Smith & Pun 2006, п. 5
  3. ^ «Поиск WordNet - 3.1». princeton.edu.
  4. ^ "Национальная океаническая служба NOAA: учебное пособие по глобальному позиционированию". noaa.gov.
  5. ^ Элисса Левин, 2001, Педосфера как центр неработающей ссылке? В архиве 30 октября 2007 г. Wayback Machine
  6. ^ Гардинер, Дуэйн Т. «Лекция 1 Глава 1 Зачем изучать почвы?». ENV320: Конспект лекций по почвоведению. Техасский университет A&M в Кингсвилле. Архивировано из оригинал на 2018-02-09. Получено 2019-01-07.
  7. ^ Крейг, Кендалл. «Гидрология водораздела».
  8. ^ Энциклопедия вулканов, Academic Press, Лондон, 2000 г.
  9. ^ «Энергетический бюджет Земли». ou.edu.
  10. ^ Симисон 2007, пункт 7
  11. ^ а б c d Адамс и Ламберт 2006, стр. 94–95, 100, 102
  12. ^ Smith & Pun 2006, стр. 13–17, 218, G-6
  13. ^ а б c Олдройд 2006, стр. 101,103,104
  14. ^ Smith & Pun 2006, п. 327
  15. ^ Smith & Pun 2006, п. 331
  16. ^ а б Smith & Pun 2006, стр. 325–26, 329
  17. ^ Адамс и Ламберт 2006, стр. 107–08
  18. ^ Американское наследие, п. 770
  19. ^ Паркер, Юджин (март 2006 г.), Защитное пространство (PDF), Scientific American
  20. ^ Адамс и Ламберт 2006, стр. 21–22
  21. ^ Smith & Pun 2006, п. 183
  22. ^ Американское наследие, п. 576
  23. ^ а б Олдройд 2006, п. 160
  24. ^ Деморест, Пол (2001-05-21). "Теория динамо и магнитное поле Земли" (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 21 февраля 2007 г.. Получено 2007-11-17.
  25. ^ Сферы Земли В архиве 31 августа 2007 г. Wayback Machine. © 1997–2000. Иезуитский университет Уилинга / Класс будущего НАСА. Проверено 11 ноября 2007 года.

Источники

  • Адамс, Саймон; Ламберт, Дэвид (2006). Науки о Земле: иллюстрированное руководство по науке. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Дом Челси. ISBN  978-0-8160-6164-8.CS1 maint: ref = harv (связь)
  • Джозеф П. Пикетт (ответственный редактор) (1992). Словарь английского языка American Heritage (4-е изд.). Бостон, Массачусетс: Houghton Mifflin Компания. ISBN  978-0-395-82517-4.
  • Симисон, У. Брайан (2007-02-05). «Механизм тектоники плит». Получено 2007-11-17.
  • Смит, Гэри А .; Каламбур, Аврора (2006). Как устроена Земля? Физическая геология и Процесс науки. Река Аппер Сэдл, штат Нью-Джерси: Pearson Prentice Hall. ISBN  978-0-13-034129-7.CS1 maint: ref = harv (связь)
  • Олдройд, Дэвид (2006). Земные циклы: историческая перспектива. Вестпорт, Коннектикут: Greenwood Press. ISBN  978-0-313-33229-6.CS1 maint: ref = harv (связь)

дальнейшее чтение

  • Аллаби М., 2008. Словарь наук о Земле, Oxford University Press, ISBN  978-0-19-921194-4
  • Корвин Г., 1998. Фрактальные модели в науках о Земле, Elsvier, ISBN  978-0-444-88907-2
  • «Энергетический бюджет Земли». Климатологическая служба Оклахомы. 1996–2004. Получено 2007-11-17.
  • Миллер, Джордж А .; Кристиана Феллбаум; и Рэнди Тенги; и Памела Уэйкфилд; и Раджеш Поддар; и Хелен Лангоне; Бенджамин Хаскелл (2006). "Поиск WordNet 3.0". WordNet - лексическая база данных для английского языка. Принстон, Нью-Джерси: Принстонский университет / Лаборатория когнитивных наук. Получено 2007-11-10.
  • "Национальная океаническая служба NOAA по образованию: геодезия". Национальное управление океанических и атмосферных исследований. 2005-03-08. Получено 2007-11-17.
  • Рид, Кристина (2008). Науки о Земле: десятилетие за десятилетием. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: факты в файле. ISBN  978-0-8160-5533-3.
  • Tarbuck E.J., Lutgens F.K. и Tasa D., 2002. Наука о Земле, Prentice Hall, ISBN  978-0-13-035390-0

внешняя ссылка