高等构造地质学-1地质学现状与展望课件

主要材料来自：中国科学院地学部“中国地球科学发展战略”研究组地质学:世纪之交的回顾与展望主要材料来自：地质学:世纪之交的1孙枢(组长)苏纪兰(副组长)陈运泰(副组长)马宗晋安芷生汪品先周秀骥章申参加“地球科学:世纪之交的回顾与展望”工作的院士:吴国雄郑度张弥曼滕吉文参加“地球科学:世纪之交的回顾与展望”工作的专家：马福臣王启王会军刘勇卫张中杰肖文交李晓波李炎陈旭侯泉林杨勤业罗云峰孟辉黄鼎成符综斌工作人员:王志洪申依敏陈绍海曹京在完成“地球科学:世纪之交的回顾与展望”工作中，多位院士和专家提供了宝贵意见和书面材料，并给予很多帮助，特向他们表示深切谢意！中国科学院地学部“中国地球科学发展战略”研究组孙枢(组长)苏纪兰(副组长)陈运泰(副组长)2提纲前言二十世纪的重大成就二十一世纪初叶发展趋势二十一世纪初叶战略重点建议采取的措施提纲前言3地球科学是人类认识、利用和改造我们目前唯一生存环境－－地球的科学基础地球是太阳系中一颗独特的行星。在固体地球的外层有水圈和大气圈，因而生命得以产生和演化，人类得以诞生和繁衍。地球科学是人类认识、利用和改造我们目前唯一生存环境－－地球的4二十世纪地球科学发展历程二次世界大战之前的前半叶，一些在十九世纪已形成的分支学科（如地质学、地理学、气象学、海洋学和测量学等）进一步深化，同时出现了地球物理学、地球化学等新兴学科；二战之后的三十年间，新技术广泛应用，促进了海洋科学、空间科学、对地观测的大发展和地球科学各分支学科全球化研究的趋势；八十年代以来，由于地球科学各分支学科的日益成熟和全球环境问题的日益突出，人们意识到地球各层圈相互作用以及人类活动的重要性，地球科学发展开始进入地球系统科学的新时代。二十世纪地球科学发展历程二次世界大战之前的前半叶，一些在十九5二十世纪地质学的重大成就二十世纪地质学的重大成就61.地球内部结构由于地震学等的发展，发现了地球内部一系列的物理界面。有了这个基础才能了解固体地球的各种过程。二十世纪重大成就软流圈核幔边界岩石圈1.地球内部结构由于地震学等的发展，发现了地球内部一系列的7二十世纪重大成就：地球内部结构地幔S波速度异常三维图象在太平洋中部下面的核幔边界处,高温低速的地幔焰上升,环太平洋区域则是低温高速区。二十世纪重大成就：地球内部结构地幔S波速度异常三维图象8二十世纪重大成就：地球内部结构地球内核的旋转速度比地球的其余部分要快，大约每年1度（美籍华人宋晓东成果）二十世纪重大成就：地球内部结构地球内核的旋转速度比地球的其余9青藏高原的下地壳和上地幔速度相当低，西伯利亚台地是低温高速区。二十世纪重大成就：地球内部结构亚洲的面波层析成象青藏高原的下地壳和上地幔速度相当低，西伯利亚台地是低温高速10为了解地球深部的物质状态，已实现了100－550万大气压和5000ºC的高温高压实验研究技术。二十世纪重大成就：地球内部结构为了解地球深部的物质状态，已实现了100－550万大气压和511板块构造理论是固体地球科学的一次革命2.板块构造二十世纪重大成就板块构造理论是固体地球科学的一次革命2.板块构造二十世纪重12二十世纪重大成就：板块构造1915年大陆漂移学说认为，大陆在洋底地壳之上移动。50－60年代，由于古地磁资料的支持，大陆漂移学说得到了广泛的承认。大陆漂移二十世纪重大成就：板块构造1915年大陆漂移学说认为，大陆在13二十世纪重大成就：板块构造全球规模的洋中脊二十世纪重大成就：板块构造全球规模的洋中脊14二十世纪重大成就：板块构造海底扩张的进一步证明洋底年龄(根据磁异常)洋中脊两侧磁异常条带对称分布，离中脊越远年龄越老。二十世纪重大成就：板块构造海底扩张的进一步证明洋底年龄(根据15深海钻探计划（DSDP）第三航次在大西洋取得的结果证明，沉积物的年龄同磁异常所代表的洋壳年龄完全一致。二十世纪重大成就：板块构造海底扩张的又一证据深海钻探计划（DSDP）第三航次在大西洋取得的结果证明，沉积16板块构造理论否定了海洋永恒、地壳以垂直运动为主的固定论，建立了岩石圈以水平运动为主的活动论板块构造理论是研究地球演化史、研究地质灾害发生机制和研究矿产及能源分布规律的新的理论基础大陆漂移海底扩张板块构造二十世纪重大成就：板块构造板块构造理论否定了海洋永恒、地壳以垂直运动为主的固定论，建立17二十世纪重大成就：板块构造洋中脊下热地幔物质上涌，扩张轴处形成新地壳，老洋壳向两侧推移。二十世纪重大成就：板块构造洋中脊下热地幔物质上涌，扩张轴处形18板块碰撞形成造山带二十世纪重大成就：板块构造板块构造理论用于解释大陆演化，揭示了山脉复杂的构造特征和板块构造的运动历史，产生了大陆演化的全新概念。板块碰撞形成造山带二十世纪重大成就：板块构造板块构造理论用于19珠穆朗玛峰8848m二十世纪重大成就：板块构造青藏高原由欧亚板块同印度板块碰撞形成的，是世界研究的热点欧亚板块印度板块珠穆朗玛峰8848m二十世纪重大成就：板块构造青藏高原由欧亚20欧亚板块羌塘地块拉萨地块印度青藏高原造山过程演化模型二十世纪重大成就：板块构造欧亚板块羌塘地块拉萨地块印度青藏高原造山过程演化模型二十世纪21古特提斯海冈瓦纳古陆华北华南晚石炭世泛古洋二十世纪重大成就：板块构造板块古地理复原古特提斯海冈瓦纳古陆华北华南晚石炭世泛古洋二十世纪重大成就：22东印度洋南极洲亚洲晚白垩世太平洋北大西洋南大西洋二十世纪重大成就：板块构造板块古地理复原东印度洋南极洲亚洲晚白垩世太平洋北大西洋南大西洋二十世纪重大23二十世纪重大成就：板块构造地中海山脉南极洲欧亚未来250Ma太平洋非洲南美洲北美洲澳大利亚未来板块地理位置？二十世纪重大成就：板块构造地中海山脉南极洲欧亚未来250Ma24二十世纪重大成就：板块构造大陆演化与板块登陆板块构造理论登陆后遇到了一定挑战，有待发展和完善二十世纪重大成就：板块构造大陆演化与板块登陆板块构造理论登陆25大陆和海洋研究，对发现和勘查矿产与化石能源的科学知识作出了巨大贡献，保障了世界范围的能源和原材料供应。发展了强有力的地球物理、地球化学、遥感、钻探等方法手段，使资源勘查成为国民经济的一个重要行业。3.化石能源与矿产资源勘查理论方法二十世纪重大成就大陆和海洋研究，对发现和勘查矿产与化石能源的科学知识作出了巨26中国主要含油气盆地及油气田大庆油田1959喷油陆相生油理论保证了中国石油工业的发展二十世纪重大成就：化石能源与矿产资源勘查理论方法二战日本侵华，在松辽盆地勘察石油故事中国主要含油气盆地及油气田大庆油田1959喷油陆相生油理论保27中国黑色、有色金属矿产图世界最大稀土元素矿床大量矿床的发现和成矿理论的发展二十世纪重大成就：化石能源与矿产资源勘查理论方法中国黑色、有色金属矿产图世界最大稀土元素矿床大量矿床的发现和28二十世纪古生物学研究有一系列重要发现，如我国的澄江动物群。在距今5.3亿年时，从海绵动物到脊椎动物，几乎所有的现生动物门都已有各自的代表，同时还有许多难于归入任何一个已知动物门的或早已灭绝的奇异生物类型。二十世纪重大成就4.生物演化突变事件寒武纪早期水下生物景观二十世纪古生物学研究有一系列重要发现，如我国29二十世纪重大成就：生物演化突变事件地质历史上还有奥陶纪末的大灭绝及其后的复苏，二叠纪末大灭绝和中生代的大辐射，以及白恶纪末的大灭绝和新生代的大辐射。生物大绝灭和大复苏大复苏二十世纪重大成就：生物演化突变事件地质历史上30二十世纪重大成就：生物演化突变事件地质时期的重大绝灭事件使我们看到，演化并非稳定的逐渐趋向完善，而间断则是生命史上多次发生的事实，这就促使古生物学家重新考虑地质时期生物演化的基本规律，对达尔文的渐变论提出了质疑，并在新的层次上重新探讨灾变论。二十世纪重大成就：生物演化突变事件地质时期的重31二十世纪重大成就5.古人类学的重大发现北京猿人复原头像1929年发现北京猿人的第一个头盖骨。距今约50万年二十世纪重大成就5.古人类学的重大发现北京猿人复原头像132万年二十世纪重大成就：古人类学的重大发现1994年用钾氩法测定爪哇直立人的年代为181万年，使人们相信人类走出非洲的时间比以前的看法提前了。90年代中期在埃塞俄比亚发现地猿，在肯尼亚发现南方古猿湖畔种(400万年以上)70年代在埃塞俄比亚发现南方古猿阿法种(300万年以上)1959－1960年在坦桑尼亚发现190万年前的能人1965年在元谋发现直立人牙齿(约170万年)万年二十世纪重大成就：古人类学的重大发现1994年用钾氩法测33总之，20世纪的地球科学发展：“上天、入地、下海”，形成了丰富的学科知识体系，大大提高了对地球的认识。从矿物微区到行星地球，从瞬间地震过程到几十亿年地球演化。地球科学及其各分支学科为人类社会的进步创造了辉煌的业绩。维持足够的资源供给及其持续利用，减轻自然灾害所造成的损失，保护与改善地球环境，促进生态系统良性循环。近二十年来深刻地揭示了人类活动对自然环境的影响越来越显著以至于威胁人类自身生存的事实。二十世纪重大成就总之，20世纪的地球科学发展：二十世纪重大成就34二十一世纪初叶地球科学发展趋势二十一世纪初叶地球科学发展趋势35二十一世纪初叶地球科学发展趋势展望21世纪初叶的地球科学：地球系统科学新思维与地球观测新技术，将对地球科学的发展、对提高人类管理地球的能力产生革命性的影响对地球系统的整体性研究将成为人类社会可持续发展的科学支柱二十一世纪初叶地球科学发展趋势展望21世纪初叶的地球科361、地球各圈层的深入研究将推动传统学科的继续发展地球各圈层及其特定部分仍存在许多未解之迷。因而将继续成为地球科学各分支学科研究的主要对象。研究内容涉及圈层的结构、成分及其在时空上的变化，圈层内物质的运动和圈层的动力学。1、地球各圈层的深入研究将推动传统学科的继续发展37海洋和大气圈地壳2.地球各圈层相互作用的研究将大大推进地球系统科学知识体系的建立圈层相互作用研究是地球科学90年代以来的全新发展方向，方兴未艾。圈层相互作用十分复杂。首先要侧重研究海－陆－气相互作用；壳－幔及幔－核相互作用；日地关系。这些研究将导致交叉学科、综合学科的兴起与发展，形成整体性的地球系统科学。地幔地核海洋和大气圈地壳2.地球各圈层相互作用的研究383.人类活动对地球的作用过程将进一步得到深入研究地球不仅在自然力作用下发生变化，而且人类活动对地球表层直到臭氧层都有重要影响。21世纪将从人－地关系的角度审视环境的变化，为人类社会与自然环境的协调发展提供科学理论基础，使人类生活得更好，同时又保持地球的“健康”演化。人类社会活动影响地球系统工业化土地使用的变化施肥化石燃料的燃烧森林滥伐农业生产率沙漠化酸雨臭氧消耗卫生温室效应污染物3.人类活动对地球的作用过程将进一步得到深入研究地球不仅在394.地球科学将加强复杂性、非线性研究地球系统过程在时空尺度上跨度极大，地球各圈层物质运动和相互作用都存在非常复杂的非线性问题。以往大都在某种假定下把非线性的数学模式线性化，然后求解。大型高速计算机的广泛应用，将首先推动大气科学、海洋科学和地球物理学的复杂性与非线性研究。4.地球科学将加强复杂性、非线性研究地球系统过程在时空尺度405.地球科学与现代高新技术发展的关系更加密切20世纪地球科学的发展曾得益于新技术的应用，同时也促进了新仪器的研制。21世纪将广泛采用高分辨率的观测系统（地面、海洋和空间对地观测）、高灵敏度和高准确度的分析测试系统（包括微粒、微量、纳米级和超微量）、不同条件下的实验模拟系统、建立在动力学及高性能计算基础上的数值模拟以及数字化的地球信息系统。5.地球科学与现代高新技术发展的关系更加密切20世纪地球科416.解决资源、环境、灾害和地球信息问题的能力进一步加强进一步查明化石能源和新型能源资源，发现大型矿床和现代洋底金属堆积；合理利用水资源和土地资源，保护陆地和海洋生态环境，治理荒漠化；预测重大自然灾害，减轻灾害损失；防止和治理环境污染，科学处置固体废弃物和核废料；实现地球科学信息的共享，促进空间信息产业的发展。将继续拓宽为社会服务的功能，大幅度提高预测能力，为国家的决策者和国际论坛提供事关人类生活质量和可持续发展以及国家安全的科学基础与咨询。6.解决资源、环境、灾害和地球信息问题的能力进一步加强进一427.研究工作朝着“宏观更宏，微观更微，宏观微观相结合”的方向发展地球科学将继续保持全球化研究的特点。全球性信息和各国、各地区信息的快速传播与交流，将大大促进地球科学的全球整体性研究。强调区域性与全球性研究的结合。重大国际计划世界气候研究计划国际地圈－生物圈计划全球环境变化中的人类因素计划国际减灾十年计划国际岩石圈计划国际水文计划空间天气计划地球深部内层联合研究计划大洋钻探计划国际大陆钻探计划环境问题科学委员会计划全球海洋生态动力学计划7.研究工作朝着“宏观更宏，微观更微，宏观微观相结合”的方438.研究工作将继续向海洋、地球深部和日地空间扩展我国地球科学将面临更为艰巨的“上天、入地、下海”任务，应当加强深海－大洋研究、地球物质的高温高压实验研究和空间研究。水下测声仪推进器声纳定位仪钻管沉积物基岩钻头再进位锥面电视摄像机最大水深8,200米(27,000英尺)8.研究工作将继续向海洋、地球深部和日地空间扩展我44二十一世纪初叶地球科学战略重点以下着重从地球系统各组成部分相互作用的角度提出若干战略重点二十一世纪初叶地球科学战略重点以下着重从地球系统各组成部分相451.地球内部深层过程与岩石圈动力学加强地球深层过程和演化的动力学研究加强大陆板块和大洋板块动力学机制的研究。我国国土辽阔，是研究的最佳场所。1.地球内部深层过程与岩石圈动力学加强地球深层过程和演化的动46地球内部深层过程与岩石圈动力学主要研究方向地球内部圈层的三维精细结构特异地域和界带的全球对比地幔柱与大火成岩省岩浆作用与变质作用深部流体与岩石圈热历史大陆地壳演化与现代活动性洋壳和陆内俯冲的深部过程沉积盆地与盆山系统物理模拟、数值模拟和地球动力学模型地球内部深层过程与岩石圈动力学主要研究方向47主要研究方向：地史时期重大生物事件与地球环境（生物多样性的起源、危机与复苏）人类起源生物演化的多学科研究极端环境下生命特征和适应机制(含深部生物圈)生物与地球的协同演化主要研究方向：生物与地球的协同演化488.自然资源的需求保障保证陆地和海洋自然资源的可持续供给发展新的理论和新的技术，获取新的科学信息研究与重大资源环境问题有关的地球系统基本过程及人类因素的影响8.自然资源的需求保障保证陆地和海洋自然资源的可持续供给49主要研究方向：矿产（含非常规）化石能源（煤、石油、天然气、煤层气）天然气水合物的利用潜力水资源与可再生维持土地质量与环境安全下的土地利用格局陆地生态系统的可持续性近海生态系统与海洋生物资源相关的地球物理和地球化学方法自然资源的需求保障主要研究方向：自然资源的需求保障509.减灾与环保的地学基础重大自然灾害的预测预防理论（地质灾害、煤矿等安全生产）灾害风险形成机制与有效减灾途径认识地表人类环境质量的形成和演变改善和提高环境质量9.减灾与环保的地学基础重大自然灾害的预测预防理论（地质灾害51主要研究方向：环境污染的机制和控制原理固体废弃物的无害化、资源化与核废料安全处置水污染控制和污染水体修复土地退化与污染土壤的修复大气质量、大气环境预测与污染控制重大气候灾害预测和强烈天气预报地震的发生机理与预测荒漠化、石漠化和沙尘暴的防治机理重大自然灾害区域成灾机理与风险评估减灾与环保的地学基础主要研究方向：减灾与环保的地学基础5210.技术支撑系统基于现代技术的观测、探测、调查技术与设施实验与分析技术与设备地球信息技术10.技术支撑系统基于现代技术的观测、探测、调查技术与设施53主要研究方向：航天、航空对地观测技术全球和国家尺度的环境变化观测技术地球内部探测技术高温高压实验微量元素分析技术与同位素示踪地球空间信息技术、信息系统与数字地球技术支撑系统主要研究方向：技术支撑系统54措施措施551、加强基地建设，提高创新能力在加强重点研究机构和大学建设的同时，还应重视野外试验研究基地的建设1、加强基地建设，提高创新能力在加强重点研究机构和大学建设的562、切实抓好制度建设，推进重大设备共用与数据共享切实抓好跨部门、跨单位“共建专管共用”大型设备的制度建设尽快解决海洋科学基础研究全国共用的海洋调查船的建设加速建立科学资料和数据的共享机制2、切实抓好制度建设，推进重大设备共用与数据共享切实抓好跨部573、组织大型研究计划，强化学科交叉以国家重大科学需求为导向，组织学科交叉，解决迫切的资源环境问题以科学领域或重大科学问题为单元，制定中长期科学研究计划，分期分批开展研究，大力促进原始性创新3、组织大型研究计划，强化学科交叉以国家重大科学需求为导向，584、进一步加强地球科学教育，提高人才素质大幅度拓宽学科范围，加强跨学科性质，增强信息科学等高科技的分量，适应学科发展和社会需求的变化采取切实措施将教学和科研队伍结合起来；将教学与生产实践结合起来4、进一步加强地球科学教育，提高人才素质大幅度拓宽学科范围，59谢谢!谢谢!60松潘-甘孜思茅临沧昌宁-孟连澜沧江扬子下扬子华夏华北金沙江巴颜喀拉海南南海中咱昌都南秦岭滇缅泰马二十世纪重大成就：板块构造早二叠世茅口期松潘-甘孜思茅临沧昌宁-孟连澜沧江扬子下扬子华夏华北金沙江巴61主要材料来自：中国科学院地学部“中国地球科学发展战略”研究组地质学:世纪之交的回顾与展望主要材料来自：地质学:世纪之交的62孙枢(组长)苏纪兰(副组长)陈运泰(副组长)马宗晋安芷生汪品先周秀骥章申参加“地球科学:世纪之交的回顾与展望”工作的院士:吴国雄郑度张弥曼滕吉文参加“地球科学:世纪之交的回顾与展望”工作的专家：马福臣王启王会军刘勇卫张中杰肖文交李晓波李炎陈旭侯泉林杨勤业罗云峰孟辉黄鼎成符综斌工作人员:王志洪申依敏陈绍海曹京在完成“地球科学:世纪之交的回顾与展望”工作中，多位院士和专家提供了宝贵意见和书面材料，并给予很多帮助，特向他们表示深切谢意！中国科学院地学部“中国地球科学发展战略”研究组孙枢(组长)苏纪兰(副组长)陈运泰(副组长)63提纲前言二十世纪的重大成就二十一世纪初叶发展趋势二十一世纪初叶战略重点建议采取的措施提纲前言64地球科学是人类认识、利用和改造我们目前唯一生存环境－－地球的科学基础地球是太阳系中一颗独特的行星。在固体地球的外层有水圈和大气圈，因而生命得以产生和演化，人类得以诞生和繁衍。地球科学是人类认识、利用和改造我们目前唯一生存环境－－地球的65二十世纪地球科学发展历程二次世界大战之前的前半叶，一些在十九世纪已形成的分支学科（如地质学、地理学、气象学、海洋学和测量学等）进一步深化，同时出现了地球物理学、地球化学等新兴学科；二战之后的三十年间，新技术广泛应用，促进了海洋科学、空间科学、对地观测的大发展和地球科学各分支学科全球化研究的趋势；八十年代以来，由于地球科学各分支学科的日益成熟和全球环境问题的日益突出，人们意识到地球各层圈相互作用以及人类活动的重要性，地球科学发展开始进入地球系统科学的新时代。二十世纪地球科学发展历程二次世界大战之前的前半叶，一些在十九66二十世纪地质学的重大成就二十世纪地质学的重大成就671.地球内部结构由于地震学等的发展，发现了地球内部一系列的物理界面。有了这个基础才能了解固体地球的各种过程。二十世纪重大成就软流圈核幔边界岩石圈1.地球内部结构由于地震学等的发展，发现了地球内部一系列的68二十世纪重大成就：地球内部结构地幔S波速度异常三维图象在太平洋中部下面的核幔边界处,高温低速的地幔焰上升,环太平洋区域则是低温高速区。二十世纪重大成就：地球内部结构地幔S波速度异常三维图象69二十世纪重大成就：地球内部结构地球内核的旋转速度比地球的其余部分要快，大约每年1度（美籍华人宋晓东成果）二十世纪重大成就：地球内部结构地球内核的旋转速度比地球的其余70青藏高原的下地壳和上地幔速度相当低，西伯利亚台地是低温高速区。二十世纪重大成就：地球内部结构亚洲的面波层析成象青藏高原的下地壳和上地幔速度相当低，西伯利亚台地是低温高速71为了解地球深部的物质状态，已实现了100－550万大气压和5000ºC的高温高压实验研究技术。二十世纪重大成就：地球内部结构为了解地球深部的物质状态，已实现了100－550万大气压和572板块构造理论是固体地球科学的一次革命2.板块构造二十世纪重大成就板块构造理论是固体地球科学的一次革命2.板块构造二十世纪重73二十世纪重大成就：板块构造1915年大陆漂移学说认为，大陆在洋底地壳之上移动。50－60年代，由于古地磁资料的支持，大陆漂移学说得到了广泛的承认。大陆漂移二十世纪重大成就：板块构造1915年大陆漂移学说认为，大陆在74二十世纪重大成就：板块构造全球规模的洋中脊二十世纪重大成就：板块构造全球规模的洋中脊75二十世纪重大成就：板块构造海底扩张的进一步证明洋底年龄(根据磁异常)洋中脊两侧磁异常条带对称分布，离中脊越远年龄越老。二十世纪重大成就：板块构造海底扩张的进一步证明洋底年龄(根据76深海钻探计划（DSDP）第三航次在大西洋取得的结果证明，沉积物的年龄同磁异常所代表的洋壳年龄完全一致。二十世纪重大成就：板块构造海底扩张的又一证据深海钻探计划（DSDP）第三航次在大西洋取得的结果证明，沉积77板块构造理论否定了海洋永恒、地壳以垂直运动为主的固定论，建立了岩石圈以水平运动为主的活动论板块构造理论是研究地球演化史、研究地质灾害发生机制和研究矿产及能源分布规律的新的理论基础大陆漂移海底扩张板块构造二十世纪重大成就：板块构造板块构造理论否定了海洋永恒、地壳以垂直运动为主的固定论，建立78二十世纪重大成就：板块构造洋中脊下热地幔物质上涌，扩张轴处形成新地壳，老洋壳向两侧推移。二十世纪重大成就：板块构造洋中脊下热地幔物质上涌，扩张轴处形79板块碰撞形成造山带二十世纪重大成就：板块构造板块构造理论用于解释大陆演化，揭示了山脉复杂的构造特征和板块构造的运动历史，产生了大陆演化的全新概念。板块碰撞形成造山带二十世纪重大成就：板块构造板块构造理论用于80珠穆朗玛峰8848m二十世纪重大成就：板块构造青藏高原由欧亚板块同印度板块碰撞形成的，是世界研究的热点欧亚板块印度板块珠穆朗玛峰8848m二十世纪重大成就：板块构造青藏高原由欧亚81欧亚板块羌塘地块拉萨地块印度青藏高原造山过程演化模型二十世纪重大成就：板块构造欧亚板块羌塘地块拉萨地块印度青藏高原造山过程演化模型二十世纪82古特提斯海冈瓦纳古陆华北华南晚石炭世泛古洋二十世纪重大成就：板块构造板块古地理复原古特提斯海冈瓦纳古陆华北华南晚石炭世泛古洋二十世纪重大成就：83东印度洋南极洲亚洲晚白垩世太平洋北大西洋南大西洋二十世纪重大成就：板块构造板块古地理复原东印度洋南极洲亚洲晚白垩世太平洋北大西洋南大西洋二十世纪重大84二十世纪重大成就：板块构造地中海山脉南极洲欧亚未来250Ma太平洋非洲南美洲北美洲澳大利亚未来板块地理位置？二十世纪重大成就：板块构造地中海山脉南极洲欧亚未来250Ma85二十世纪重大成就：板块构造大陆演化与板块登陆板块构造理论登陆后遇到了一定挑战，有待发展和完善二十世纪重大成就：板块构造大陆演化与板块登陆板块构造理论登陆86大陆和海洋研究，对发现和勘查矿产与化石能源的科学知识作出了巨大贡献，保障了世界范围的能源和原材料供应。发展了强有力的地球物理、地球化学、遥感、钻探等方法手段，使资源勘查成为国民经济的一个重要行业。3.化石能源与矿产资源勘查理论方法二十世纪重大成就大陆和海洋研究，对发现和勘查矿产与化石能源的科学知识作出了巨87中国主要含油气盆地及油气田大庆油田1959喷油陆相生油理论保证了中国石油工业的发展二十世纪重大成就：化石能源与矿产资源勘查理论方法二战日本侵华，在松辽盆地勘察石油故事中国主要含油气盆地及油气田大庆油田1959喷油陆相生油理论保88中国黑色、有色金属矿产图世界最大稀土元素矿床大量矿床的发现和成矿理论的发展二十世纪重大成就：化石能源与矿产资源勘查理论方法中国黑色、有色金属矿产图世界最大稀土元素矿床大量矿床的发现和89二十世纪古生物学研究有一系列重要发现，如我国的澄江动物群。在距今5.3亿年时，从海绵动物到脊椎动物，几乎所有的现生动物门都已有各自的代表，同时还有许多难于归入任何一个已知动物门的或早已灭绝的奇异生物类型。二十世纪重大成就4.生物演化突变事件寒武纪早期水下生物景观二十世纪古生物学研究有一系列重要发现，如我国90二十世纪重大成就：生物演化突变事件地质历史上还有奥陶纪末的大灭绝及其后的复苏，二叠纪末大灭绝和中生代的大辐射，以及白恶纪末的大灭绝和新生代的大辐射。生物大绝灭和大复苏大复苏二十世纪重大成就：生物演化突变事件地质历史上91二十世纪重大成就：生物演化突变事件地质时期的重大绝灭事件使我们看到，演化并非稳定的逐渐趋向完善，而间断则是生命史上多次发生的事实，这就促使古生物学家重新考虑地质时期生物演化的基本规律，对达尔文的渐变论提出了质疑，并在新的层次上重新探讨灾变论。二十世纪重大成就：生物演化突变事件地质时期的重92二十世纪重大成就5.古人类学的重大发现北京猿人复原头像1929年发现北京猿人的第一个头盖骨。距今约50万年二十世纪重大成就5.古人类学的重大发现北京猿人复原头像193万年二十世纪重大成就：古人类学的重大发现1994年用钾氩法测定爪哇直立人的年代为181万年，使人们相信人类走出非洲的时间比以前的看法提前了。90年代中期在埃塞俄比亚发现地猿，在肯尼亚发现南方古猿湖畔种(400万年以上)70年代在埃塞俄比亚发现南方古猿阿法种(300万年以上)1959－1960年在坦桑尼亚发现190万年前的能人1965年在元谋发现直立人牙齿(约170万年)万年二十世纪重大成就：古人类学的重大发现1994年用钾氩法测94总之，20世纪的地球科学发展：“上天、入地、下海”，形成了丰富的学科知识体系，大大提高了对地球的认识。从矿物微区到行星地球，从瞬间地震过程到几十亿年地球演化。地球科学及其各分支学科为人类社会的进步创造了辉煌的业绩。维持足够的资源供给及其持续利用，减轻自然灾害所造成的损失，保护与改善地球环境，促进生态系统良性循环。近二十年来深刻地揭示了人类活动对自然环境的影响越来越显著以至于威胁人类自身生存的事实。二十世纪重大成就总之，20世纪的地球科学发展：二十世纪重大成就95二十一世纪初叶地球科学发展趋势二十一世纪初叶地球科学发展趋势96二十一世纪初叶地球科学发展趋势展望21世纪初叶的地球科学：地球系统科学新思维与地球观测新技术，将对地球科学的发展、对提高人类管理地球的能力产生革命性的影响对地球系统的整体性研究将成为人类社会可持续发展的科学支柱二十一世纪初叶地球科学发展趋势展望21世纪初叶的地球科971、地球各圈层的深入研究将推动传统学科的继续发展地球各圈层及其特定部分仍存在许多未解之迷。因而将继续成为地球科学各分支学科研究的主要对象。研究内容涉及圈层的结构、成分及其在时空上的变化，圈层内物质的运动和圈层的动力学。1、地球各圈层的深入研究将推动传统学科的继续发展98海洋和大气圈地壳2.地球各圈层相互作用的研究将大大推进地球系统科学知识体系的建立圈层相互作用研究是地球科学90年代以来的全新发展方向，方兴未艾。圈层相互作用十分复杂。首先要侧重研究海－陆－气相互作用；壳－幔及幔－核相互作用；日地关系。这些研究将导致交叉学科、综合学科的兴起与发展，形成整体性的地球系统科学。地幔地核海洋和大气圈地壳2.地球各圈层相互作用的研究993.人类活动对地球的作用过程将进一步得到深入研究地球不仅在自然力作用下发生变化，而且人类活动对地球表层直到臭氧层都有重要影响。21世纪将从人－地关系的角度审视环境的变化，为人类社会与自然环境的协调发展提供科学理论基础，使人类生活得更好，同时又保持地球的“健康”演化。人类社会活动影响地球系统工业化土地使用的变化施肥化石燃料的燃烧森林滥伐农业生产率沙漠化酸雨臭氧消耗卫生温室效应污染物3.人类活动对地球的作用过程将进一步得到深入研究地球不仅在1004.地球科学将加强复杂性、非线性研究地球系统过程在时空尺度上跨度极大，地球各圈层物质运动和相互作用都存在非常复杂的非线性问题。以往大都在某种假定下把非线性的数学模式线性化，然后求解。大型高速计算机的广泛应用，将首先推动大气科学、海洋科学和地球物理学的复杂性与非线性研究。4.地球科学将加强复杂性、非线性研究地球系统过程在时空尺度1015.地球科学与现代高新技术发展的关系更加密切20世纪地球科学的发展曾得益于新技术的应用，同时也促进了新仪器的研制。21世纪将广泛采用高分辨率的观测系统（地面、海洋和空间对地观测）、高灵敏度和高准确度的分析测试系统（包括微粒、微量、纳米级和超微量）、不同条件下的实验模拟系统、建立在动力学及高性能计算基础上的数值模拟以及数字化的地球信息系统。5.地球科学与现代高新技术发展的关系更加密切20世纪地球科1026.解决资源、环境、灾害和地球信息问题的能力进一步加强进一步查明化石能源和新型能源资源，发现大型矿床和现代洋底金属堆积；合理利用水资源和土地资源，保护陆地和海洋生态环境，治理荒漠化；预测重大自然灾害，减轻灾害损失；防止和治理环境污染，科学处置固体废弃物和核废料；实现地球科学信息的共享，促进空间信息产业的发展。将继续拓宽为社会服务的功能，大幅度提高预测能力，为国家的决策者和国际论坛提供事关人类生活质量和可持续发展以及国家安全的科学基础与咨询。6.解决资源、环境、灾害和地球信息问题的能力进一步加强进一1037.研究工作朝着“宏观更宏，微观更微，宏观微观相结合”的方向发展地球科学将继续保持全球化研究的特点。全球性信息和各国、各地区信息的快速传播与交流，将大大促进地球科学的全球整体性研究。强调区域性与全球性研究的结合。重大国际计划世界气候研究计划国际地圈－生物圈计划全球环境变化中的人类因素计划国际减灾十年计划国际岩石圈计划国际水文计划空间天气计划地球深部内层联合研究计划大洋钻探计划国际大陆钻探计划环境问题科学委员会计划全球海洋生态动力学计划7.研究工作朝着“宏观更宏，微观更微，宏观微观相结合”的方1048.研究工作将继续向海洋、地球深部和日地空间扩展我国地球科学将面临更为艰巨的“上天、入地、下海”任务，应当加强深海－大洋研究、地球物质的高温高压实验研究和空间研究。水下测声仪推进器声纳定位仪钻管沉积物基岩钻头再进位锥面电视摄像机最大水深8,200米(27,000英尺)8.研究工作将继续向海洋、地球深部和日地空间扩展我105二十一世纪初叶地球科学战略重点以下着重从地球系统各组成部分相互作用的角度提出若干战略重点二十一世纪初叶地球科学战略重点以下着重从地球系统各组成部分相1061.地球内部深层过程与岩石圈动力学加强地球深层过程和演化的动力学研究加强大陆板块和大洋板块动力学机制的研究。我国国土辽阔，是研究的最佳场所。1.地球内部深层过程与岩石圈动力学加强地球深层过程和演化的动107地球内部深层过程与岩石圈动力学主要研究方向地球内部圈层的三维精细结构特异地域和界带的全球对比地幔柱与大火成岩省岩浆作用与变质作用深部流体与岩石圈热历史大陆地壳演化与现代活动性洋壳