穿凿地球系统的时间隧道.pdfVIP

中国科学 D 辑 :地球科学 2009 年 第 39 卷 第 10 期 : 1313 ~ 1338 SCIENCE IN CHINA PRESS 穿凿地球系统的时间隧道 汪品先 同济大学海洋地质国家重点实验室, 上海 200092 E-mail: pxwang@; pxwang@ 收稿日期: 2009-09-04; 接受日期: 2009-09-14 国家重点基础研究发展计划(编号: 2007CB815902)资助 摘要 地球系统科学的重要进展在于拓宽了视域, 在空间域里向更深、更宏观和更微观的领 关键词 域推进, 加深了对圈层相互作用的理解. 由于固体与流体地球科学发展的起点在时间尺度上 地球系统 并不相同, 也由于在时间上穿越能力的限制, 地球系统科学的发展在时间域里遇到的障碍比 时间 空间域里大. 然而地球系统运行机制的探索, 只有穿越不同的时间尺度才能成功. 本文回顾了 空间 多尺度分析 地球系统科学在空间和时间两方面所取得的进展, 讨论了地球过程在时间尺度上的复杂关系, 圈层相互作用 提出从建立时间序列、改变思想方法和研究计划入手, 穿越时间尺度、打通古今界限, 穿凿地 球系统时间隧道的建议. 目 录 1 引言 3.2.1 现代过程研究向长时间序列发展 2 地球系统科学在空间域里的拓展 3.2.2 现代过程时间尺度的多样性 2.1 数字化的全球视野 3.2.3 古代过程研究向定量化和“现代化”发展 2.2 向更深的层次推进 3.3 地球过程时间尺度的连续性 2.2.1 地面上下的双向系统 3.3.1 不同时间尺度的叠加 2.2.2 海洋上下的双向系统 3.3.2 不同过程的时间差异 2.2.3 地球表层和深部的双向系统 3.3.3 时间尺度上的拓展与汇合 2.3 向更广阔的空间推进 4 穿越时间尺度的隧道 2.3.1 星球演化阶段的比较 4.1 地球系统科学中的多尺度问题 2.3.2 星球表面特征的比较 4.1.1 地球科学的时空尺度 2.3.3 星球流态圈层的比较 4.1.2 地球科学中的多尺度分析 2.4 向更小的微观世界推进 2.4.1 纳米地球科学 4.1.3 “人类中心观”: 认识地球系统的障碍 2.4.2 海洋微型生物 4.2 古今结合穿凿时间“ 隧道” 2.4.3 微型生物与碳循环 4.2.1 跨越尺度的时间序列 3 地球系统科学在时间域里的汇合 4.2.2 跨越时间尺度的思想方法 3.1 地球科学的“古” “今”鸿沟