阐述地学普及地学知识及学科之间交叉作用

[摘要]在中国，地球科学起步较晚，公众对地球科学认知度较低，所以普及地球科学知识尤为重要。现代地学研究要求我们需要从各角度去研究我们的家园。自地球物理、地球化学的兴起到生物地球化学、数学地质、气象地质的广泛应用，各领域学科与地学的结合成效显著。所以，地学与各领域学科交叉研究的意义在于可以多维度审视地球科学的问题。在问题的提出和解决方面都提供了更多的选择。是促进地球科学发展和各领域学科进步的重要手段。
[关键词]地球科学 各领域学科 交叉研究

一、地球科学的研究意义

地球科学是一门以地球为研究对象的学科。而人与自然的关系是人类生存与发展的基本关系。因此，人类的生存前提是对自已的家园-地球有深入的了解。了解地球的结构和组成以及地球上各类地质现象和其与人类生活的关系是地球科学研究的首要目的。其次，当人类社会步入科学技术迅猛发展的21世纪，我们突然发现地球所能供给的自然资源正出现危机；人类赖以生存的环境遭受到人为作用的严重破坏；随着社会财富的快速增长与聚集，自然灾害所造成的损失也越来越大。这一严峻的事实，引起了国际社会的广泛关注，一系列全球性科学计划和资源环境问题的国际公约相继产生。基于全球经济一体化的趋势，对资源、能源的争夺和对本国环境利益的保护，又使一系列地球科学问题成为国际政治和外交斗争的焦点。地球科学的发展无疑对资源的合理使用，环境保护，国际合作以及人与自然和谐相处等方面具有积极和深远的意义。

二、地球科学研究的现状及进展

在中国，地球科学起步较晚，大众对地球科学的认知度并不高，所以，在中国普及地球科学知识十分重要。在国内的大学，除了地质学及相关专业把《地球科学概论》等地质学入门课程作为必修课之外，其他专业学生对地球科学的认知停留在初中和高中的地理学认识上。这样的局面亟需改变。因为众所周知，地球科学是六大科学之一（数、理、化、天、地、生），它涵盖了地质学、海洋学、气象学等领域。地球科学研究可以从数学、物理、化学、生物等多角度进行。所以地球科学的研究是可以推动其他各领域科学发展的。如果其他领域的学者或学生对地质学有着相对深入的了解，研究内容的广度和深度都会有巨大提高。从20世纪初兴起的地球物理和地球化学到以赵鹏大院士为代表的于上世纪80-90年代建立的“数学地质学”新体系，都是各领域学科与地球科学相结合的典型实例。如今地质学的发展已经进入到量化的阶段，多领域学科交叉对于研究的推动无疑是巨大的。早在1889年，美国化学家将来自不同大陆岩源于：毕业论文指导记录www.618jyw.com
石的许多分析数据分别求得平均值，并得出陆壳中元素的丰度。从此，元素的聚集或者分散有了统一的标准，并随之求得了各类矿床中可开采元素的丰度值与值的比值，随着科学技术的进步，该比值越来越小。化学与地球科学的结合已经成为研究地球科学的重要手段，地球化学也成为地球科学研究的先锋学科。1912年德国气象学家魏格纳提出大陆漂移假说，并通过古生物，古地理古环境证据加以证明。这一划时代的假说开创了地球科学研究的新篇章，并为后期板块构造学说的发展奠定了基础。1937年，A.B卡察科夫（Kazakov，1937）根据海洋学和水化学的资料提出了磷块岩的上升洋流假说，揭示了磷块岩的生物成因。在我国贵州、湖北、湖南三省均发育该类含磷层位。20世纪60年代之前，加拿大肖德贝里（Sudbury）铜镍硫化物矿床（迄今为止世界最大的镍矿床）一直被认为是深成岩浆熔离矿床，直到有学者发现在矿区岩盆附近变质岩中的金刚石，才有学者考虑该矿床陨击成因的可能性，但是仍不能断定矿床的确切成因。这需要进一步的地球化学证据以及模拟实验的支持。再如对矿床中成矿元素的迁移形式，早期有学者认为是以硫化物或卤化物存在于真溶液中并进行迁移的。然而成矿模拟实验的化学数据表明金属硫化物的溶解度大多很低，金属卤化物在H2S的存在下很不稳定，都不利于成矿。当代学者普遍认同金属矿成矿流体以硫化物、硫氢化物或氯化物的络合形式进行迁移。这一切都表明，学科的交叉对于地质科学的研究具有深远意义。

三、有待解决的问题

如今，众多地质学问题仍有待利用学科结合的手段去攻克。例如，金矿的选矿离不开氰化物，而氰化物的使用必然造成严重的环境污染，尾矿污染甚至几千年都无法消除。能否利用化学方法提高选矿技艺是关键；近几年，国内外都有利用生物方法进行尾矿处理的实例，如2012年广东工业大学申请的专利：使用生物挂膜载体处理硫化铅、锌矿尾矿库废水的方法[3]，对闪锌矿，方铅矿矿床（中国的铅锌储量居世界前列）的尾矿处理具有十分重要的意义。更多的催化剂或生物选矿技术有待我们在今后的研究中去发现并应用。
当今世界环境问题日益严峻，地球科学的研究方法也在不断发生着改变—从研究如何开发并利用资源转向如何高效地使用资源并减少资源的浪费和环境的污染。这一领域更需要我们采取学科综合的方法开阔视野，多角度解决问题[4]。所以，作者提议，应该让更多的学生有机会接触到地球科学，不仅从化学、物理、数学等角度去思考地质问题，也要从生物学、天文学、气象学、海洋学、人类学、历史学等角度去研究地球科学。这样的融合一定会让地球科学更加生气勃勃。同时这样的结合也会让地球科学的许多既定事实，融入到模拟实验中，并促进其他领域学科的发展。
[参考文献]
地球科学的战略地位及其发展趋势和特点[J].地球科学部国家自然科学基金委员会，2013年网站首页.
翟裕生，姚书振，蔡克勤.矿床学（第三版）[M].地质出版社，2011年10月.
[3]孙水裕，杜青平，黄绍松，林伟雄，许燕滨，宋卫锋，戴文灿，刘敬勇.一种使用生物挂膜载体处理硫化铅锌矿尾矿库废水的方法.专利号：201210163067，2012年11月21日.
[4]汪新文等.地球科学概论[M].地质出版社，1990年2月.
（作者单位：中国地质大学（北京）地球科学与资源学院）