지구과학 발전의 간략한 역사와 미래 전망

지구과학은 오래됐지만 젊은 과학이다. 인류가 탄생한 이래 지구과학에 관한 지식의 싹트기와 축적이 시작되었기 때문에 고대라고 하고, 지구과학의 주요 학문이 본격적으로 확립된 것은 지난 몇 세기에 불과했기 때문에 젊다고 한다. 지금까지 지구과학은 비교적 완전한 과학체계로 발전하였음에도 불구하고 여전히 해결되지 않은 주요 기초이론적 문제들이 많이 남아 있으며, 새로운 주요 과학이슈들이 끊임없이 등장하고 있다. 지구과학의 발전사는 크게 세 단계, 즉 고대 지구과학 지식의 발아 및 축적 단계(17세기 이전), 지구과학 주요 학문 분야의 확립 및 초기 발전 단계(17~19세기)로 구분할 수 있다. 20세기), 혁명과 종합발전의 단계(20세기~현재)이다. 오늘날의 지구과학은 혁신의 중요한 시기에 있습니다. 머지않아 지구과학은 새롭고 더욱 성숙한 발전 단계에 진입할 것으로 예상됩니다.

(1) 고대 지구과학 지식의 발아와 축적(17세기 이전)

지구과학에 관한 지식은 인간의 삶과 밀접하게 연관되어 있으며, 그 사상의 발아는 고대로 거슬러 올라갑니다. 인류 문명의 발달과 함께 지구과학 지식도 지속적으로 축적되어 왔다. 우리나라는 오랜 역사를 지닌 고대문명으로서, 지구과학 사상의 조기 발아와 풍부한 지식 축적은 다른 어떤 나라와도 비교할 수 없을 만큼 뛰어납니다.

"우공", "산해경", "관자"는 춘추시대와 전국시대(기원전 770~770년)에 쓰여진 지리, 지질학, 수문학, 기상학에 관한 최초의 작품입니다. 기원전 221년) . 《유공》은 유공이 기원전 21세기 홍수를 다스리면서 알게 된 전국 각지의 광물 상태와 산지 지형을 기록하고 있다. 『산과 바다의 고전』은 산, 강, 호수, 늪, 기후, 기상학을 기술하는 것 외에도 72가지 유형의 암석(광석)과 광물(금속 및 비금속 광물), 440개 이상의 광물 위치를 설명합니다. 이 책에서는 광물을 금, 옥, 돌, 흙의 네 가지 범주로 구분한다고 설명합니다. 이는 세계에서 최초로 제안된 광물 분류입니다. 『관자』라는 책은 금속 매장지와 광물 탐사 지식에 대한 예리한 논의를 담고 있으며, 광물 탐사의 징후로 광물 조합과 '철모'를 사용하는 과학적인 방법을 지적하고 있습니다. 이 책은 또한 측면 순환과 측면 침식에 의해 형성된 강의 구불구불한 과정을 정확하게 분석합니다.

동한 왕조의 뛰어난 과학자인 장형(張興)은 서기 132년에 세계 최초의 지진계인 호풍 지진계를 만들었습니다. 그는 서기 138년에 낙양에서 이 지진계를 사용하여 650년에 발생한 지진을 정확하게 감지했습니다. km 떨어진 Longxi 지진(그림 0-5).

<수경주>는 남조와 북조의 뛰어난 지구과학자인 이도원이 512~512년 사이에 선인의 작품에 대한 연구와 자신의 실제 조사를 결합하여 쓴 유명한 지질 저서이다. 그리고 서기 518년. 이 책은 광범위한 지역(중국 및 일부 인근 지역 포함)을 다루며 강, 폭포, 호수, 모래 폭풍, 동굴, 화산, 지진, 산사태, 산사태, 온천, 운석, 화석, 광물, 암석 및 광물, 지질학, 지리, 수문학 및 기타 내용은 오늘날에도 여전히 참고 가치가 있습니다.

그림 0-5 Zhang Heng의 풍진계와 그 간략한 원리

(Xu Bangliang에서 인용, 1994)

지음: Shen Kuo(1031-1095) 송나라의 『몽희비탄』은 운석, 지진, 광물, 퇴적물, 화석, 강, 지하수, 바다와 땅의 변화, 지형 측량 및 지도 제작 등 지구 과학의 여러 측면을 다루는 영광스러운 백과사전입니다. 예를 들어, 이 책에서는 흐르는 물의 침식과 퇴적에 대해 논하고 있으며, 해양 달팽이 화석을 토대로 화북 평야는 강이 상류에서 하류로 퇴적물을 운반하여 형성된 충적 평야라고 추론합니다. 그리고 태항산 동쪽 기슭의 절벽에서 발견되는 조개를 보고, 바다에서 동쪽으로 수천 리 떨어진 이곳이 고대에는 해변이었다고 추론하기도 했습니다. 화석. 화석에 대한 Shen Kuo의 정확한 이해는 이탈리아의 Leonardo da Vinci가 제시한 유사한 견해보다 400년 전이었습니다. 그가 지질학적 문제를 분석할 때 사용한 고대와 현대의 비유 방법은 Leyer의 "현재의 비유"보다 낫습니다. "지질학의 원리" "고대" 방법의 역사는 700년 이상으로 거슬러 올라갑니다. Shen Kuo는 또한 오늘날에도 여전히 사용되는 과학 용어인 "석유"를 처음으로 사용했습니다.

"서하과의 여행기"는 명나라 서홍조(1586~1641)가 쓴 다큐멘터리 작품으로, 이 책은 중국 여러 지역의 카르스트, 화산, 온천, 수문학, 지형 및 광물을 설명합니다. 내 나라. 매우 귀중한 계정입니다.

<천궁개오>는 명나라 송영흥(宋永興, 1587~1661?)이 지은 책으로, 비금속 광물의 기원과 형태, 성질을 자세히 기술하고 있다. 석탄의 경도 및 휘발성 특히 세계 최초의 석탄 분류 방법을 확립했으며 광물 채굴, 지하 지지, 환기, 광산 충전, 광석 세척 등에 대한 자세한 설명을 통해 우리나라의 광산 공학 기술을 처음으로 체계적으로 논의했습니다.

고대 우리나라의 지구과학 사고가 매우 활발했고, 이 분야에 대한 풍부한 이론적, 실무적 지식의 축적이 세계 최고 수준임을 알 수 있다. 그러나 우리나라 봉건사회(특히 후기)는 경전 공부를 중시하고 생산기술과 자연과학 지식을 멸시하고 문화독재적인 통치를 함으로써 과학의 발전을 심각하게 저해하고 일부 과학의 발전을 방해하였다. 현대 지구과학의 주요 학문이 이 비옥한 토양에서 탄생했습니다.

외국 고대지질지식의 발아와 축적은 주로 유럽에 집중되어 있다.

고대 그리스 학자 피타고라스(BC 571~497년), 아리스토텔레스(BC 384~BC 342년), 테오프라스토스(BC 571~BC 497년, BC 370~BC 287년) 등이 관찰한 바 있다. 화산분출, 지진, 나일 삼각주의 형성을 설명하고, 암석층의 조개화석을 바탕으로 바다와 육지의 변화에 ​​대한 개념을 도출하였으며, 일부 암석과 광물에 대한 관찰도 하였다. 일부 기상 현상도 적절하게 설명되고 설명되었습니다.

고대 로마의 스트라보(기원전 63년~서기 20년)는 화석, 바다와 땅의 변화, 화산, 지진, 퇴적과 관련된 지질학적 문제 및 기타 여러 문제를 논의한 '지리학'을 썼습니다. 상들. Pliny the Elder는 서기 77년에 "자연사"를 썼습니다. 이 책은 당시 사용된 다양한 광물, 건축용 석재, 광석 및 퇴적물, 채광 및 야금 방법을 포함한 광물을 구체적으로 논의했습니다. 동시에 세네카는 지진, 지하수, 지표수와 관련된 문제를 논의하고 강이 계곡에 미치는 침식 효과를 인식한 "자연의 문제"와 같은 책을 썼습니다.

14~16세기 유럽에서 일어난 '르네상스' 운동은 지구과학 발전에 활력을 불어넣고 지구과학의 일부 주요 학문이 확립될 수 있는 여건을 마련했다.

15세기 말부터 16세기 초 콜럼버스, 마젤란 등이 세계 일주에 성공하며 지구가 구형임을 확인하고 바다의 윤곽과 바다의 윤곽에 대한 사전 이해를 얻었습니다. 대륙. 1530년부터 1540년까지 코페르니쿠스는 위대한 작품 "천체의 움직임"을 썼고 "태양 중심 이론"을 제안했습니다. 이는 이 기간 동안 지구과학 연구를 촉진하는 데 중요한 역할을 했습니다.

이탈리아 예술가 레오나르도 다 빈치(1452~1519)는 초기에 운하 발굴 프로젝트를 주도하며 화석에 대한 상세한 관찰과 연구를 진행했다. 그는 오늘날 내륙이나 산에서 발견되는 해양조개화석은 원래 바닷물에서 자라다가 모래 속에 묻힌 유기체라고 믿고 있으며, 이를 통해 바다와 육지의 변화의 역사를 추측하고 있다. 그는 또한 지구는 기록보다 먼저 존재하는 책이며, 과학의 임무는 지구 자체의 역사적 흔적을 해독하는 것임을 분명히 지적했습니다.

독일의 아그리콜라(1494-1555)는 생애 동안 7권의 지질학 논문을 썼으며, 독일 광산업의 발전을 기술하는 것 외에도 광물의 물리적 특성에 따라 분류했습니다. 금속 퇴적물에 대해 논의하고 고생물학과 같은 문제도 포함됩니다. 후세는 그를 "광물학의 아버지"라고 칭송했습니다.

(2) 지구과학의 주요 학문 분야의 확립과 초기 발전(17~19세기)

기상학의 경우 고대부터 16세기까지는 다음과 같이 제한되었다. 조각난 질적 관찰 및 설명, 아직 독립적인 과학은 없습니다. 17세기에는 산업과 자연과학의 발달, 특히 물리학의 업적으로 인해 더욱 정교한 기상기구가 속속 발명되었고, 기상학 이론도 크게 향상되면서 기상학은 점차 독자적인 과학으로 발전하게 되었다.

이탈리아의 물리학자이자 천문학자인 갈릴레오는 1593년에 온도계를 발명했고, 이탈리아의 물리학자이자 수학자인 토리첼리는 1643년에 기압계를 발명했습니다. 온도계, 기압계 등의 기상 장비가 보급된 덕분에 1653년 이탈리아 북부에 기상 관측소가 설립되었습니다. 이후 여러 나라에서도 잇달아 기상 관측소를 설립했습니다. 광범위한 기상 관측으로 인해 풍부한 데이터가 확보되었으며 기상 연구는 점차 심화되었습니다.

이후 무선통신 기술의 발달로 기상관측 결과를 신속하게 여러 곳으로 전송할 수 있게 되면서 기상지도의 작성과 연구가 가능하게 되었다. 일기도는 1860년에서 1865년 사이에 급속히 발전했습니다. 19세기 말, 고고도 탐지를 위한 고고도 기상학은 작은 지역에서 시작되었습니다.

지구과학에서 지질학의 탄생은 획기적인 의미를 지닌다. 유럽은 18세기부터 산업혁명기로 접어들기 시작했고, 생산성 향상과 현대 산업화의 급속한 발전으로 광물에 대한 수요가 증가했고, 이로 인해 광물탐사 및 지질조사 업무가 활발해지며 지질학적 지식과 데이터가 급속히 축적되었다. 그리고 점차 체계를 형성하여 지질학 이론과 연구 방법, 그리고 독립된 과학으로서의 지질학이 탄생하게 되었습니다.

지질학이 탄생하는 과정에서 이를 촉진하는 데는 학문적 이념적 논의가 중요한 역할을 했다. 당시 논쟁은 '화성'과 '액체' 사이, '균일론적'과 '파국적' 사이에서 벌어졌다.

'수생 이론'은 지각을 구성하는 모든 암석이 원시 해양 물질의 결정화와 침전에 의해 형성되었다고 믿으며 지각 운동의 존재를 부정하고 지구 이후 어떤 움직임도 일어나지 않았다고 주장합니다. 현재의 형태를 과도하게 변경했습니다. 물 형성 이론의 대표적인 인물은 독일 프라이부르크 광산학교의 광물학 교수인 베르너(A.G. Werner, 1750-1817)이다. 그는 풍부한 지식과 웅변으로 광물학 연구에 탁월한 공헌을 했다. 유럽에서 유명해졌고 지질학을 전파하는 데 중요한 역할을 했습니다. 베르너는 1775년 프라이부르크에서 강의를 시작하여 '수성 형성론'이 대두하게 되었고, 그의 명성과 많은 제자와 추종자, 그리고 교회의 지지로 인해 후기 유럽에서는 '수성 형성론'이 주류를 이루게 되었습니다. 18세기 상태.

'화성론'의 대표자는 스코틀랜드 지질학자인 허튼(Hutton)이다. 그는 화강암맥이 퇴적암에 관입적 접촉 관계(굽는 가장자리와 응결 가장자리와 함께)로 산재해 있다는 사실을 발견했다. 퇴적암에는 화성암과 변성암도 있는데, 지각은 끊임없이 진화하고 있다고 믿어지며, 이 과정은 느리고 과거에 일어난 변화는 현대에서 진행되는 진화 과정과 유사하다고 여겨진다. 타임스. 그는 세 가지 주요 암석 유형의 기원과 지각 운동의 영향을 더 정확하게 논의했습니다. 허튼은 1785년에 "이그네움 이론(Igneum Theory)"을 제안하는 그의 독창적인 "지구 이론(Earth Theory)" 논문을 출판했으며, 1795년에 그는 자신의 견해를 체계적으로 설명하는 "지구 이론(Earth Theory)" 작품을 다시 출판했습니다. 이 책은 지질학 창조의 기초를 마련했습니다.

이후 '액체론'과 '화성설' 사이의 논쟁은 더욱 격화됐고, 지질학적 현상에 대해 사람들이 더 많이 알게 되면서 19세기 초에 이르러 '액체론' 견해는 점차 폐기됐다. , "점화 이론"이 승리했습니다.

'재앙 이론'의 대표자는 프랑스 학자 D.G. 퀴비에(D.G. Cuvier, 1769-1832)이다. 그는 파리 분지 지층의 생물학적 화석을 연구하던 중 암석층에서 다음과 같은 사실을 발견했다. 서로 매우 가깝고, 동물화석과 식물화석의 종에는 상당한 차이가 있으며, 한때 나타난 고생물학적 종은 나중에 완전히 멸종되고 새로운 종으로 대체되었다는 사실도 발견했습니다. 레이어. 그래서 그는 지구의 지각이 엄청난 변화를 겪었고, 이로 인해 세계적인 규모의 재앙이 일어났고, 이로 인해 지형이 변화하고 생물이 멸종하게 되었다고 믿었다. 대재앙과 재창조의 과정을 많이 겪었으며, 마지막 대재앙은 5~6천년 전에 발생하여 지구의 현재 모습과 생물학적 특성을 만들어냈습니다. 퀴비에의 '재앙 이론'은 지질학적 발전 과정에서 돌연변이 단계를 강조했지만, 지구의 점근적 발전 과정을 부정하고 지구의 진화 역사를 고대와 현대 사이에 연관이 없는 일련의 알 수 없는 갑작스러운 사건들에 돌렸다. 시간. 퀴비에의 반복되는 창조와 알 수 없는 견해, 특히 마지막 대격변의 시기는 성경에서 논의되는 '대홍수', '노아의 방주' 신화와 일치하여 교회의 환영을 받고 널리 전파되었다.

'재난 이론'의 반대에는 생물학적 진화론과 지질학의 '동일과정설'이 있다. 프랑스 학자 라마르크(Lamark, 1744-1829)는 파리 분지의 제3기 고생물학 화석을 연구하면서 유기체의 종과 속 사이에 전이 관계가 있고 다른 속으로부터 진화하는 법칙이 있음을 발견했습니다. 낮은 수준의 종에서 높은 수준의 종으로. 그는 생물학적 진화의 과정이 극도로 길며 지구의 진화 역사와 동시에 진행된다고 믿는다.

영국의 지질학자 라이엘은 '재앙 이론'에 대한 많은 논쟁 끝에 허튼의 사상을 계승했고, 그의 선배들의 결과와 많은 양의 실제 자료를 바탕으로 1830년에 최초의 '지질학 원리'를 출판했다. 지질학의 사실주의 원칙(즉, "과거와 현재를 논한다")을 제시하여 지구의 역사를 설명하기 위해 신과 재앙에 의지할 필요가 없음을 지적합니다. 매우 약해 보이는 지질학적 역학은 길고 느린 과정을 거쳐 지구의 모습에 큰 변화를 가져올 수 있습니다. 이것이 '균일주의'의 주요 사상이다.

<지질학의 원리>라는 책이 출간되면서 점차 '균일론'이라는 개념이 '격변론'을 대체하게 되었고, 사실주의 원리도 지질학 방법론의 기본 원리가 되었다. 그러나 '동일과정설'은 '고대와 현대의 일관성'과 점근적 발전을 강조하면서도, 지각의 발달 과정에서 급속한 발달 단계(돌연변이)를 무시하는 일방성도 갖고 있다.

라일의 『지질학의 원리』(3권)는 지질학의 개념을 정립하고, 지질학의 연구방법을 정리하며, 최초로 지질학의 기초를 다지는 획기적인 저작이다. 과학체계는 지질학 창조의 상징이다. 이후 지질학은 초기 발전기에 접어들었고 19세기 말에는 큰 발전을 이루었다. 지각의 물질 구성을 연구하는 측면에서 현미경을 사용하여 암석과 광물을 연구하는 방법이 완전히 개발되었으며 지구 화학 작업이 점차 수행되었습니다.

지각의 진화사를 연구하면서 상대적으로 완전한 상대적 지질학적 시간 규모가 점차 확립되었습니다. 북미 학자 홀(Hall)과 대너(Danner)는 미국 동부의 조산대에 대한 연구를 바탕으로 '지동사선' 이론을 제안했는데, 이는 지질학 연구에 지대한 영향을 미쳤습니다. 지질학의 응용에 있어서는 광물퇴적학이 더욱 발전하여 석유지질학이 탄생하였다. 지진지질학, 공학지질학 등도 점차 발전하기 시작했다.

17세기 독일 지리학자 바리니우스(1622~1650)의 『일반 지리학』은 코페르니쿠스와 갈릴레오의 '태양 중심 이론'을 소개하기 시작했고, 지리학에 관한 논문과 일반 지리학의 구별을 제안했다. 전자는 특정 영역을 설명하고 후자는 일반적인 원칙을 설명합니다. 18세기 말부터 19세기 초 독일의 훔볼트(Humboldt, 1769~1859)와 리터(Ritter, 1779~1859)는 현대 지리학의 초석을 다졌다.

훔볼트의 대표작은 전 5권으로 구성된 『코스모스: 세계 자연 묘사 스케치』이다. 그는 기상요소의 평균값을 계산하여 기후를 연구한 최초의 사람으로, 1817년에는 등온선 개념을 제안했으며, 1817년에는 세계 최초로 연평균 기온 분포도를 그리고 대륙 동쪽과 서쪽 끝의 기후차이를 제안했습니다. 대륙과 해양 및 대륙성 기후의 유형. 지형이 100m 증가하면 온도가 0.6°C 떨어지는 수직적 쇠퇴 현상을 관찰하고, 기후와 식물 분포 및 종류의 관계를 연구하여 평야 식물 분포의 수평 구역화와 산지 식물의 수직 구역화를 제안하였다. 분포. 그는 지리적 현상의 규칙성을 연구하기 위해 지형단면도와 지리적 비교방법을 최초로 사용했으며, 자연지리학, 특히 기후학과 식물지리학의 일반 원리를 확립했습니다.

지리현상에 대한 지역적 묘사와 종합적인 비교를 통해 지리적 환경이 인간활동에 미치는 영향에 대한 연구는 거의 없다. 그는 지리학은 인간과 토지의 관계에 초점을 맞춰야 한다고 강조하며 비교지리학의 개념을 제시했다. 리틀의 『지리』는 1817년에 첫 권이 출판되었고, 1859년에 19권이 출판되었다.

그 이후로 지리학은 더욱 발전했습니다. 독일 지리학에서 가장 유명한 학자와 학파로는 Ratzel의 "지리적 환경 이론"과 Huttner의 "지리적 방법론"이 있습니다. 프랑스에서 더 중요한 지리 학파로는 비달 블랑츠(Vidal Blancz)와 브루네(Brunet)의 "인류-토지 상관 이론"이 있습니다. 미국의 유명한 지리학 이론으로는 W.M. Davis(1899)의 "지형 침식 순환 이론(Landform Erosion Cycle Theory)"이 있는데, 이는 토지의 자연적 모습은 침식에 의해 발생한다고 주장하며, 표면 형태는 연속적이고 단계가 있으며 내부적 현상이라고 믿고 있다. 지구의 구조. 외부 힘과의 통합. 그는 강의 발전을 청춘, 성숙, 노년으로 나누었고, 지각의 상승으로 강을 부활시켰다. 그의 가르침은 물리적 지리적 분석의 기초를 마련했습니다.

(3) 지구과학의 혁명과 종합적 발전(20세기~현재)

20세기는 현대 지구과학의 발전에 있어서 새로운 시대이다. 전통적인 지구과학 일련의 혁명이 일어났으며, 그 중 가장 광범위한 것은 고체 지구과학(지질학, 지구물리학 등을 포함)에서의 혁명입니다.

고체지구과학의 혁명은 주로 활동론과 정지이론을 중심으로 한 지구구조론의 이념적 혁명이다. 전통적인 지질학적 개념은 대륙과 해양이 본래의 위치에서 수직적으로 상하로만 움직일 뿐 상대적인 위치는 크게 변하지 않는다고 보고 있어 '고정이론'과 '플랫폼' 이론이 대표적이다. 대표자. "운동 이론" 신자들은 대륙이 장거리 수평 이동을 경험했으며 대륙과 해양의 상대적 위치가 끊임없이 변화하고 있다고 믿습니다. '활동 이론'을 대표하는 지구구조론은 '대륙 표류-해저 확산판 구조론'이다. 반세기에 가까운 논쟁 끝에 1960년대 후반에 이르러서는 현대 지질학과 지구물리학 연구 성과에 기초한 판구조론이 결정적인 승리를 거두고 지질학과 지구물리학 분야에 획기적인 혁명을 일으켰습니다.

동시에 과학기술의 발달로 지질학은 20세기 이후 유례없는 종합적 발전을 이루었다. 고온고압 실험기술, 동위원소 지질연대 측정기술, 전자컴퓨터, 전자현미경, 대륙초심해시추 및 심해시추기술은 지질학의 발전을 크게 촉진시켜 지질학이 정성적 기술과 분석에서 점차 변모하게 만들었다. 준정량적, 정량적 분석 및 연구개발까지. 지구물리학적, 지구화학적 방법은 지구와 지각의 물질 구성, 구조 구조, 운동 특성을 연구하는 데 유익한 결과를 얻었으며 지질학 발전의 강력한 원동력이 되었습니다. 항공우주기술을 지질학에 응용한 것은 상당한 성과를 거두었고, 항공우주기술을 바탕으로 새롭게 떠오르는 천체지질학은 강한 활력을 보이고 있다. 이러한 연구는 지구의 기원과 진화에 대한 인류의 궁극적인 이해와 많은 주요 지질학적 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 할 것입니다.

지질학의 응용은 20세기 이후 전통적인 광물퇴적학의 지속적인 발전과 더불어 많은 새로운 이론의 도입과 더불어 석유지질학의 발전을 이루는 원동력이다. 특히 눈길을 끌었습니다. 수문지질학, 공학지질학, 지진지질학 등에 대한 연구도 빠르게 발전하고 있습니다. 특히 20세기 중반 이후 환경지질학 연구의 중요성은 점점 더 많은 사람들의 관심을 끌며 심도 있게 발전하고 있다.

20세기 이후 지리학에서도 중요한 혁명이 일어났는데, 특히 흔히 지리학의 양적 혁명이라고 불리는 연구 방법과 수단의 혁명이 일어났다. 1950년대 지리학에서는 지리 문제를 분석하기 위해 현대적인 수학적 방법을 사용하기 시작했습니다. 1955년 워싱턴대학교 지리학과는 양적 지리학의 발전을 촉진하기 위해 개리슨 교수의 주도 하에 최초로 응용수학적 통계학 연구 수업을 개설했습니다. 1963년 Burton은 "측정 혁명"이라는 슬로건을 제안하여 이러한 경향을 유럽과 세계로 확산시켰습니다. 지리학의 도량형 혁명의 본질은 현대 수학적 방법과 컴퓨터, 모델과 시뮬레이션을 사용하여 지리 이론을 더욱 정확하고 계산을 빠르게 하며, 전통적인 정성 분석에서 정성 분석과 정량 분석의 조합으로 전환하는 것입니다. 1960년대부터 측정 혁명에 힘입어 사람들은 지리적 환경과 지역을 하나의 시스템으로 간주하고 컴퓨터, 원격 감지, 원격 측정과 같은 새로운 방법을 광범위하게 적용하여 시스템과 그 상호 작용을 모델링하고 공식화했습니다. 등은 인간과 토지의 관계를 정량적으로 표현하고, 지역적 차이와 변화를 도해하며, 인간과 토지의 관계를 최적화하기 위해 지리적 환경의 진화를 과학적으로 예측합니다. 이는 '지리정보시스템(GIS)'의 성공적인 개발과 확산이다. 이러한 방식으로 지리학은 현상에 대한 이전의 설명에서 과학적 설명과 정량적 예측의 새로운 단계로 발전했습니다. 동시에 사회의 요구로 인해 공학 지리학, 환경 지리학, 자원 지리학, 응용 조경 과학 등과 같은 수많은 응용 지리 하위 학문이 등장했습니다.

20세기 이후 기상학의 혁명적인 변화는 더욱 두드러졌다. 20세기 초반 50년간 기상관측은 전통적인 지상관측에서 고고도 관측으로 발전하기 시작했는데, 고공관측 도구로는 연, 풍선 등이 주로 사용됐고, 도달할 수 있는 높이가 제한됐다. 1950년대 이후에는 레이저, 레이더, 인공지구위성 등 새로운 기술과 방법이 관측시스템에 도입되면서 기상학의 발전이 크게 촉진되었다. 대규모 종합 원격 측정 및 원격 감지를 통해 몇 시간 내에 단기 재난 기상 예측을 더 이상 순수한 예측 문제가 아니라 실제 상황에 대한 추적 및 실제 예측으로 만들 수 있습니다. 컴퓨터의 광범위한 사용으로 대기 현상에 대한 정량적 수치 시뮬레이션이 현실화되었습니다. 이러한 연구의 진전은 기상학의 기초이론의 발전에도 크게 기여하였다.

지구과학의 포괄적이고 빠른 발전으로 인해 20세기 이후 지구물리학, 지구화학, 해양학, 환경지구과학, 지구시스템과학 등 일부 새로운 하위 학문이 탄생하게 되었습니다.

해양학과 환경지구과학은 모두 인류의 현재 생활, 생존, 미래 발전과 매우 밀접하게 연관되어 있어 과학 종사자들로부터 높은 평가를 받고 있으며, 지구과학에서의 위상도 점점 더 중요해지고 있습니다. 20세기 후반, 지구과학에 대한 종합적이고 체계적인 연구가 심화되면서 지구시스템과학이라는 하위 학문이 점차 등장하고 발전하였다. 지구 시스템 과학은 지구를 여러 층의 순환 시스템으로 구성된 통일되고 복합적인 시스템으로 간주하며, 전체 지구 시스템(각 하위 시스템 포함)의 과거, 현재, 미래의 행동을 포괄적이고 총체적으로 연구하기 위해 시스템 이론의 사용을 강조합니다.

(4) 지구과학의 발전 전망

21세기는 인류사회 발전사에 있어서 큰 변화의 시대가 될 것이다. 오늘날 지구과학의 발전은 새로운 지식체계를 구축하는 중요한 전환점을 맞이하고 있습니다.

오랫동안 사회에서 지구과학의 역할은 주로 지구를 연구하고 인류와 사회 발전을 위한 자원 수요를 보장하기 위해 광물, 에너지 및 다양한 천연 자원 탐색을 안내하는 것이었습니다. 자연 환경에 대한 응용 프로그램은 하위 위치에 있습니다. 이렇게 구축된 지구과학 지식체계는 '자원기반' 지식체계로 요약될 수 있다. 그러나 사회가 발전함에 따라 현대사회는 인구, 자원, 재난, 환경 등의 도전에 직면해 있으며 이는 미래사회의 진보와 인류의 생존조건을 직접적으로 위협하고 있습니다. 이러한 도전에 직면하여, 지구과학은 에너지 및 광물 문제를 해결하는 것 외에도 오늘날 사회 생활이 직면한 많은 주요 문제(예: 자연재해 및 인재를 완화하고, 충분하고 깨끗한 수원을 찾아 확보하고, 안전하게)를 해결하는 데 도움을 주어야 합니다. 독성 및 방사성 물질을 처리하고, 천연자원의 합리적 이용, 환경오염의 종합적 관리, 생태환경 보호, 토지정화 및 농업개발 등을 위한 지구과학 지식과 서비스를 제공합니다. 이 모든 것이 지구과학을 '자원시대'에서 '환경시대', '사회종합응용시대'로 나아가게 할 것이다. 따라서 사회적 기능을 '자원형'에서 '사회형'으로 확장할 필요가 있다. 이에 따라 지구과학의 주요 과제와 목표도 그에 따라 바뀔 것입니다. 예를 들어, 1993년에 미국 국립 연구 위원회는 미국의 지구과학 발전을 안내하기 위한 전략 보고서, 즉 "고체 지구 과학 및 사회" 보고서를 발표했습니다. 보고서는 미래에 고체 지구과학의 주요 임무가 다음과 같다고 명시하고 있습니다. ① 지구 시스템의 다양한 구성 요소 간의 연결과 상호 작용에 특별한 주의를 기울여 지구 시스템과 관련된 프로세스를 이해합니다. ② 충분한 천연 자원을 제공합니다. 물, 광물 및 연료) ③ 지질 재해를 줄입니다. ④ 지구적, 지역적 환경 변화를 규제합니다. 본 보고서는 지구과학 연구의 목표가 전체 지구 시스템의 과거, 현재, 미래의 행동을 이해하여 인류 사회의 지속 가능한 발전을 위한 조건을 보장하는 것임을 강조합니다.

지구계과학의 부흥은 앞서 언급한 새로운 상황에 적응하기 위한 지구과학의 발전의 결과이다. 지구시스템과학은 지구환경, 자원, 지구변화, 인간의 지속가능발전 연구와 긴밀하게 통합되어 있기 때문에 지구과학의 새로운 연구 개척지이자 학문적 성장점을 대표하며 대다수 과학계 종사자들과 세계인의 큰 관심을 받아왔다. 사회 전체에 집중하세요. 현재 지구시스템과학에 관련된 주요 연구 내용은 주로 지구시스템의 상호작용과 역동성, 지구변화, 디지털 지구, 지구시스템과학과 인간의 지속가능한 발전의 관계 등을 포함한다. 지구 시스템 과학 연구는 많은 중요한 진전을 이루었으며, 그 연구의 깊이와 폭, 응용 가능성은 헤아릴 수 없을 정도로 커질 것으로 예상됩니다.

물론 지구시스템과학이 전통적인 지구과학의 다양한 분야의 연구개발을 대체할 수는 없으며 오히려 보다 심층적이고 정확한 연구를 수행하고 특성과 특성에 대한 이해를 제공해야 한다. 시스템 분석 및 합성을 위한 지구 시스템의 각 구성 요소의 규칙성. 그러므로 어떤 의미에서 지구시스템과학과 다양한 지구과학 분야의 관계는 지구와 지역, 전체와 부분의 관계이다.

앞으로 지구과학은 인류의 생존과 사회발전과 관련된 과학이 될 것이라는 점을 보면 알 수 있다. 지구과학의 미래는 밝으며, 사회발전과 자연과학 분야에서의 위상은 더욱 높아질 것입니다. 그래서 일부 과학자들은 “21세기는 지구과학의 세기가 될 것”이라고 과감하게 예측하고 있다.