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地球，作為迄今人類賴以生存的藍(lán)色星球，她的歷史是一部跨越46億年的宏偉史詩(shī)。從熾熱的太陽(yáng)星云開(kāi)始誕生，一直到成就今天五彩斑斕、物種繁多的世界，地球的時(shí)間線見(jiàn)證了自然的偉力和生命的頑強(qiáng)。

地球表面超過(guò)70%是海洋，陸地占比不到30%；內(nèi)部分為地核、地幔和地殼（地幔頂部與地殼組成巖石圈）；外部由水圈、生物圈、大氣圈、巖土圈等多個(gè)圈層構(gòu)成……這些在當(dāng)代人看來(lái)都是常識(shí)的知識(shí)，卻是科學(xué)革命之后人類才逐漸掌握的認(rèn)知。1957年10月4日，在國(guó)際地球觀測(cè)年之際，人類第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射升空，成為劃時(shí)代事件震撼全世界。這是人類歷史的一次重大轉(zhuǎn)變，不僅從此宣告航天時(shí)代的到來(lái)，也翻開(kāi)了人類觀察、觀測(cè)、認(rèn)知地球家園的新篇章。

試想一下，陸地的沉浮、氣候的變幻、生物的興衰以及當(dāng)前熱議的生命起源……這些都是多么奇妙的安排。近期，科學(xué)家通過(guò)研究現(xiàn)存生物體的基因組，確定42億年前地球就出現(xiàn)生命?？茖W(xué)家們認(rèn)為，從43億年前開(kāi)始，地球上的環(huán)境可能已經(jīng)足以支持生命的存在。與此同時(shí)，中國(guó)科學(xué)家又揭示出地球早期生命演化奧秘，首次繪制了地球從20億年前就開(kāi)始，間隔約15億年的高精度生物多樣性演化歷程，勾畫出復(fù)雜生命的起源、輻射、滅絕、復(fù)蘇，并周而復(fù)始至現(xiàn)代生態(tài)系統(tǒng)形成的早期歷史演變。這又不得不讓我們感嘆，這又是地球一段多么驚險(xiǎn)的歷程。

有科學(xué)家預(yù)測(cè)，10億年后，地球會(huì)因?yàn)闇囟忍叨鵁o(wú)法適合任何生物生存；而如果溫度持續(xù)升高，5億年后的地球溫度就會(huì)讓植物無(wú)法生存，以植物為基礎(chǔ)的食物鏈就會(huì)崩潰，人類也難以幸免?？茖W(xué)家推測(cè)1億年后銀河系會(huì)和人馬座矮橢球星系合并，這對(duì)人類而言會(huì)不會(huì)是一場(chǎng)滅頂之災(zāi)？令人憂慮的是，在這1億年里人類或許還要經(jīng)歷一系列艱險(xiǎn)，核戰(zhàn)爭(zhēng)、生化危機(jī)、劇烈氣候變化以及小行星撞擊等不確定性事件都隨時(shí)可能給人類帶來(lái)難以估量的災(zāi)難。

在過(guò)去的5.4億年，地球已經(jīng)歷由地質(zhì)或天文事件導(dǎo)致的五次大滅絕。在當(dāng)前的地球上，全球變暖、資源耗盡、環(huán)境惡化、災(zāi)害頻發(fā)等正在上演。有科學(xué)家研究，地球每年有0.01%到0.70%的物種在滅絕，有數(shù)以千計(jì)的物種在消失，按這個(gè)速度估算，地球可能正在發(fā)生第六次物種大滅絕。這又是多么讓人痛心的事實(shí)。

地球科學(xué)將整個(gè)地球作為背景，從地球的誕生到自然界的法則，逐步勾勒出地球在時(shí)間和空間維度上的演變軌跡。地球科學(xué)的研究歷史可以追溯到遠(yuǎn)古時(shí)期，幾乎貫穿整個(gè)人類文明。特別是14—16世紀(jì)的文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)之后，地球科學(xué)更是迎來(lái)了生機(jī)，一些主要學(xué)科如氣象學(xué)、地質(zhì)學(xué)等相繼創(chuàng)立，大量偉大著作和發(fā)現(xiàn)陸續(xù)產(chǎn)生，如哥白尼的《天體運(yùn)動(dòng)》、德國(guó)阿格里柯拉的七部地質(zhì)專著，哥倫布、麥哲倫相繼環(huán)球航海成功等。隨著人類進(jìn)入工業(yè)化時(shí)代，地理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)、地球物理和空間物理學(xué)，大氣科學(xué)、海洋科學(xué)和環(huán)境科學(xué)等更是得到空前發(fā)展，推動(dòng)了人類文明向前大步邁進(jìn)。到了20世紀(jì)末，隨著地球科學(xué)綜合和系統(tǒng)研究的深化，地球系統(tǒng)科學(xué)這一分支學(xué)科開(kāi)始興起并發(fā)展。地球系統(tǒng)科學(xué)將地球視為一個(gè)由多個(gè)圈層組成的統(tǒng)一復(fù)合系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)采用系統(tǒng)論的方法，全面、整體地研究地球系統(tǒng)（包括各子系統(tǒng)）的歷史、現(xiàn)狀和未來(lái)。在此其中，地球信息科學(xué)作為地球系統(tǒng)科學(xué)的二級(jí)學(xué)科，基于以人類智慧圈為研究對(duì)象，以人口-資源-環(huán)境為服務(wù)對(duì)象的特點(diǎn)，更是得到世界各國(guó)和學(xué)界的重點(diǎn)關(guān)注，發(fā)展迅猛。

今天，隨著對(duì)地觀測(cè)技術(shù)的進(jìn)步，以及計(jì)算機(jī)、大數(shù)據(jù)、人工智能等學(xué)科的加入，對(duì)地球本體和演變的科學(xué)認(rèn)知進(jìn)入了新的階段，計(jì)算機(jī)模擬、地球系統(tǒng)模式構(gòu)建等使數(shù)字地球、實(shí)驗(yàn)地球等成為可能。地球科學(xué)正在進(jìn)入一個(gè)建立新知識(shí)體系的重大轉(zhuǎn)折時(shí)期，更多技術(shù)的融合，更龐大數(shù)據(jù)的匯聚，更多學(xué)科的交叉，對(duì)地球科學(xué)研究將帶來(lái)質(zhì)的飛躍。

盡管地球科學(xué)已經(jīng)構(gòu)建成一個(gè)相對(duì)成熟的學(xué)科體系，但仍有眾多的理論問(wèn)題尚待解答，如地球內(nèi)部如何運(yùn)行、什么時(shí)候用什么能源替代石油、生態(tài)系統(tǒng)對(duì)全球變暖的反應(yīng)如何等，同時(shí)還在不斷出現(xiàn)新的科學(xué)難題，如探索三維地球結(jié)構(gòu)、地球氣候系統(tǒng)和構(gòu)造過(guò)程之間的動(dòng)態(tài)相互作用、碳的捕獲和儲(chǔ)存等，努力探索并力爭(zhēng)回答這些重大科學(xué)問(wèn)題是地學(xué)工作者的使命。除此之外，推動(dòng)減輕自然和人為災(zāi)害、合理利用自然資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等重大事務(wù)，助力解決人類社會(huì)正面臨的全球變化、人口、資源、災(zāi)害等方面的挑戰(zhàn)，亦是義不容辭的責(zé)任。

地球科學(xué)是研究跨度“橫跨幾萬(wàn)里，上下億萬(wàn)年”的科學(xué)體系，學(xué)科特點(diǎn)造就了地學(xué)工作者具備更加寬廣的歷史視野和更加博大的人類情懷。從這個(gè)層次上講，地學(xué)工作者有使命要為人類發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

大約10萬(wàn)—20萬(wàn)年前，智人開(kāi)始走出非洲，后來(lái)逐漸到達(dá)各大洲，并分別發(fā)展了漁獵及農(nóng)耕文明；300年前，人類通過(guò)科學(xué)革命，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)文明。2014年，“旅行者一號(hào)”探測(cè)器沖出太陽(yáng)系，成為人類走向宇宙的新起點(diǎn)。人類正身處從11 700年前新仙女木事件結(jié)束開(kāi)始的地質(zhì)時(shí)期“全新世”內(nèi)，人類文明的一切興衰、交替、起落都發(fā)生于此。面向未來(lái)，如何更好認(rèn)知并適應(yīng)全新世的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)與地球的和諧共處，又將開(kāi)啟怎樣新的文明形態(tài)，這需要全人類來(lái)共同回答。在宇宙的尺度上，哪里都是中心點(diǎn)，遠(yuǎn)方究竟有多遠(yuǎn)，我們不得而知，但我們希望全人類攜手并進(jìn)，為后世帶來(lái)更加璀璨的未來(lái)。