觀念地球科學1：地質．地景

序

什麼是地球科學？

呂特根、塔布克

火山噴發的壯觀、岩岸壯麗的美景、颱風的超強破壞力，都是地球科學家研究的課題。地球科學就是在解決許多與我們環境有關的迷人卻又實際的問題。是什麼樣的力量造就了群山萬壑？為什麼天氣這麼陰晴不定？氣候真的在變遷嗎？地球的年齡是多少？以及地球與太陽系內其他行星相比是老還是年輕？海洋為何會有潮汐？冰期是什麼樣子？會有下一個冰期嗎？我的腳底下可能存在一個生生不息的湧泉嗎？

這本書的主題就是地球科學。瞭解地球不是件簡單的事，因為我們這顆行星不是一個靜止不變的固體，更切確的說，它是一個動態天體，擁有許多互相作用的構造，以及悠久與複雜的歷史。

地球科學是綜合的科學，是指所有試圖瞭解地球及其太空鄰居的各門科學，其中包括了地質學、海洋學、氣象學與天文學。在這本書裡，第一部到第四部談的是地質學，顧名思義，這是與地球本身有關的科學。傳統上把地質學分為兩大部分——自然地質學與歷史地質學。

自然地質學是檢視地球組成物質的科學，並探索地底下與地表各種作用發生的過程。地球是一顆動態且無時不在變化的行星，地球內部的力會引發地震、驅使造山運動、或創造出火山構造。在地表，地球外部的力會把岩石劈裂，刻蝕地表，造就出各式各樣的地形。水、風與冰的侵蝕作用，讓地球上的我們有幸能欣賞多采多姿的地景風貌。由於岩石與礦物的形成反映出地球內部與外部的作用力，因此研究地球的成分，就成了瞭解我們這顆行星的最基本課題。

相對於自然地質學，歷史地質學的目的在於瞭解地球的起源，與它46億年的演變歷史，致力於把地質歷史上曾發生過的物質與生物變化，按時間排列做整理。從邏輯上來說，自然地質學的研究要在歷史地質學之前，因為在我們試圖揭開地球歷史的面紗之前，必須要先瞭解地球是如何作用的。

第五部〈地球上的海洋〉專門討論海洋學。事實上，海洋學不是獨立的科學，我們甚至可以說，在研究海洋學的過程中，它的複雜性與互相關聯性把所有科學都牽扯進來了。海洋學整合了化學、物理學、地質學與生物學，研究的範圍包含海水的組成與運動，以及海岸變化、海洋地形學與海洋生物。

第六部〈地球的動態大氣圈〉研究的是受地球重力吸引的氣體混合物，距離地表愈高愈稀薄。這層摸不著也看不見的大氣，受到地球運動與來自太陽能量的混合效應作用，產生了變化多端的天氣型態，因此創造出地球的基本氣候模式。氣象學是研究大氣圈以及天氣與氣候形成過程的科學。跟海洋學一樣，在研究圍繞在地球外那層薄薄空氣的過程中，氣象學同樣整合了許多其他科學的應用。

第七部〈宇宙中的地球〉闡明的是，要瞭解地球，需要把地球與浩瀚的宇宙相提並論。這是因為地球和太空裡的其他任何天體都有關連，研究宇宙的天文學對於探索我們環境的起源非常有幫助。由於我們對於自己居住的這顆行星非常熟悉，因此很容易忘記，地球只是廣大宇宙裡的一顆微小天體。的確，我們的地球與太空裡的許多其他天體，都受到相同的物理定律支配，所以，瞭解地球起源有助於我們認識太陽系裡的其他成員。此外，若你可以把太陽系視為組成我們銀河的眾多星體的一小部分，這個觀念將非常受用，因為就連我們的銀河，也只是宇宙中眾多星系裡的一個。

瞭解地球不是件簡單的事，因為這顆行星是個會變動的天體，有許多互相作用的構造，並有複雜的歷史。地球長久以來，一直是以不斷演變之姿存在於宇宙中，事實上，在你閱讀本書這一頁的當下，地球正在改變，且在可預見的未來也依舊會如此。

（摘錄自本書第0章）