英文名称：Earth Science

 

释义：地球科学，是多角度、全方位综合研究地球的学科，不仅研究地球本身，也研究与地球相联系的外部宇宙。

 

　　人类对于地球的研究，首先开始于局部部分的研究，例如地球物理、地球气候、地球化学、地球人类活动等研究。随着人力资本的提高，人类对于地球及其关联的外部星球的认识也逐渐增加，因此，从多角度全方位综合研究地球的地球学也逐渐形成。

 

　　目前，在国外，已经有地球学学科体系以及大学教育。国内未知。

 

　　美国大学地球科学专业发展概况

 

　　地球科学专业作为一个独立学科诞生的历史并不久远，但构成该学科的地质学基本知识和课程却有着悠久的历史。1983年，美国国家航空航天局第一次提出了地球系统科学的思想。

 

　　1986年4月，美国国家研究委员会提议将涉及矿物学、岩石学和地球化学等学科领域的“地球物质研究”列为国家级研究课题，该项研究于1988年被纳入美国国家基金会的“行星地球统一理论”战略计划，并成为该计划中最优先发展的领域。

 

　　1988年，美国国家航空航天局进一步提出了地球系统科学计划，将地球作为由相互作用着的各个组元(大气圈、水圈、土壤—岩石圈、生物圈等)组成的统一整体系统来研究，使学科林立、呈离散发展的地球科学的面貌焕然一新，并为学术界创立了一种整体、高层次的研究框架，为在大时空尺度上预测地球环境的变化奠定了基础。

 

　　1989年，美国在大陆动力学研究国家计划中阐明了16个最重要的科学问题及对应的国家战略，试图在板块学说之外解释大陆上的大多数动力学过程;同年，在美国国家科学院首次科学前沿论坛上又对地球动力学模式这一前沿领域展开了深入的探讨。

 

　　1991年，美国国家研究委员会正式同意对地球工程学作进一步研究，由此又开辟了一个崭新的地球科学专业研究领域。

 

　　学科特性

 

　　地球科学具有注重野外调查、时空范围、强调地域特性和广大的整合性，分述如下：

 

　　特性一、强调野外调查或观测：

 

　　野外调查或观测是研究地球科学的首要工作，调查岩层分布、记录天气变化、观察潮汐起落和观测星星、月亮、太阳等，都属野外调查。经过详细的观察、分析、归纳，整理出地球科学的理论。所以，野外调查为研究地球科学最基本的工作。

 

　　有些大自然的变化，所进行的时间很长，影响范围很广。如果学者想在实验室模拟自然界的现象时，便受到很大的限制。所以他们常在户外进行调查，所需要的时间，通常是非常久的。

 

　　特性二、时空尺度范围广大：

 

　　地球科学探讨事物所用的时空尺度范围很广，地表的天气现象分秒之间瞬息万变，所用的时间单位小至分、秒；而星球从诞生到灭亡的过程，则以数亿年计，因此时间尺度从秒、分、时乃至数亿年，皆有例可寻。而在电子显微镜下观察，矿物晶体中各原子间的距离较适合以Å来表示，但各星系的距离却可远达数百万光年以上。可见，空间尺度所涵盖的范围也是近乎无所不包。

 

　　特性三、重视地域性：

 

　　地球科学有非常强的地域性，台湾由于位在第一大洋太平洋和世界第一大陆块欧亚大陆之间，所以天气变化多端。而中国大陆的天气相对而言，便非常稳定。

 

　　特性四、整合性：

 

　　地球科学是一门“上通天文，下知地理”的学科，举凡人们脚下所踩的土地，分秒所呼吸的空气，和我们生活息息相关的海洋以及朝夕相处的星星、月亮、太阳、乃至整个宇宙，都是研究的对象。科学家用各种理论来研究地球，例如，数学帮助计算慧星的运动轨迹、气团的移动和地震的规模；物理学用来研究地球的重力场、星体间的引力作用、锋面或洋流的移动；借由化学知识，可以分析岩石的化学组成；而生物学的原理，则帮助了解化石所隐含的意义，更进而建立演化的架构。所以地球科学是一门整合性的学科。

 

　　地球科学的研究对象是地球，要回答和解释有关地球的各种问题。具体研究内容如下：

 

　　1、研究地球的成因及其发展演化规律

 

　　2、研究地球的结构

 

　　3、研究地壳运动及其规律

　

　　4、研究地球的物理性质

 

　　5、研究地壳的物质组成及其发展变化规律

 

　　6、研究人类活动给地球所造成的影响

 

　　地球是一个巨大的天体，经历了46多亿年的发展和演化。相比之下，人类的历史只是短短的一瞬间。所以地球科学的研究方法与其它自然科学相比有较大的差异，它既要借助于数学、物理、化学、生物学及天文学的一些研究方法，同时又有自己的特殊性。

地球科学的主要研究方法如下：

 

　　1、野外调查

 

　　由于地球科学研究的对象是地球，不能将其放入实验室内进行研究。所以，地球科学工作者应当到野外进行调查，获取第一手地球的资料。

 

　　2、实验室研究

 

　　通过实验室研究能定性和定量分析、处理野外调查所获取的资料。可以进行各种模拟试验，检验和推断所研究对象的形成、发展和演化过程及规律。

 

　　3、大地测量

 

　　通过各种仪器和人造卫星定位系统对地球进行精确测量是对地球进行研究的重要方法之一。

 

　　4、航空、航天和遥感技术

 

　　航空、航天和遥感技术能使地球科学工作者在短时间内获取地球的广大区域资料，是不可缺少和不可忽视的重要研究方法。

 

　　5、电子计算机技术

 

　　电子计算机技术的广泛应用为各学科和各种技术的研究带来了革命性的变化，对地球科学的研究也如此。地球科学工作者应充分掌握和应用这一技术。

 

　　6、综合分析

 

　　将调查收集的各种资料以及获得的各种数据进行分析和取舍，进行归纳、类推和综合，对研究对象作出科学的结论。

 

　　地球科学的专业分支包括：地质学、地球物理学、大气科学、海洋学、水文学、气象学、自然地理学 (相对于人文地理学)、地形学、土壤学、矿物学、古生物学、沉积学、大地测量学、环境科学、地球化学。另外，地球科学也可看作是行星科学的一个分支。

 

　　美国大学地球科学专业TOP10名校推荐

 

　　1、加州理工学院 California Institute of Technology

　　该校的地球科学研究在世界范围内享有盛誉，学校设有地质学与行星科学学院。该学院学科设置齐全、研究领域广泛，包含了地质学 (Geology)、地理生物学(Geobiology)、地球化学 (Geochemistry)、地球物理学 (Geophysics)、行星科学 (Planetary Science)、环境科学与工程 (Environmental Science and Engineering) 六大研究领域，均可授予硕士和博士学位。

 

　　国际学生申请该学院研究生需要提交：TOEFL和GRE考试成绩、完整的研究生申请表格、个人简历、个人申请陈述、三封推荐信、本科成绩单、毕业证书与学位证书。申请的最终截止日期是1月1日，申请费为80美元。

 

　　2、麻省理工学院Massachusetts Institute of Technology

 

　　麻省理工学院是举世公认的地球科学的研究圣殿，该校的地球、大气与行星科学系目前有大气科学(Atmospheric Science)、生物地球化学循环 (Biogeochemical Cycles)、气象物理与化学(Climate Physics and Chemistry)、地理生物学 (Geobiology)、地球化学 (Geochemistry)、地质学(Geology)、地球物理学(Geophysics)、古海洋学(Paleoceanography)和行星科学 (Planetary Sciences)九个研究领域，均可授予硕士和博士学位。

 

　　国际学生申请该系研究生需要提交：TOEFL和GRE考试成绩、完整的研究生申请表格、个人简历、个人申请陈述、三封推荐信、本科成绩单、毕业证书与学位证书。申请的最终截止日期是1月5日，申请费为75美元。

 

　　3、斯坦福大学Stanford University

 

　　斯坦福大学建有独立的地球科学学院，下设地质与环境科学 (Geological & Environmental Sciences)、地球物理学(Geophysics)、能源资源工程(Energy Resources Engineering)和地球环境系统科学 (Environmental Earth System Science)四个系。学院还十分重视地球科学研究成果的实际应用，设置了地球与环境计算科学(Computational Earth & Environmental Science)、环境测量 (Environmental Measurements)和稳定同位素生物地球化学实验室(Stable Isotope Biogeochemistry Laboratory)三个研究中心，以促进学术成果向实际应用领域的转化。

 

　　国际学生申请该学院研究生需要提交：TOEFL和GRE考试成绩、完整的研究生申请表格、个人简历、个人申请陈述、三封推荐信、本科成绩单、毕业证书与学位证书。申请的最终截止日期是1月12日，申请费为125美元。

 

　　4、加州大学伯克利分校University of California at Berkeley

 

　　在地球科学研究领域，加州大学伯克利分校的地球与行星科学系占有极其重要的地位，在地质学 (Geology)、地球物理(Geophysics)、地球化学(Geochemistry)、行星地质学(Planetary Geology)、大气科学 (Atmospheric Science)和地球环境科学 (Environmental Earth Science)六大领域都拥有顶尖的研究人才。目前系内全职教授不到三十人，其中七人为美国国家科学院院士，一人为美国国家工程院院士。

 

　　国际学生申请该系研究生需要提交：TOEFL和GRE考试成绩、完整的研究生申请表格、个人简历、个人申请陈述、三封推荐信、本科成绩单、毕业证书与学位证书。申请的最终截止日期是12月21日，申请费为90美元。

 

　　5、哥伦比亚大学 Columbia University

 

　　哥伦比亚大学地球与环境科学系在地球科学领域内的研究处于世界领先水平，利用地处纽约的有利条件，地球与环境科学系吸引了大批地球科学领域的卓越人才，其研究涵盖了地球化学(Geochemistry)、大气科学 (Atmospheric Science)、生物地球科学(Biogeoscience)、气象科学(Climate Science)、地质学 (Geology)、海洋地质学与地球物理学 (Marine Geology & Geophysics)、古代气候学与古代海洋学(Paleoclimatology & Paleoceanography)、古生物学 (Paleontology)、物理海洋学(Physical Oceanography)、地震学与固体地球物理学(Seismology & Solid Earth Geophysics)、固体地球化学(Solid Earth Geochemistry)11个领域。

 

　　国际学生申请该系研究生需要提交：TOEFL和GRE考试成绩、完整的研究生申请表格、个人简历、个人申请陈述、三封推荐信、本科成绩单、毕业证书与学位证书。申请的最终截止日期是1月3日，申请费为90美元。

 

　　6、密歇根大学安娜堡分校University of Michigan at Ann Arbor

 

　　密歇根大学安娜堡分校地球科学系在学界历来以其研究领域的“广”和“深”著称。系内教授研究成果卓著，在大陆环境 (Continental Environments)、地球微生物学 (Geomicrobiology)、地球物理学 (Geophysics)、矿物学与金属科学 (Mineralogy and Materials Science)、古代气候学 (Paleoclimate)、构造学(Tectonics)、古生物学 (Paleontology)、地球化学 (Geochemistry)、地形学 (Geomorphology)和地质标本(Geology Specimen)等领域均享有极高的学术声誉。

 

　　国际学生申请该系研究生需要提交：TOEFL和GRE考试成绩、完整的研究生申请表格、个人简历、个人申请陈述、三封推荐信、本科成绩单、毕业证书与学位证书。申请的最终截止日期是1月5日，申请费为75美元。

 

　　7、宾夕法尼亚州立大学帕克分校Pennsylvania State University at Park

 

　　宾夕法尼亚州立大学帕克分校拥有独立的地球与矿业学院，下设地球科学(Geosciences)、地理学 (Geography)、气象学(Meteorology)、能源与矿业工程 (Energy and Mineral Engineering)、材料科学与工程学(Materials Science and Engineering)五个系，教学和科研实力雄厚。

 

　　地球科学系目前主要包括以下六大研究领域：应用地球科学 (Applied Geosciences)、地球历史 (Earth History)、地表进程 (Earth Surface Processes)、地理生物学 (Geobiology)、地球化学 (Geochemistry)和固体地球(Solid Earth)。

　　国际学生申请该系研究生需要提交：TOEFL和GRE考试成绩、完整的研究生申请表格、个人简历、个人申请陈述、三封推荐信、本科成绩单、毕业证书与学位证书。申请的最终截止日期是12月15日，申请费为65美元。

 

　　8、亚利桑那大学 University of Arizona

 

　　亚利桑那大学地球科学系规模庞大，科研实力极其雄厚。系内目前设有三大研究方向：

 

　　1.固体地球(The Solid Earth)，包括地球物理学 (Geophysics)、沉积学与地层学 (Sedimentology & Stratigraphy)、地球结构(Earth Structure)、构造学(Tectonics)。

 

　　2.地球材料与化学 (Earth Materials & Chemistry)，包括生物地球化学(Biogeochemistry)、地球化学(Geochemistry)、地球年代学 (Geochronology)、矿产资源(Mineral Resources)、矿物学(Mineralogy)、岩石学(Petrology)。

 

　　3.地球气候与生态系统 (Earth Climate & Ecosystems)，包括地质考古学(Geoarchaeology)、全球变化(Global Change)、古代气候学(Paleoclimatology)、古生态学 (Paleoecology)、地表动力学(Surface Dynamics)。

 

　　国际学生申请该系研究生需要提交：TOEFL和GRE考试成绩、完整的研究生申请表格、个人简历、个人申请陈述、三封推荐信、本科成绩单、毕业证书与学位证书。申请的最终截止日期是1月15日，申请费为75美元。

 

　　9、哈佛大学 Harvard University

 

　　哈佛大学地球与行星科学系在地球科学界一直享有极高的学术声誉，并与美国国家自然基金会、美国国家航空航天局等机构保持了密切的合作关系。地球与行星科学系目前的研究领域主要包括：大气科学 (Atmospheric Sciences)、地球物理学 (Geophysics)、地球化学与天体化学 (Geochemistry and Cosmochemistry)、构造地质学(Structural Geology)、行星科学(Planetary Sciences)、古生物学(Paleobiology)、生物地球化学 (Biogeochemistry)、气候动力学(Climate Dynamics)和构造学 (Tectonics)。

 

　　国际学生申请该系研究生需要提交：TOEFL和GRE考试成绩、完整的研究生申请表格、个人简历、个人申请陈述、三封推荐信、本科成绩单、毕业证书与学位证书。申请的最终截止日期是12月31日，申请费为105美元。

 

　　10、得州大学奥斯汀分校 University of Texas at Austin

 

　　得州大学奥斯汀分校的地球科学研究最早可追溯到1888年地质学系的建立。2005年，学校正式成立了独立的杰克逊地球科学学院。

 

　　得州大学奥斯汀分校地球科学学院规模庞大，每年的科研经费预算高达5，400万美元，研究领域主要包括：水文地质学与环境地质学(Hydrogeology/Environmental Geology)、古生物学(Paleontology)、岩石学与地球化学(Petrology and Geochemistry)、沉积学与地层学(Sedimentology and Stratigraphy)、构造地质学(Structural Geology and Tectonics)、气候系统科学(Climate System Science)、海洋地质学与地球物理学(Marine Geology and Geophysics)、能源地球科学(Energy Geosciences)。

 

　　国际学生申请该学院研究生需要提交：TOEFL和GRE考试成绩、完整的研究生申请表格、个人简历、个人申请陈述、三封推荐信、本科成绩单、毕业证书与学位证书。申请的最终截止日期是1月1日，申请费为75美元。

 

　　对申请者的建议：
 

　　1. 美国名校的地球科学专业以社会需求为主，以科学发展为辅，在打破学科界限、高度综合地球科学整体研究对象的基础上提出了宏观层次的学术思想，如地球系统科学和地球工程学等交叉或边缘领域的构建。近年来，美国地球科学领域内各分支学科调整整合的幅度较大，单个学科的地位相对弱化，并始终与大型国家科研计划紧密结合。而中国地球科学专业基本上以科学发展为主、以社会需求为辅，总体上以跟踪式研究居多，单个学科的形象过于突出。因此，申请者在申请和求学的过程中，如果能从地球科学专业的整体出发，有针对性地提出地球科学领域内的创新思想，一定能取得良好的效果。

 

　　2. 作为工科类专业，美国地球科学研究生的攻读年限普遍比社会科学及文史类专业短，一般情况下1～2年即可获得硕士学位，五年以内能够获得博士学位。考虑到该专业方向的研究深度和广度，专家建议不急于工作的申请者可以考虑申请博士学位。

 

　　3. 美国地球科学专业对新生在本科阶段的数学和物理功底普遍要求很高，因此建议有志赴美攻读该专业的申请者一定要重视基础类课程的学习。

 

　　通过上面对美国大学专业中的地球科学专业的介绍及申请院校信息的对比与解读，相信对于很多计划去美国读研究生的人来说，可以参考上述的信息来进行专业院校的选择和甄别。

 

供稿人：鑫泉留学沈阳分公司美加咨询顾问　李卫

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