人类与地球自古便有着亲密而复杂的关系，我们生存在这个星球上，但往往不了解这个星球。本书就将带领读者走上一趟奇妙的旅程，由古至今地对地球科学，包括地质、大气、地理、地球物理、海洋、生态环境等学科的诸多有趣知识进行了介绍，作者从上述学科中提炼出100个主题将地球科学的发展、演变和现状讲述给读者，除了能够了解到地球和大自然的神奇之处，还能带领我们思考人类的行为对地球的影响。除100个知识主题外，本书还收集整理了20多位极具影响力的地球科学家的简短资料、28种矿石的高清照片与介绍，以及一份详尽的地球科学史时间轴，将地球科学历史事件、科学发明、历史事件和文化进程囊括其中，极具收藏价值。

引言
史前至15世纪
1 季节轮回
2 四种元素
3 柏拉图笔下的灾难
4 亚里士多德的《气象学》
5 皮西亚斯的探险
6 石头之书
7 地球周长
8 斯特拉波的地理志
9 “世界末日”
10 老普林尼的自然史
11 雨的来源
12 世界地图
13 潮汐的成因
14 美洲之旅
15 液态岩石
16 沧海桑田
17 彩虹的原理
18 财富之旅
19 磁导航
20 天气测量
21 哥伦布的航行
22 环球航行
23 金属的性质
24 潜水艇
25 气压
26 天气数据
27 岩层
28 温度
29 风
30 地球的形状
31 地质图
32 地震
16世纪至18世纪
33 冰为何漂浮
34 火成岩
35 地球的年龄
36 一种地球理论
37 水成论
38 灭绝
19世纪
39 给云分类
40 风速和风暴
41 化石记录
42 气候学
43 气象图
44 恐龙
45 《地质学原理》
46 冰期
47 锋面
48 地质年代的划分
49 《矿物学手册》
50 大陆架和大洋洋底
51 洋流
52 人类的近亲
53 天气预报
54 探索高空
55 飓风
56 “挑战者号”的探险
57 美国地质调查局
58 积雨云
59 喀拉喀托火山的喷发
60 造山运动
61 厄尔尼诺
62 温室效应
63 探索南极洲
64 气象气球
65 地球的热量
66 莫霍面
20世纪
67 寒武纪生命大爆发
68 放射测年法
69 大陆漂移
70 变质岩
71 树木年代学
72 里氏震级
73 铁质的地核
74 矿物分类
75 气象雷达
76 失落的生命：埃迪卡拉
77 微小的化石
78 大西洋中脊
79 气候模型
80 气象卫星
81 板块构造论
82 马里亚纳海沟
83 流星
84 地球磁场翻转
85 热点
86 地球的形成
87 美国国家海洋和大气管理局
88 超深钻孔
89 龙卷风
90 热液喷口
91 大灭绝
92 火山泥流
93 臭氧层空洞
94 地球变雪球
95 “阿尔戈”计划
96 制造月球
21世纪
97 海啸
98 地球之水从何来
99 海洋清理
100 走向“行星科学”
101 地球科学：基本知识
未解之谜
伟大的地球科学家

欢迎进入地球科学的世
界！还有什么主题比地球本
身更值得研究呢？毕竟，这
颗星球是我们的家园，何况
它还充满了让你目不暇接的
自然奇趣。地球科学的看点
层出不穷，只是很多人还没
意识到而已。即便是一位地
球科学专家，也只能从这个
领域五花八门的分支课题里
择其一二。比如，他可能会
去不见天日的大洋深处探索
其中的奥秘，也可能会去追
逐如同龙卷风和飓风那样的
极端天气气候事件，还可能
打算从我们脚下的岩层中发
掘出一些让人无可争议的事
实。
伟大的思考者总是通过
他们伟大的想法和伟大的行
为来缔造伟大的故事。本书
收集了100个这样的故事，
其中每个故事都关乎一个重
大、深邃的问题，且都改变
了我们理解海洋、大气的方
式，甚至改变了我们理解这
颗蓝色行星本身的方式。而
通过对地球的认识，我们对
浩瀚宇宙的认识也更为丰富
了。不过，我们由此获得的
知识还没有完全定型：我们
必须围绕这些知识继续开展
工作，让它们不断接受证据
的检验，进而判别哪些知识
是可靠的，而哪些知识或许
并不靠谱。
了解这个世界
说起关于地球科学的故
事，它的开端跟其他科学门
类的缘起并没什么不同。古
代那些意欲理解世界万物的
思考者们，会自然而然地从
身边的事物着手，思考地上
的岩石、海洋中的水，以及
天上的空气和扬起的长风。
这些思考最终给物理、化学
等学科铺平了道路，而物理
、化学这些早期的分科研究
，后来又为科学事业向自然
界全面进军夯实了基础。当
然，地球科学特别依赖这些
经典学科的成就，但同时，
在地球科学领域奋斗的专家
们早已开拓出一片专属于自
己学科的疆土。
不难想象地球科学方面
最早的研究成果可以带来的
实际利益。比如，世界上已
知最早的一批预报天气的人
士，就分布在从中国到地中
海这一带。人们对岩石的兴
趣也出于类似的动机，毕竟
如果善于发现价值连城的矿
石和宝石，绝对是好事一桩
。
同样是在古代，埃拉托
色尼运用数学知识算出了地
球的周长。他在距今约
2200年的时候得到的结果
，跟如今所知的数据相去不
远，而他的“设备”却只是一
根在阳光下投出影子的长竿
。在他之后的几百年里，像
斯特拉波、皮西亚斯这样的
地理学家开始充分描绘这个
纷繁复杂的世界。“已知的
世界”最初是很小的，但它
在不断扩大。海员们从遥远
的地方带回了传奇一样的故
事，而像埃里克森、郑和、
麦哲伦这样的探险家则把他
们冒着生命危险换来的新发
现加进了世界地图。
融合众多学科
16世纪末，完整的全球
海陆分布图基本宣告画定。
但若问这些陆地是怎么形成
的、是由什么构成的，以及
它们是否正在变化，此时依
然疑云重重。更多的知识才
刚刚开始浮现——此后不久
，地球科学被清晰地划分为
一系列独立的学科：气象学
家研究大气层中的各种效应
，尤其关心天气；气候学家
的视角在时间尺度上更广，
他们想知道地球上的环境在
不同的年份、不同的世纪里
会如何变化，以及它为何偶
尔会陷入冰河时代的苦寒之
中；海洋学家则深入海水里
的秘境，想探究大海究竟隐
藏了哪些玄机；地质学则是
对大地本身的研究，它又可
以细分为矿物学和岩石学，
其中矿物学关注大地内部自
发的化学变化，岩石学则关
注石头的形成过程；大地测
量学家会对地球的形状做精
细的测算，因为地球并不像
很多人认为的那样是圆的；
地球物理学家则想要了解一
些大尺度地貌特征，比如山
脉、冰原、峡谷和深海沟，
并认为它们都属于全球尺度
型系统。在解答这些“大哉
问”时，还有两个领域做出
了关键的贡献，那就是地震
学和古生物学。地震学，如
其名称所示，要去倾听大地
的声音，利用与声波类似的
地震波，去探悉地球内部的
详细构造。古生物学，用通
俗的语言来说，就是要寻找
化石，因为化石可以帮我们
断定其岩层所属的年代，进
而将其与来自世界各地的、
分属不同地质时期的岩石做
对比，这可是一种有助于探
知地球历史的强有力的工具
。而所有的这些分科，都可
以用查尔斯·莱尔在19世纪
30年代提出的一个简单的想
法来统率——这位现代地球
科学的领军人物说：“现在
是打开过去的钥匙。”我们
看到了当前地球上所发生的
，就可以明白它过去所经历
的。而与这一点同样重要的
是，这会让我们有足够的信
心去预判地球的前途，以及
所有依赖地球存身的生灵会
有怎样的未来。