什麼是地球化學
石頭科普工作室 2018.10.9
地球化學是地球科學和化學的交叉學科。地球化學的起源至少可以追溯到盧瑟福和居里夫人對放射性同位素的研究，由此誕生了放射成因同位素地球化學，人們可以對地球進行精確定年。在布拉格用X射線衍射測定晶體結構後，戈爾德施密特將元素根據親和性進行分類，這是元素地球化學的起源。而穩定同位素地球化學起源於尤里對氧同位素的研究，從此人們可以對古老地球樣品進行溫度測量。結合同位素地球化學和元素地球化學，人們可以嚴謹的剖析地球複雜的演化歷史，預測地球和生命的未來。由此可見，地球化學的誕生直接來自於其它學科的進步，最早的基礎是物理和化學，之後可以拓展到生物、統計、工程、生態、計算機等等學科。
地球化學的未來在哪裡
一方面還是要不忘初心，積極主動的發揮拿來主義，把其它學科的先進理念和方法為我所用，去解決地球科學以及其它學科的前沿問題。利用先進的計算機技術和量子化學計算取得的進展，我們可以對同位素的分餾和元素的分配開展理論計算，突破實驗室的物理條件限制，我們把研究領域可以拓寬到無限的時間、溫度和壓力範圍，從地核深部到太陽系行星的超冷體系，從平衡態到極端不平衡態，從超新星爆炸到大碰撞過程。結合現代物理和化學測量技術的進步，我們可以開拓原位、微區、無損的測量方法，可以得到更多、更準確、更精細的觀測結果，揭示前所未有的重要發現。結合大數據、人工智慧和機器學習，我們可以更好歸納總結近百年的地球化學和地球物理觀測數據，站得更高就能看得更深遠。14年嫦娥三號拍攝地球照片公開另一方面是地球化學要主動的、勇敢的走出去，去應用到各種重要而且有趣的領域中。在傳統的地球科學研究領域之外，地球化學可以和生物學、醫學結合，去探尋營養元素運移的規律；和食品工業結合，去研究高價值食品的溯源問題；和土壤環境結合，為污染治理提供關鍵參考方案；和城市和鄉村規劃結合，讓我們的城市和鄉村更加乾淨；和考古學結合，用同位素和元素示蹤去揭示人類文明發展的脈絡；和環境工程結合，為人類提供更適宜的生活環境。我們也可以利用同位素和元素去研究基本的物理和化學問題，交叉的領域往往藏有知識的寶藏。我們需要做更多的科普，吸引政府部門和社會大眾的興趣，將我們的知識傳播到社會的每個角落。
找到出發時的初心，面向快速變化的未來，我們應該行動起來，凸顯地球化學的戰略地位。地球化學不僅是工具，更是獨特的重要的學科體系。我對地球化學始終充滿信心！
※來源：高維度穩定同位素。
To share the excitement of the new thinking, to explore new analytical tools, to communicate and comment on new discoveries, to educate next generation stable isotope researchers, and to foster collaborations among the research community.
排版：時塵責編：黃澤森作者簡介
黃方，中國科學技術大學地球和空間科學學院教授。研究領域涵蓋高溫岩石地球化學和低溫表生地球化學，具體方向有金屬穩定同位素，陸殼的風化和環境演化，鈾系不平衡，地球圈層的相互作用，實驗岩石學和第一性原理計算。
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