地球科學或地球科學包括與地球有關的所有自然科學領域。這是科學的一個分支，涉及地球四個球體（即生物圈、水圈、大氣和地圈）的物理、化學和生物復雜結(jié)構和協(xié)同聯(lián)系。地球科學可以被認為是行星科學的一個分支，但歷史要悠久得多。地球科學包括四個主要研究分支，巖石圈，水圈 、大氣和生物圈，每一個都進一步細分為更專業(yè)的領域。

地球科學有還原論和整體論兩種方法。它也是對地球及其在太空中的鄰居的研究。一些地球科學家利用他們對地球的了解來定位和開發(fā)能源和礦產(chǎn)資源。其他人則研究人類活動對地球環(huán)境的影響，并設計保護地球的方法。有些人利用他們對地球過程（如火山、地震和颶風）的了解來規(guī)劃不會讓人們接觸這些危險事件的社區(qū)。

地球科學可以包括地質(zhì)學、巖石圈和地球內(nèi)部的大尺度結(jié)構以及大氣、水圈和生物圈的研究。通常，地球科學家使用來自地質(zhì)學、年代學、物理學、化學、地理學、生物學和數(shù)學的工具建立對地球如何運作和演化的定量理解。例如，氣象學家研究天氣并注意危險的風暴。水文學家檢查水并警告洪水。地震學家研究地震并試圖了解它們將發(fā)生在哪里。地質(zhì)學家研究巖石并幫助尋找有用的礦物。地球科學家經(jīng)常在野外工作——也許是爬山、探索海底、爬過洞穴或涉水沼澤。他們測量和收集樣本（如巖石或河水），然后將他們的發(fā)現(xiàn)記錄在圖表和地圖上。

研究領域

以下科學領域通常歸類為地球科學：

• 地質(zhì)學描述了地殼（或巖石圈）的巖石部分及其歷史發(fā)展。主要的子學科是礦物學和巖石學、地貌學、古生物學、地層學、構造地質(zhì)學、工程地質(zhì)學和沉積學。
• 自然地理學側(cè)重于將地理學作為地球科學。自然地理學是對地球季節(jié)、氣候、大氣、土壤、溪流、地貌和海洋的研究。自然地理學可以分為幾個分支或相關領域，如下：地貌學、生物地理學、環(huán)境地理學、古地理學、氣候?qū)W、氣象學、海岸地理學、水文學、生態(tài)學、冰川學。[需要引用]
• 地球物理學和大地測量學研究地球的形狀、它對力的反應以及它的磁場和重力場。地球物理學家探索地核和地幔以及巖石圈的構造和地震活動。地球物理學通常用于補充地質(zhì)學家的工作，以全面了解地殼地質(zhì)學，特別是在礦產(chǎn)和石油勘探方面。地震學家使用地球物理學了解板塊構造移動，以及預測地震活動。
• 地球化學被定義為研究控制地質(zhì)環(huán)境中化合物和同位素的豐度、組成和分布的過程。地球化學家使用化學工具和原理來研究地球的組成、結(jié)構、過程和其他物理方面。主要分支學科是水地球化學、宇宙化學、同位素地球化學和生物地球化學。
• 土壤科學涵蓋了受土壤形成過程（或土壤圈）影響的地殼最外層。該研究領域的主要分支包括土壤學和土壤學。
• 生態(tài)學涵蓋生物與其環(huán)境之間的相互作用。這一研究領域?qū)⒌厍蜓芯颗c太陽系中其他行星的研究區(qū)分開來，地球是唯一充滿生命的行星。
• 水文、海洋學和湖沼學是關注水的運動、分布和質(zhì)量的研究，涉及地球及其大氣（或水圈）水文循環(huán)的所有組成部分。“水文學的子學科包括水文氣象學、地表水水文學、水文地質(zhì)學、流域科學、森林水文學和水化學。”
• 冰川學涵蓋了地球（或冰凍圈）的冰冷部分。
• 大氣科學涵蓋地表和外逸層（約 1000 公里）之間的地球（或大氣）的氣態(tài)部分。主要子學科包括氣象學、氣候?qū)W、大氣化學和大氣物理學。

地球內(nèi)部

板塊構造、山脈、火山和地震是可以用地殼中的物理和化學過程來解釋的地質(zhì)現(xiàn)象。

地殼下面是地幔，地幔被重元素的放射性衰變加熱。地幔不是很堅固，由處于半永久對流狀態(tài)的巖漿組成。這種對流過程導致巖石圈板塊移動，盡管速度很慢。由此產(chǎn)生的過程被稱為板塊構造。

板塊構造可以被認為是地球重新浮出水面的過程。由于海底擴張，巖漿從地幔流到近地表，通過裂縫冷卻和凝固，形成了新的地殼和巖石圈。通過 俯沖，大洋地殼和巖石圈返回對流地幔。

產(chǎn)生新地殼的地殼區(qū)域稱為發(fā)散邊界，將其帶回地球的區(qū)域稱為會聚邊界，而板塊相互滑過但沒有產(chǎn)生或破壞新巖石圈物質(zhì)的區(qū)域稱為變換邊界。 （或保守的）邊界 地震是巖石圈板塊運動的結(jié)果，它們經(jīng)常發(fā)生在收斂邊界附近，在該邊界處，部分地殼作為俯沖的一部分被迫進入地球。

火山主要來自俯沖地殼物質(zhì)的熔化。被迫進入軟流圈的地殼物質(zhì)熔化，部分熔化的物質(zhì)變得輕到足以升到地表——從而產(chǎn)生了火山。

地球大氣層

對流層、平流層、中間層、熱層和外逸層是構成地球大氣層的五層。大氣中 75% 的氣體位于對流層的最低層?？傊?，大氣由大約 78.0% 的氮氣、20.9%的氧氣和 0.92%的氬氣以及少量其他氣體（包括 CO 2和水蒸氣）組成。水蒸氣和 CO 2使地球大氣能夠通過溫室效應捕獲并保持太陽的能量。這使得地球表面足夠溫暖，可以擁有液態(tài)水并維持生命。除了儲存熱量外，大氣還通過保護地球表面免受宇宙射線的傷害來保護生物體——宇宙射線通常被錯誤地認為會被磁場偏轉(zhuǎn)。由核心的內(nèi)部運動產(chǎn)生的磁場產(chǎn)生了保護地球大氣層免受太陽風影響的磁層。由于地球已有45 億年的歷史，如果沒有保護性磁層，它現(xiàn)在已經(jīng)失去了大氣層。

地球磁場

磁場也非常重要，因為一些鳥類和昆蟲使用它來長距離導航，利用它們皮膚中的磁化鐵晶體。地球磁場最重要的功能是保護其生物。高能質(zhì)子與太陽風中的電子一起偏轉(zhuǎn)。如果有機體直接暴露在這些顆粒中，那將是致命的。為了使磁場的一致性保持恒定，必須有一個有吸引力的磁場。

地球科學概論

氣候

• 大氣化學
• 地理氣候?qū)W氣象
• 水文氣象
• 古氣候?qū)W

生物類

• 生物地球化學
• 生物地理學
• 生態(tài)景觀生態(tài)
• 地質(zhì)考古
• 地球微生物學
• 古生物學
• 孢粉學
• 微古生物學

水類

• 水文
• 水文地質(zhì)
• 湖沼學（淡水科學）
• 海洋學（海洋科學）
• 化學海洋學
• 物理海洋學
• 生物海洋學（海洋生物學）
• 地質(zhì)海洋學（海洋地質(zhì)學）
• 古海洋學

巖石類

• 地質(zhì)學
• 經(jīng)濟地質(zhì)
• 工程地質(zhì)
• 環(huán)境地質(zhì)學
• 歷史地質(zhì)第四紀地質(zhì)
• 行星地質(zhì)學和行星地理學
• 沉積學
• 地層學
• 構造地質(zhì)學
• 地理人文地理學自然地理學
• 地球化學
• 地貌學
• 地球物理學年代學地球動力學）
• 地磁
• 重力測量
• 地震學
• 冰川學
• 水文地質(zhì)
• 礦物學晶體學寶石學
• 巖石學巖石物理
• 洞穴學
• 火山學

土壤類

• 地理
• 土壤科學
• 生態(tài)學
• 土壤學

系統(tǒng)類

• 地球系統(tǒng)科學
• 環(huán)境科學
• 地理
• 人文地理學
• 自然地理學
• 蓋亞假說
• 系統(tǒng)生態(tài)
• 系統(tǒng)地質(zhì)學

其他

• 地理
• 制圖
• 地理信息學（地理信息科學）
• 地質(zhì)統(tǒng)計學
• 大地測量與測量遙感
• 納米地球科學