地球科学百科全书引言
人和地球
人类经过漫长的演化和发展，对地球上的资源的依赖程度越来越大。人类从来也没有象今天这样把自己的命运和地球上的资源如此紧密地联系在一起。然而，尽管如此，大多数人对我们所居住的星球所知甚少甚至不去注意它。
其实，人们对岩石经风化形成的土壤很感兴趣，人们对宝石和稀有矿物的美丽很欣赏，我们的大部分能源是由史前时期的植物和动物的遗体形成的煤和石油所提供的。我们的工业严重地依赖于诸如铁、铅、石灰石、粘土等矿物。人们生活所必需的这些自然产物之所以能较容易地获得，是由于我们对地球有一定的了解以及将地球科学和地质工程学的基本理论加以运用的结果。
对于气势磅礴的科罗拉多大峡谷，对于寂静而神秘的巨大洞穴，对于巍巍高耸的珠穆朗玛峰，对于一泻千里的大河，谁不感慨万分、惊叹不已？自然界中的这些壮观景象，无论哪一种都是由最基本的地质过程形成的。而这些基本地质过程从地球诞生——约45 亿年前——之后不久，就开始塑造着地球的面貌，直到今天也还在起作用。每个人都应当对我们这个古老而又脆弱的行星，这个作为我们家园的行星的复杂多样的环境有较多的了解。
地球科学
这本百科全书包括了地球科学的各个分支学科，其中每一门分支学科都会有助于我们认识作为行星的地球。广义来说，这些学科探讨的是地球的组成、地球上的过程、地球的历史以及地球在宇宙空间中所处的环境；狭义来说，地球科学的各门学科所探讨的是地球上的空气、土地、水以及地球上的植物和动物。
直到19 世纪初，地球还一直被认为是自然科学家的研究领域。到这个时候，单独的一个人也还能在某种程度上掌握人类所积累的知识。但是，随着对地球进行了更多的观察和研究，以及地质科学被作为一门科学而从其它自然科学中分出来，对于任何一个人来说，要掌握在地球科学领域所积累的全部知识，就成为一件不可能的事了。紧接着，对地球的研究就形成了若干专门的领域，地球科学的一些主要分支学科也就逐渐分化出来。然而，这些分支学科中的任何一门都没有和母学科完全脱离开，而且各学科之间相互存在着联系以及彼此研究领域的相互重叠。
今天，为了把地球作为一个整体来看待，人们试图消除地球科学各分支学科间变化不定的边界的努力越来越加强了。但这并不是要回到200 年前的所谓的自然科学那种水平上去。当然，把每一门学科的最重要的方面综合在一起是理所当然的，并且有着深远的意义。例如，假如我们要探讨地球的组成的话，就需要从各学科综合角度来考虑。如果要问我们的行星是由什么构成的，可能会有很多人回答说：“岩石和土壤”。这种回答并不令人奇怪，因为大多数人所想到的只是固体的地球。但是固体并不是地球上物质存在的唯一形式。气态物质和液态物质——空气和水，对于生命和地质过程来说，也是基本因素，水和空气也象地球的固体表面一样，是地球的重要部分。气体、固体和液体这3 类物质形态通常用大气圈、水圈和固体圈这3 个术语来表示。大气圈是一个很厚的层，它包围着地球，为地球上的生命提供着气体。大气圈是气象学家的研究领域。气象学家对大气层本身以及大气层中的所有现象——特别是与大气层有关的气候和气象感兴趣。地球科学的另一门分支科学是地质学。地质学家主要是对岩石圈，也就是对我们居住的行星的固体的“岩石”部分感兴趣。岩石圈的岩石除了为我们提供了居住的基础，还为我们提供了所需要的大量天然资源。水圈是以海洋形式存在的面积辽阔的一层水，它覆盖了地球表面几乎71％的面积。水圈也是地球的一个重要构成部分，如果没有水圈，生命也就不会存在了。辽阔的海洋是海洋学家特别感兴趣的。广义的水圈还延续到陆地上，包括陆地上的地下水以及沼泽、湖泊和河流。水文学家是研究地球上宝贵的淡水的分布、循环及其组成成分。虽然上述3 个圈层在组成物质上有明显的不同，但是它们彼此的界限却并不很明确。尤其是这3 个圈层之间存在着相互作用，在岩石与空气、水与岩石、空气与水相接触的地方，它们的相互作用表现为连续的逐渐过渡带。这3 个圈层之间的持续不断的相互作用，是地球科学家们所非常关心的，因为一些重要的变化通常就是发生在这3 个圈层相互间的接触面上。