地球科学

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仿真自然界的现象时，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。

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。

地球科学有非常强的地域性，例如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。

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，数学帮助计算彗星的运动轨迹、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，更进而创建演化的架构。所以地球科学是一门集成性的学科。

地球科学中普遍将地球分为四个领域：岩石圈（地圈）、水圈、大气圈和生物圈; 分别对应于地球的岩石、水、空气和生命。 此外还包括冰雪圈（对应于冰），是水圈的一部分；土壤圈（对应于土壤），是岩石圈的最外层。

• 自然地理学，涵盖了地貌学、土壤学、水文学、气象学、气候学和生物地理学[1]。
• 地质学主要研究地球地壳（岩石圈）的状态和演变，主要分支学科包括矿物学、岩石学、地球化学、地貌学、古生物学、地层学、构造地质学、工程地质学和沉积学[2][3]。
• 地球物理学和大地测量学主要研究地球的形状、受力，以及地球的磁场和重力场。地球物理学家探索地球的内地核、地幔构造以及岩石圈的地震活动[3][4][5] 。主要分支学科包括地球动力学、地磁学、构造物理学、地震学和勘探地球物理学。
• 土壤科学，涵盖了地壳受到成土作用形成的最外层（土壤圈）。主要分支学科包括土壤学和土壤生态学[6]。
• 生态学，涵盖生物相与自然环境间的交互作用。这一领域区别了地球科学与其他太阳系内的行星科学，地球是目前所知唯一拥有生命的行星。
• 水文学和海洋学（以及湖沼学）研究地球水圈中水的运动、分布和质量，主要分支学科包括地表水文学、水文气象学、水文地质学[7]、物理海洋学、海洋化学和海洋生物学。
• 冰川学，涵盖了地球上的冰（冰雪圈）。
• 大气科学研究地表至散逸层（高约1000 km）之间的地球大气层。主要分支学科包括气象学、气候学、大气化学和大气物理学。