摘要生态环境在恶化，资源在消耗，人口在增长，为了人类的持续发展，需要迅速发展高科技，规划研制新对策。本文从人类发展需要及科学理论趋势出发论述了地球科学各门类的大体系综合理论跃迁的观点，提出以地球深源岩浆热动力为主链的岩石圈、水圈、大气圈、生态环境圈的总体物质-热力运动高统领性理论。建立新型高技术观(监)测系统。
关键词地球科学大体系理论;地球热动力学;全球变化与持续发展对策;圈层动力偶合;垂直热动力链;能源-资源系列;生态环境系列;灾害系列;地球演化与生态环境变迁;星体比较地质学;理论地质学
在漫长的历史过程中，人类为了生存与发展，积累了丰富的与大自然斗争的知识经验，近200年来形成了地理、地质、海洋、气象、环境等十几个现代地球科学门类和边缘交叉学科。结合社会需要各自得到相应的发展。近20年来随着经济开发范围的日益扩大、工程规模的迅速增长，当代人类的发展面临着生产力发展滞缓、能源-资源短缺、生态环境恶化、灾害冲击等一系列复杂局势，人类与地球自然环境的冲突明显地紧张起来。我国地理、地质、自然、经济状况复杂，人口众多，生态环境基础脆弱，目前又处于生产力发展的特殊时期，因而人地关系的矛盾就更加尖锐复杂，损失日趋严重。新的趋势预示着人类的发展面临着全方位的科学技术挑战，单学科的理论方法已无法全面解决这些复杂的科学技术问题。地球科学正处于一个新的历史转换关头，急待在新的形势下利用新的信息背景和原有各学科的基础，根据系统论、认识论和新的哲学思想，调整内部结构，重新组合，探索总体规律、发展高统领性理论，提高地球科学理论的纵横洞察水平，提高解决实际问题的综合能力和经济技术效益。
近年来航天航空遥感、深层地球物理勘测、超深钻探给地球科学提供了丰富的全球性、区域性宏观信息和地球各圈层的纵深断面资料，微观、超微观研究方面也有明显的进展，大量科学发现、经济建设教训揭示出地球科学的弱点在于孤立自闭、表浅地对待地球大体系运动，很多跨学科、高层次、大纵深的规律理论无法析理脱颖出来，单学科的进展受到复杂背景的限制，不少学科概念、理论和实用生态环境大变动，如冰川、洪涝、干旱、地震、火山和早期人类文明点的绝灭，例如玛雅文明的消失，大西洲的沉没，庞培城的覆灭，印度的死丘事件，古人类的几度兴衰等。这些生态事件的原动力都远非地球外力所能解释，而是来源于地内本底更强的热动力条件，当然也可能包括少量的天文原因，作为太阳系整体的日地关系上，地内热潮与太阳系的热振荡也是统一的过程。
综上所述，全球生态环境变化包涵着地球外动力低能态的变动和地内强热动力高能态的剧烈灾变，在一定的时间、空间域内综合地显现出来，其中地内高能态灾变是本底，是背景，是基础，是主流，是本质。外力运动是导生的、微弱的、缓慢的，从总体能量级别和结果看，比地内本底背景低1～2个数量级。目前我们有点不分主次地将它们混同对待，所以在理论、方向上有所失误，导致一系列探测、研究成效低微的恶果。全球生态环境变化研究计划，因牵涉的学科、社会人文及技术经济问题十分广泛、复杂，现有成果距离真正揭示内在规律，分清大自然本底变迁与人类社会影响，作出全面准确的科学推论和有效对策尚有很大距离，是地球科学界一项复杂长期的使命任务。建议有关学科的专家们思考、论证，以期进一步明确全球生态环境变化和可持续发展科研攻关方向，调整计划，加速发展地球科学综合大体系理论，谋求更现代化的观测监控技术环境，争取为人类文明的昌盛，作出更大的贡献。
理论方向正确了，接着就是要研制一套体现当代科学技术水平的探(监)测技术和研究方法、策略。
所以，将研究中心重新调整到面对整体地球大自然环境、整体系动力学研究方面，深刻解析全球变化和地区生态环境变化，超前发展具有全球变化特色的地球科学大体系理论。其中遥感技术在这个领域的探测潜力急待大力开发，以期尽快形成相应的科学技术研究水平和预测能力，为此建议:
(1)结合全球生态环境变化研究发展航天对地遥感技术系统，开发精细图像和宏观微弱变态的遥感数据潜力，总结出多类型的动态标志。航天遥感是当前有发展前景的对地连续观测系统，空间、时态、波谱分辨率正在迅速提高着。过去30年也发现了大量地球生态环境变化的现象，由于缺乏专题科研任务，所以进展不大，这不等于说已有大量的遥感数据库中就开发不出来研究全球环境变化的基础依据，而是注意不够、投入不足、研究不深而已。
(2)以地球中心为基点，大地水准面为参考，建立足以标示高、中、低级物质、能量运动的全球动力学坐标系，建立全球生态环境变化，大自然背景变迁的多专业综合数据库，同时考虑扣除近250万年来的地外天文影响因素。
(3)以地球深源热动力垂向柱状(包括海洋、陆地)地质-生态环境链模型为理论依据，在全球现实热活动的敏感点即“烟囱口”建立200～300个地面监测站和空地对比定标场，主要监测地内热流值，5～10m深温度变化，地应力值、微量气体测量，作为航天遥感探测、多学科综合研究的基站。可与气象、地震、火山、地内灾变源、地球的敏感点入手，将各类灾害分布的时空规律总结出来、它们在空间上往往是分布在地内热动力的灾变点(带)、而且成串、成系列地分布，如地内热爆炸-火山-地震-地表强爆-海啸-海水强湍流-强气旋(飓风、台风)-干旱-暴风雨-雷电-生态环境灾变-崩塌、滑坡、泥石流、生物灾害，它们之间有密切的相关，有征兆标志可供监测预防。灾害源有很多特征，可以用来恢复历史、观测现实、预测未来。灾害发生的时间规律、即地内热爆炸的时机，可能要涉及整个太阳系的热灾变环境，不能仅考虑地球本身的原因，要从天文、地质相关追溯中，逐步探索这些规律。要总结灾害系列的征兆标志、前因后果，建立全球性、区域性的航天航空灾害监测网络(包括仪器系列、台站、通讯、汇录、数据预报)，逐步提高预测预报能力，防灾减害，保障人类的生存与发展。
现行的环境地质研究中也普遍存在忽视主导大背景的弊端，因而勘测水平不高，导致严重的工程教训。例如大型工程的区域地质构造稳定性评价，多从表浅地壳出发，忽视深部岩浆热动力条件，得出片面的结论。地面沉降是近年来发现的重要环境地质灾害，往往单纯归结为由地下水过量开采所致，忽视了地动性，特别是深源动力引起的地表升降。水资源评价也是只考虑目前探采深度几十米、数百米的表浅空间，得出地下水不足的结论，殊不知地下水的深源供给是很有远景的，一般情况下不必担心地下水不足而遏制人类活动，关键是防止污染破坏。缓慢的环境变迁如干旱化、沙漠化、水土流失、海岸线变迁，除了目前意识到表浅地质、地理因素外还有更重要的地球内部热动力背景有待去探索，否则也难以得出更深刻的结论。比较大型的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害，除现在注意的地理、地质原因外，地内热灾变才是更重要的原因。地震地质目前预报不够成熟的根源也在于对震源机制理解过浅，仅着眼于固体机械运动的结果。总之，地球科学中的很多问题都有待重新认识、重新评价，以向更深入、更高层次发展。地球各圈层间有复杂的物质通量和动力耦合关系、因果关系，人和自然的相互作用就寓于这种复杂的背景中。当前我们对地球、大自然的认识尚很肤浅、片面，更多的奥秘仍有待去深入探索。
高深科学理论的发展离不开高技术的支撑，遥感等现代技术手段为高理论的启动提供了初始条件，为新理论的萌发提供了丰富的信息基础。但从新的地球科学大体系理论发展需要看来，这些观测技术仍很不够，需要补充很多新的探测方法，例如高精度的温度探测，高灵敏度的气体探测，成系列的监测网络、台站和信息处理中心，新的地球物理、地球化学和生物学观测技术等，从而组成大的观测系统和配套系列，提高信息捕获能力，使科学技术与科学理论相互促进、扩展地球科学的观测领域和观测精度，为地球科学理论的大幅度发展提供更先进的技术手段，调动千万地球科学工作者向新的理论进军，全面评估全球生态环境变化，研制经济持续发展战略，谋求高效对策，为人类的文明昌盛作出应有的贡献。
———录自:CNC-IGBP学术交流论文集，1985
［纳米比亚］布兰法山圆涌构造
内蒙古阿巴嘎旗北新生代火山圆涌构造
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