固體地球科學(xué)包括了經(jīng)典地質(zhì)學(xué)的內(nèi)容而又遠非僅僅是經(jīng)典地質(zhì)學(xué)，它還包括了地球物理學(xué)、測地學(xué)、深部地質(zhì)學(xué)等學(xué)科。
20世紀80年代板塊構(gòu)造登陸并獲得成功以來，固體地球科學(xué)已擺脫了單一的傳統(tǒng)模式而進入多側(cè)面、多層次、多論點、多視角的繁榮狀態(tài)。以下幾個方面，很可能仍是21世紀里固體地球科學(xué)的前沿領(lǐng)域。
1．全球構(gòu)造
全球構(gòu)造的研究表現(xiàn)在多個側(cè)面，如對各別地區(qū)的研究上升到置于全球構(gòu)造框架中來研究，對各別的構(gòu)造單元（如造山帶和盆地）將其統(tǒng)一起來，研究其運動學(xué)過程和動力學(xué)機制，將北半球的高原統(tǒng)一起來研究其隆升機制及與盆地的相間關(guān)系，將溝、弧、盆統(tǒng)一起來研究其大陸邊緣演化動力學(xué)，將對流、熱柱、冷墜等結(jié)合起來研究其造山和成盆的地球動力學(xué)等等。全球構(gòu)造的研究，是固體地球科學(xué)走向成熟的標志。
2．固體地球多圈層相互作用
20世紀里已發(fā)現(xiàn)了蓋層構(gòu)造與基底構(gòu)造的不協(xié)調(diào)性，并提出了圈層構(gòu)造不和諧的概念。地球化學(xué)的研究則發(fā)現(xiàn)地幔的橫向不均勻結(jié)構(gòu)，其密度異常，質(zhì)心偏離地心?，F(xiàn)在已有充分的證據(jù)說明：巖石圈板塊與下伏地幔之間、固體地幔與下伏流體地核之間都存在著差異運動。這些運動對板塊的消減、碰撞，大規(guī)模的陸內(nèi)走滑和物質(zhì)的側(cè)向擠出，地殼縮短、增厚和高原隆升等，都起著關(guān)鍵性的作用。因為多尺度和多樣化的流動形態(tài)共存于地幔之中。固體地球各圈層的耦合方式可歸結(jié)為：力學(xué)耦合、電磁耦合、物質(zhì)交換、物理耦合和化學(xué)耦合等。
3．地球的非對稱性和非穩(wěn)態(tài)運動
對地球進行動態(tài)監(jiān)測的空間技術(shù)已在板塊運動與地殼形變、地球自轉(zhuǎn)變化、地球參考系的建立和維持、地球引力場、大氣變化、洋流和海平面變化、核幔邊界扁率、地球質(zhì)心變化和同震觀測等方面取得了重要進展。原來所認識的球心實際是地球的幾何形狀中心，地球的質(zhì)心、熱心和磁心對幾何中心都是偏移的；地球質(zhì)心的變化可能是地球內(nèi)部物質(zhì)運動造成的，為研究全球構(gòu)造的動力學(xué)和分析全球構(gòu)造系的展布提供了新的思路。
4．地幔地質(zhì)學(xué)
地幔地質(zhì)學(xué)的當務(wù)之急，一是地幔的物質(zhì)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，二是從三維的角度考慮地幔對流（即把經(jīng)向流和緯向流聯(lián)合起來考慮）；三是上地幔與巖石圈之間的相互作用。進一步而言，地磁場結(jié)構(gòu)、地磁極倒轉(zhuǎn)機制、核幔耦合、各圈層耦合方式、地幔流驅(qū)動方式及地幔對流模型等，將是地幔地質(zhì)學(xué)的研究重點。中國位于歐亞、印度洋和太平洋三大板塊的拼合部位，是研究地幔地質(zhì)學(xué)最好的天然實驗室。
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