三、人與自然的關(guān)系

人類出現(xiàn)以后，人與自然的關(guān)系變得非常密切。人類生活在自然界中，自然界有人需要的空氣、水、資源、能源等等，自然界的氣候環(huán)境也影響著人的生存。地球養(yǎng)活人類，人類依賴地球，人類面臨的資源、能源、環(huán)境、生態(tài)、氣候、災(zāi)害等生存發(fā)展的一切問題都要靠地球科學(xué)去求索和解決?？梢哉f，地球科學(xué)是養(yǎng)活人類的科學(xué)，人類離不開自然就是離不開地球科學(xué)。

1.人類所需的絕大部分物質(zhì)，都來源于礦產(chǎn)資源和能源，需要地球科學(xué)去研究、尋找、開發(fā)

現(xiàn)在人類社會所需的能源大部分是從礦產(chǎn)資源中獲得的。資源有可再生和不可再生之分，可再生資源包括生物質(zhì)能、太陽能和風(fēng)能等，不可再生資源主要包括煤炭、天然氣和其他一些礦產(chǎn)資源。

社會發(fā)展的過程就是人類向自然索取資源和能源，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)樨敻坏倪^程。從某種意義上說，沒有自然資源就沒有我們今天的社會和社會發(fā)展。資源的消耗量與發(fā)展呈正比。

世界是由物質(zhì)組成的，物質(zhì)是由材料表征的，材料是人類文明的重要標(biāo)志，是社會進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)。從古代石器時代到青銅器時代再到鐵器時代，材料的革新促進(jìn)了社會的發(fā)展。19世紀(jì)，鋼鐵的廣泛應(yīng)用使人類進(jìn)入工業(yè)時代。隨著材料進(jìn)一步發(fā)展，出現(xiàn)了信息材料、超導(dǎo)材料、納米材料、復(fù)合材料、仿生材料等，人類開始邁入信息社會。盡管出現(xiàn)了這么多新材料，但所有材料最基本的原料還是從巖石和礦物當(dāng)中獲取的。

另外，在所有自然資源中，水資源對人類來說是最重要的。地球上的總水量約14億立方公里，看似豐富，但實際上97.5%都是海水。地球的淡水資源僅占其總水量的2.5%，而在這適合人類飲用的極少的淡水資源中，又有70%以上被凍結(jié)在南極和北極的冰蓋中。所以淡水是非常寶貴的資源，尋找水源和節(jié)約用水變得尤為重要。隨著社會不斷發(fā)展，人類對水資源的需求量也逐漸增加。據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計，按照全球人均用水量的標(biāo)準(zhǔn)，全世界有100多個缺水國家，還有幾十個嚴(yán)重缺水的國家。我國水資源存在時空分布不均的問題，在空間上是南方多，北方少；在時間上是夏天多，冬天少。國家很重視這個問題，啟動了南水北調(diào)工程。

2.人類生存的生態(tài)環(huán)境需要地球科學(xué)去研究、保護(hù)和改善

我國應(yīng)該是世界上發(fā)展最快的國家，建設(shè)日新月異。建設(shè)過程中對大量土地資源的使用對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了一定影響。所以現(xiàn)在我們已經(jīng)意識到并反復(fù)強(qiáng)調(diào)生態(tài)文明和生態(tài)建設(shè)的重要性。

3.人類面臨的嚴(yán)重自然災(zāi)害需要地球科學(xué)去預(yù)測、預(yù)防和救助

自然災(zāi)害危害巨大，可能會造成嚴(yán)重的生命財產(chǎn)損失。聯(lián)合國教科文組織提到，預(yù)防和減輕自然災(zāi)害是21世紀(jì)最重要最迫切的二十個全球性問題之一。這一問題的規(guī)模之大，造成的苦難之巨，采取全球性預(yù)防和減輕災(zāi)害措施似乎已是必不可少......這些災(zāi)害的規(guī)模和發(fā)生頻率迅速增加，以至于國際社會必須擔(dān)起責(zé)任。

結(jié)合對國外的了解，我認(rèn)為我們國家的優(yōu)越性在救災(zāi)防災(zāi)方面得到了充分體現(xiàn)。一旦某個地區(qū)遭遇災(zāi)害，全國都會積極主動支援，而且越是困難的地方越能得到發(fā)達(dá)地區(qū)的幫助。在災(zāi)害面前，我國全民都表現(xiàn)出了大愛精神。

當(dāng)然，應(yīng)對自然災(zāi)害不能光靠救災(zāi)，更要想辦法防災(zāi)，減輕或減少自然災(zāi)害。防災(zāi)重于救災(zāi)，對于居住在有高自然災(zāi)害發(fā)生風(fēng)險地區(qū)的人，不應(yīng)通過改造或加固房屋來保障他們的安全，有條件的話最好把那里的老百姓遷出來，避免災(zāi)害發(fā)生時造成過大的傷亡和損失。

我們現(xiàn)在面臨的自然災(zāi)害有很多，比如地質(zhì)災(zāi)害、氣象災(zāi)害、海洋災(zāi)害、生物災(zāi)害、空間災(zāi)害等。地質(zhì)災(zāi)害大家比較熟悉，有地震、火災(zāi)、滑坡、泥石流、地面沉降等。還有一種自然災(zāi)害叫地球化學(xué)異常。所謂地球化學(xué)異常，指某個地區(qū)的土地、水甚至空氣中含有的某種元素、化合物超標(biāo)或極其缺乏。那么長期飲用該地區(qū)的水或長期食用該地區(qū)土地培育的糧食和蔬菜就會患上地方病。生活在缺碘的地方的人會得甲狀腺腫(大脖子病)，生活在多氟、多硒的地方會得大骨節(jié)病。西南有些地方的水土中含砷多，毒性很強(qiáng)，老百姓經(jīng)常吃當(dāng)?shù)氐那f稼和蔬菜，喝當(dāng)?shù)氐乃陀锌赡苤卸?。我們要及時發(fā)現(xiàn)并盡可能改變這種異常。氣象災(zāi)害有洪澇、干旱、冰雹、風(fēng)災(zāi)等。海洋災(zāi)害是全球氣候變暖使海平面上升造成的災(zāi)害。生物災(zāi)害即蟲災(zāi)或病毒造成的災(zāi)害，比如2003年的SARS病，現(xiàn)在的新冠肺炎疫情。空間災(zāi)害大家可能不是很熟悉，也不是很在意。從前我們打電話是有線電話，現(xiàn)在之所以只要有手機(jī)不管在全球哪里都可以打無線電話，是因為掌握了空間磁場的規(guī)律。但地球空間里的磁場在不斷變化，有時會發(fā)生磁暴或太陽風(fēng)，可能造成空間災(zāi)害，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)失靈。有一次我在新疆遭遇了地震，地震過后趕緊跑出去打電話，大概有二三十秒的時間都撥不通，不但我打不通，周圍幾個朋友和同事的手機(jī)都沒信號了。在那幾十秒的時間里磁場亂了，試想一下，如果信號丟失的情況持續(xù)很長時間會怎么樣？現(xiàn)在一旦沒有網(wǎng)絡(luò)，很多事情都沒法正常運轉(zhuǎn)，飛機(jī)、火車都得癱瘓，所以空間災(zāi)害應(yīng)當(dāng)受到重視。

4.社會建設(shè)的各項重大工程離不開地球科學(xué)作支撐

人類社會的重大建筑工程需要地球科學(xué)作支撐。以我國為例，改革開放四十多年來，我們修建機(jī)場、碼頭、礦山、水庫、工廠、道路、橋梁之前，包括城市電站選址、選線，都需要做大量地質(zhì)調(diào)查和論證，對穩(wěn)定程度和安全程度等進(jìn)行評估，然后才能開始動工。開工之后還要做大量工程方面的地理的、遙感的測量。

不僅是地面上的工程，人類對太空的探索也需要地球科學(xué)。我國登月工程的原首席工程師歐陽自遠(yuǎn)先生有一次開玩笑說，上天是我們航天部門的事，你們地質(zhì)的跟著攙和什么？我說，你們能夠上天，但是上天以后干什么你們不清楚，或者說知道的不夠全面。我們上不了天，但是知道登月的時候在哪落地，落地之后應(yīng)該采什么樣品、做什么分析。這些事是靠地球科學(xué)去考慮的，所以空間科學(xué)和地球科學(xué)是可以密切結(jié)合的。

這些年我們國家完成了很多偉大的工程，簡單給大家舉幾個例子：

新疆塔克拉瑪干沙漠公路

塔克拉瑪干沙漠是世界第二大沙漠，當(dāng)年我們?nèi)ツ抢锟疾?，開車轉(zhuǎn)一圈至少要十天左右的時間，路難走、沙漠范圍大造成路程特別長。后來我們修成了一條長五六百公里的沙漠公路，這條公路很難修，路線如何選、地基怎么打、修成后怎么保護(hù)，都必須提前考慮好。因為塔克拉瑪干是流動沙漠，公路修好以后，一場風(fēng)可能就把路埋了，所以我們的車上必須帶著鐵鍬，因為不一定在哪段路上會被沙包擋住。為了防止沙子把路掩蓋，我們在路旁栽紅柳?，F(xiàn)在塔克拉瑪干沙漠公路已經(jīng)有4條，是目前世界最長的貫穿流動沙漠的等級公路。

青藏鐵路

青藏高原鐵路全線都在海拔4000米以上，最高處達(dá)5000多米。其中從格爾木到拉薩的1100多公里鐵路，大部分是凍土帶和非凍土帶，地基比較難打。為了把地基選好打牢，在論證這段鐵路時，工程部門打了13000多鉆才探明凍土多深、沙土多深、基巖多深等問題。除此以外，還要考慮氣候變化，因為現(xiàn)在是凍土的地方可能過幾年氣候變暖就不是凍土了，所以修筑過程中需要做大量工作。

西氣東輸

西氣東輸是我國距離最長、口徑最大的輸氣管道，西起塔里木盆地的輪南，東至上海。我們從俄羅斯、哈薩克斯坦、吉爾吉斯斯坦等國家買的氣也通過西氣東輸?shù)墓艿肋\過來。當(dāng)初管道的選線、修建、保護(hù)，都是地球科學(xué)要考慮的問題。

南水北調(diào)

南水北調(diào)有三條線，東線是從杭州到天津，先疏通古運河，再把長江的水通過古運河輸送到北方；中線是把湖北丹江口的長江水和漢江水，經(jīng)湖北、河南、山西、河北輸送到北京；西線在四川和青海，尚在規(guī)劃探討中，預(yù)想的是把金沙江、長江上游的水灌到黃河，通過黃河上游把水輸送下來，解決西北地區(qū)缺水的問題。

5.為謀劃一帶一路做貢獻(xiàn)

“一帶一路”倡議涉及到跟其他國家在資源、交通、生態(tài)環(huán)境方面的合作，怎么把戰(zhàn)略跟我國的發(fā)展相結(jié)合，都需要地球科學(xué)的知識和技能。