2．地球科学的特点和研究方法
由于地球系统过程具有明显的全球性特征，因此许多自然现象和过程都不受国界的限制。20世纪60年代板块构造学说的出现，首先在固体地球研究中建立了全球观概念。80年代以来大气科学和海洋科学的发展，也已经走向全球化，著名的厄尔尼诺-拉尼娜现象引起的气候灾害影响遍及全球3/4范围，就是一个实例。
地球科学的全球性特点决定了人们必须采用全球范围调查研究和观察测试方法。随着科学技术的进步，人们对地球的研究范围，已经能从隧道扫描显微镜和离子探针的原子尺度到全球地震台网和轨道卫星所提供的数据得出的全球图像。从地表的地学实地调查和标本采集，飞机和卫星对地面的遥感监测，大陆和海洋的超深钻探，天然和人工地震对地球内部圈层结构的探测等，为地球科学的全球观研究提供了基础资料。与此相适应，80年代起一系列大型国际地球科学合作研究计划的推出，如国际岩石圈计划（ILP）、深海钻探计划（DSDP）/大洋钻探计划（ODP）、世界气候计划（WCP）、国际地圈生物圈计划（IGBP）等，已形成了对地球的全球立体研究网络。
应当强调，尽管高新科技观测手段在地球科学研究中的地位日益重要，但直接投入大自然界的实地手、眼考察仍然具有无法取代的地位。这种考察必然会涉及险峻的地形、恶劣的天气、颠簸的海洋、野兽出没的丛林和艰苦的生活环境。对于青年地球科学家来说，认识到这一点尤其显得重要。
地球科学的另一个特点是，地球系统内各种地学过程发生的时间尺度和空间尺度具有极大的差别图0-1。
几十亿年至几十万年时间尺度内发生的地球和生命的起源、生物灭绝、板块构造、造山作用、冰期出现、海陆变迁、成矿作用等重大事件，是传统地学的研究领域。几年至几小时时间尺度的变化，属于大气、海洋和生物科学的研究范畴。几十年至几百年时间尺度内的全球变化，则是地球系统科学的主要研究对象。
地球科学的这种特殊时空尺度使得人们无法直接测量地球中心的温度，也无法在实验室再造地球系统的真实过程。因此，通过长期地学研究实践总结出来的类比方法具有重要意义。19世纪英国地质学家莱伊尔（C．Lyell）提出的“现在是过去的钥匙”名言，后来被称为“将今论古”的现实主义原则和方法，启示人们可以根据现今地表发生的各种地学过程及其物质记录，研究地质历史时期的古环境变化。由此类推，人们也可以运用“将古论今”的方法，根据地质和人类历史中发生过的地球环境和岩石圈演变过程来预测地球的未来趋势。类比方法也普遍应 用到区域地理学、区域地质学、天文地质学和天气预报、灾害预测等研究领域，例如现在月球表面保存的38～46亿年前星球演化记录，是了解地球早期演化史的重要依据；根据自然灾害与天文现象周期的对应关系开展预报，也日益引起人们重视。
应当指出，地球科学与其他许多领域一样，由于大量基础资料的积累，正在经历着数据处理和计算方法的革命。大型计算机工具的应用以及地球科学各种信息系统和数据库的建立，已经使地球科学从以往的定性静态描述，转向以过程为目标的精确定量的动力学研究。这些数据信息系统的建立和使用，将为揭示全球变化的形成机理，洞察重要的地球系统过程本质和预测未来全球变化趋势发挥重要的作用。