Какво представляват изследванията на земните системи?

Какво представлява ESS?

Основните системни науки, изучавани и разработвани на всички нива на образование и фундаментални научни практики, са намерили своето приложение в науката за земните системи (ESS). Взаимодействията между земната вода, лед, скала, живи същества и атмосфера дават изчерпателна картина на модел, при който различни процеси в природата могат да бъдат описани под терминологията, обичайна за естествените науки, като химия, физика, биология и математика.

Взаимодействие на съставните части на Земята

Интегрален подход в науката за земните системи обхваща и социалните науки, включително такива разнообразни области като екология, социология и икономика. През 1985 г. японските учени сравниха науката за земната система с къща, построена в четирите сезонни зони, като заявиха, че не само това, което е построена от къщата, но и всички фактори, влияещи върху конструкцията, трябва да се променят дали и, не на последно място, моделите на поведението на жителите трябва да бъдат взети под внимание като цялата система. Взаимодействието между земните сфери, като атмосфера, хидросфера, криосфера, геосфера, педосфера, биосфера и магнитосферата, е предмет на знание за това как да се третира Земята като интегрирана система.

Приносът на Вернадски

Научните изследвания от миналото са фокусирани главно върху аспекти като възрастта на Земята и процесите на планинско и океанско образуване, така че древните изследвания на земните системи започват в областта на геологията, първоначално в Китай и Близкия Изток. В съвременната наука първият опит да се обясни моделът на взаимодействие на земните процеси е направен от руско-украинския учен Владимир Вернадски (1863-1945), който видя биосферата като геоложка сила, живееща и развиваща се в различни форми на живот. Двадесет години след преминаването на Вернадски Джеймс Лавлок постулира, че биосферата има регулаторна роля в механизмите за общуване в земната система, концепцията, която той нарича хипотеза за обратната връзка с Земята. В края на 20-ти век с наличието на компютърни технологии науката за системите се развива в други науки. Това доведе до разработване на климатични модели, които позволяват взаимодействащи симулации на климата в различни райони на Земята.

Ролята на НАСА

Като отделно изследване ESS започна да съществува със създаването на Комитета по наука за земните системи в НАСА през 1983 г. Книгата на НАСА, озаглавена "По-близък поглед" (1988), даде изчерпателен анализ на развитието на науката за земните системи, подчертавайки цивилизационното въздействие, което има През последните десетилетия на 20-ти век бързо нараства. Книгата стига до заключението, че Земната система на науката има за цел по-добро разбиране, описание и моделиране на климатичната система на Земята.

Разбирането на взаимодействията между земните сфери и събитията, които се случват в екосистемата, позволяват на хората да предсказват резултатите от събитията. Възможността да се предскаже е особено полезна, когато значителни строителни проекти са на етап започване. Търсенето на климатологични доклади и процеси на изменение на климата в даден регион е централно място при проектирането на всяка значителна централа, язовир, водна или атомна електроцентрала.

Климатичната система на Земята илюстрира цялата планетарна система на взаимодействие между литосферата, хидросферата, биосферата и атмосферата. По този начин тя може да бъде проектирана или взета като шаблон за описване на подобни процеси в други предмети на науката за Земната система. В допълнение към четирите споменати по-горе сфери, съвременната ESS изследва шест основни взаимодействия, които възникват между земните сфери:

литосфера - хидросфера

литосфера - биосфера

литосфера - атмосфера

хидросфера - биосфера

хидросфера - атмосфера

биосферата - атмосфера