지표면과 가까운 표면 환경

지구의 주변 환경은 어떤 모습일까?

사회의 급속한 수요 증가는 이 핵심 영역 내에서 작동하는 프로세스를 이해하는 데 특별한 시급성을 제공합니다. 인구 증가와 산업화는 토양, 물, 에너지와 같은 천연자원의 개발과 지속 가능성에 압력을 가하고 있습니다. 인간 활동은 공기, 물, 땅에서 독소의 재고를 늘리고 기후와 관련 물순환을 변화시키고 있습니다. 인구의 증가하는 부분은 산사태, 홍수, 해안 침식 및 기타 자연적 위험에 노출될 위험이 있습니다. 임계 영역의 프로세스는 토양 개발, 수질 및 흐름, 화학 사이클링을 제어하고 에너지 및 미네랄 자원의 발생을 규제합니다. 지구 표면에 대한 인간 활동의 영향을 평가하고 그 결과에 적응하려면 임계 영역을 더 잘 이해해야 합니다. 대기, 수구 및 생물권의 과정에 의해 크게 영향을 받는 대륙 지각의 최외곽층으로 구성됩니다. 임계 영역의 상단 경계에는 지표면과 호수, 강 및 초목의 캐노피뿐만 아니라 해안선과 얕은 해양 환경이 포함됩니다. 통합되지 않은 지구 재료는 토양, 공기 및 물과 혼합됩니다. 이 다공성 매질은 복사 에너지, 대기 증착 및 생물학적 활동에 의해 매개되는 많은 화학 변형을 위한 호스트입니다. 저장 용량은 유출 및 지하수 재충전에 영향을 미쳐 지표수와 지하수의 흐름과 품질에 영향을 줍니다. 토양 프로파일의 특징적인 층은 상부에서 기후와 바이오 타의 강한 상호 작용과 아래에 풍화, 침출 및 부패 생성물의 축적을 반영합니다. 수위는 수돗물 구역에서 더 깊은 지하수 구역으로의 전환을 표시합니다. 수돗물 구역과 마찬가지로 지하수 구역은 화학적으로 반응하는 저장소입니다. 임계 구역의 하한은 일반적으로 지하수 구역의 기저, 킬로미터 또는 표면 아래로 연장되는 가변 깊이의 확산 경계에 해당합니다. 대륙 지각의 상단 킬로미터의 물의 양은 모든 강과 호수의 물의 양보다 훨씬 더 큽니다. 중요 지역은 아마도 지구에서 가장 이질적이고 복잡한 지역일 수도 있고 직접 관찰 할 수 있는 고체 지구의 유일한 지역일 수도 있습니다. 생명, 물, 광물의 상호작용은 유기 분자 및 미생물은 중요한 지질 및 소아과 과정의 동역학에 크게 영향을 미칩니다. 그러나 이러한 재료 연구는 광물 풍화, 토양 형성 및 금속, 영양소 및 기타 원소 또는 동위 원소의 지구 화학적 순환에서 미생물 상호 작용의 양적 중요성을 다루기 시작했습니다. 예를 들어, 유기 화합물이 감소 된 탄소의 매장에 영향을 미치고 천연 토양과 퇴적물에서 독소의 부패 또는 보유를 촉진하는 데 도움이 되지만 탄소 보존 메커니즘은 여전히 논란이 되고 있습니다. 토양, 퇴적물 및 암석의 미네랄 및 기타 물질과 물의 상호 작용은 화학종의 분산 및 농축, 오염 물질의 이동 및 천연자원의 축적에 중요합니다. 다공성 매체의 구조는 투과 역학, 흡착-탈착 동역학 및 화학 물질 운명에 영향을 줍니다. 화학 및 생물학적 반응, 영양 순환 및 오염 물질의 운명을 이해하기 위해 이종 매체에서의 물리적 수송 모델이 개발되고 있습니다. 새로운 기술은 해안 퇴적 환경의 본질과 역학에 대한 통찰력을 크게 향상시킵니다. 예를 들어, 주사 대기 레이저는 전례 없는 정확도와 공간 범위를 가진 해저 수심 측정법과 해안 지역의 지형을 측정하여 불가능한 방식으로 해안 변화를 평가하고 이해할 수 있도록 합니다. 몇 년 전, 레이저 및 스펙트럼 이미 저를 사용하여 해저 서식지를 매핑하고 기판이 고정 또는 이동 가능한지, 살아있는지 또는 화석인지 확인할 수 있습니다. 지형, 표면 수문, 침강 및 기후는 밀접한 관련이 있습니다. 예를 들어, 티베트 히말라야 고원의 침식은 강수량과 빙하 발생과 관련이 있습니다. 기후와 수 문학은 지각적 사건의 표면 표현을 수정하기 위해 상호 작용하며, 이는 차례로 반응 속도와 규모에 영향을 미칩니다. 지형은 침식과 그에 따른 퇴적암 퇴적, 토양의 형성과 조경 다양성에 큰 영향을 미칩니다. 비슷한 예로 표면 공정에 의한 재료 제거는 지각 상승률에 영향을 미칩니다. 결합 된 지질, 수문, 기후 연구는 폐기율, 풍화 과정 및 산맥의 생존에 대한 더 큰 이해를 약속합니다. 행성의 역사는 토양, 퇴적물, 얼음, 물 및 바위에 기록됩니다. 지난 수십만 년 동안 환경 변화에 대한 지질학적 기록은 현재 기후 시스템과 미래 변화에 대한 잠재력을 이해하기 위한 맥락을 제공합니다. 과거의 지형 구호, 하루의 길이, 태양의 유입, 해양과 대기의 구성은 모두 과거에 크게 달라졌습니다. 신중한 지질학적 현장 연구와 지구 화학적 및 동위 원소 관측에 근거한 좋은 예는 지구가 약 7억 5천 5백만에서 5억 5천만 년 전에 일련의 세계 빙하 사건을 겪었다는 최근의 제보가 있습니다. 지구에서 생명의 진화와 유지에 대한 이러한 심각한 기후 조건 및 기타 극단적인 사건 예를 들어, 광범위한 화산 활동, 운석 충돌 등의 의미는 지속적인 논쟁의 대상이며 과거의 극한 환경 조건을 특성화하기 위한 새로운 노력을 자극합니다. 수문학, 지형학, 생물학, 생태학, 토양 과학, 퇴적학, 재료 연구 및 지구 화학과 같은 많은 과학 분야는 상호 작용하는 구성 요소와 프로세스의 통합 시스템으로서 중요 영역을 연구할 수 있는 새롭고 강력한 연구 도구를 제공합니다. 위성과 항공기의 풍부한 데이터로 인해 초에서 수십 년에 이르는 규모의 글로벌 정보를 제공하기 때문에 훨씬 더 긴 길이와 시간에 걸쳐 임계 영역을 연구할 수 있습니다. 근거리 환경의 세부 기록을 수백만 년으로 확장하는 지구 연대기의 발전, 토양 물질을 원자 규모로 조사하는 영상화 방법(전자 및 원자력 현미경) 및 분광 도구, 새로운 정보 기술, 이는 원자 및 분자 상호 작용의 초기 모델에서 지구 해양 및 대기 순환 및 산악 벨트 진화에 이르기까지 대규모 데이터 세트와 다양한 수치 모의실험의 조작을 허용합니다. 이러한 기술 발전은 새로운 학제간의 활동을 위한 기회를 마련합니다.