人类对地球和生命起源的好奇心和探索精神是近代科学的启蒙，从古希腊到文艺复兴，再到工业革命，始终如此。回顾上世纪地学发展史，板块构造理论的建立，行星地球的动力学特征得以显现，并引发了20世纪的地学革命，极大地改变了人类对地球演化历史的认知。面对第四次工业革命的前夜，地学前沿科学问题究竟是什么？

世界科技强国——美国提出“未来地球”、“时域地球”等十年发展愿景，欧洲提出“地球生存计划”，欧洲地球科学联合会（EGU）和美国地球物理联合会（AGU）等六个地学学会发布了“地球科学专门知识对应对全球社会挑战的重要性宣言”。中国科学家提出，地球宜居性的科学内涵和规律是21世纪的前沿科学问题。金星、地球和火星都位于天文学定义的太阳系宜居带，但只有地球演化为生命的适宜星球。从人类宜居的角度，需要所居住的星球具有如下特征：清洁的空气、水及营养元素，可提供健康舒适的生存空间，对各种地内外灾害具有自我修复能力，可调节气候、生态与环境变化，有维系生命的充足赋存与再生资源能源。为应对人与自然变化的挑战，需要充分利用新兴技术、大数据以及综合观测资料，提高科学洞察力与原创能力，提升人类对地球宜居性演化的评估能力。不断扩展的知识正在改变已有的研究范式，变革性技术的突破以及多学科交叉融合，将为地球宜居性研究提供新的途径。

地球系统科学发展的有限战略研究领域

近十年来，由科学家建议，国家自然科学基金委主持资助了“华北克拉通破坏”等一系列重大研究计划，开展了对地球演化规律的研究。在相关前沿研究的基础上，本书汇集我国地球科学家的知识和智慧，共同思考。从宇宙与地球基本性质、状态、演化规律，探讨人类生存条件的变化趋势及应对策略；深入讨论“地球宜居性”这一重大科学问题所涉及的科技支撑以及实现途径，提出了开拓交叉研究领域的建议，写成《2021—2030地球科学发展战略》。

全书由五部分组成，在“总述”部分，从深地、深海、深空、地球系统和科研政策几个方面，阐述了“掌握地球作用人类的发展规律，指导人类的生存活动，进而实现可持续发展是地球科学研究未来面临的重要科学命题”新观点；第二部分“科学视野”，在拓展科学视野的基础上，探讨了“地球宜居性”的科学内涵；第三部分“科学攻坚”， 从国家需求视角阐述“地球宜居性”研究中的基础理论问题；第四部分“科技支撑”，阐述了为支撑“地球宜居性”研究需要突破的变革性技术；第五部分，就开展上述研究的实现途径，平台建设与数据共享，学科交叉与协同攻关，国际合作交流等方面提出一些想法与建议。

《2021—2030地球科学发展战略》是研究组历时两年，在广泛调研基础上，对未来10~15年地球科学发展愿景的展望。这项工作对中国地球科学来说是“处女作”，肯定有许多不足甚至错误，请学界同仁批评与指正。期望《2021—2030地球科学发展战略》能行稳致远。该发展战略是在国家自然科学基金委员会地球科学部的资助下完成的，但书中涉猎的所有内容是研究组科学家团队的观点，不代表任何组织或部门。《2021—2030地球科学发展战略》的问世得益于众多科学家的参与和贡献，在此一并致谢。

本文摘编自《2021—2030地球科学发展战略：宜居地球的过去、现在与未来》一书前言，标题为编者所加。