本书作者为中国科学技术大学地球和空间科学学院的10余位知名专家学者，他们都活跃在地球和空间科学学科的教学和科研一线。本书以通俗易懂的语言和丰富多彩的实例介绍了地球和空间科学重要领域的基础知识、前沿进展和发展态势，内容覆盖了地质学、地球化学、行星科学、地球物理学、空间物理学、大气科学、环境科学等多个分支领域，也包含了大数据与人工智能等新兴方向。

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2012年入选国家创新人才计划青年项目，任中国科大教授；2013年和2018年分别获基金委优秀青年科学基金和杰出青年科学基金资助。《中国科学：地球科学》和《地球化学》编委。

目录
丛书序
前言
第一章 地球和空间科学概论 1
一、地球和空间科学的分支领域 2
二、地球和空间科学的发展历史 4
三、现代地球和空间科学的研究方法 9
四、地球和空间科学的前沿方向 11
五、地球和空间科学与其他学科的交叉 19
主要参考文献 21
第二章 地球演化简史 23
一、冥古宙：地球的诞生与最初的六亿年 24
二、从太古宙到元古宙：艰难而漫长的演化历程 27
三、显生宙：丰富多彩的新时代 29
四、地球：孤独而独特的存在 33
主要参考文献 34
第三章 地球内部揭秘：从地心到地表 35
一、地球内部组成 36
二、我们怎么知道地球内部有什么 37
三、我们当前对地球内部的认识 39
四、板块构造的基本概念 41
五、地震活动与地震波 43
六、板块运动与大陆漂移 45
七、海底扩张与洋中脊 48
八、研究地球内部的意义 50
主要参考文献 51
第四章 地表环境演变 53
一、地表环境的演变历史 54
二、地表环境演变的驱动力 59
三、地表环境演变与人类活动的相互作用 63
主要参考文献 68
第五章 光纤地震学——感受地球/行星的律动 70
一、地震观测和分布式光纤传感技术 70
二、城市振动测量和城市地下结构成像 74
三、雷电观测和定位 77
四、利用海底光缆进行海洋信号观测 81
五、未来发展趋势 83
主要参考文献 83
第六章 人工智能与地球物理 84
一、什么是人工智能 84
二、地球物理是一门数据驱动的科学 86
三、人工智能促进地球物理科学的发展 88
主要参考文献 92
第七章 雷暴与临近空间 93
一、从太空看到的地球系统 93
二、地球大气的分层结构 97
三、对流层闪电及其电磁效应 99
四、中高层放电现象 102
五、研究中高层放电现象有什么价值 105
主要参考文献 106
第八章 空间天气与探天之眼 107
一、地球与太阳 107
二、空间天气与中高层大气 111
三、中高层大气的“探天之眼” 116
主要参考文献 124
第九章 月球探测和月球科学 125
一、月球物理特征及探测历史 125
二、月球的形成与地质特征 127
三、中国探月计划 134
四、嫦娥五号月球样品记录的月球形成和演化历史 136
五、月球探测的未来 143
主要参考文献 145
第十章 火星探测 147
一、火星探测历程 147
二、火星大气气候 150
三、火星沙尘循环和沙尘暴 155
四、火星大气水循环和水逃逸 161
主要参考文献 168
第十一章 地外生命探寻 170
一、生命的定义和本质 170
二、地球生命的起源 171
三、地外移居环境和生命信号的探寻 173
主要参考文献 178