地球与环境科学（实习年） BSc (Hons)

Lancaster University - 兰卡斯特大学

全球环境和人类社会目前正受到人类活动（如密集型农业和化石燃料燃烧）造成的前所未有的变化的威胁，同时也面临着火山爆发和极端气候等自然灾害。本模块向你介绍当代的主要环境问题以及与研究、解释和管理地球环境相关的复杂性。它提供了一个广泛的技能基础，以促进未来对全球环境挑战的理解和管理。你将更清楚地了解社会、环境和生物过程之间的联系，并探索关键环境问题的可能解决方案。

本模块将带领你进入我们星球的中心，调查关于地壳、地幔、外核和内核的组成和行为的证据。你将获得关于地球45亿年历史的概述，并了解目前的理论，这些理论解释了板块构造和火山爆发如何塑造了地球的表面，并影响了大气、气候和生命的进化。

本模块研究了塑造我们自然世界的地质过程和材料。假设没有任何地质学方面的知识，你将获得有关火山、沉积和变形过程的宝贵经验，包括理论和实践。你将学会识别常见的岩石和矿物，并描述形成它们的地质过程。研究的五个主题是：作为岩石组成部分的矿物；火山和岩石活动；变质作用；沉积作用和变形作用。这将使你能够审视岩石记录，以了解我们的星球在过去是如何演变的，以及它在未来可能如何继续演变。如果你的目标是在石油工业、危险管理、城市规划、制图、环境咨询等领域工作，本模块是一个理想的起点，但它的目标是任何对地球的工作方式有广泛兴趣并想了解更多的人。

本模块提供了大气科学的介绍，让你通过气象学理论和观察了解大气的物理行为。我们研究大气层的结构和特点，并探索支配其行为的物理原理，这些原理导致了日常的天气体验。我们还研究大气层作为地球气候系统的一个重要组成部分的更广泛的作用。实践课程让你有机会对各种气象变量进行自己的测量，解释天气图和卫星图像，并研究支撑我们的大气和气候系统工作方式的科学原理。

本模块介绍了环境过程及其在各种不同环境中的影响。我们讨论支配地球全球气候系统的物理过程，以及它们对近期和未来气候和环境变化模式的影响。我们研究地球的表面材料和支配流体行为的规律，以及这些规律如何影响环境流动和流体运输过程。我们还探讨了影响土壤发展的过程和土地表面的相关生态系统，包括沉积和侵蚀过程。

在本模块中，学生将被介绍到对岩石圈、水圈和大气有重大影响的关键生物地球化学过程。他们将学习生物地球化学是如何塑造地球环境的。生物地球化学过程的重要性将通过考虑其与地球系统科学这一环境学科的相关性得到证明。这些过程将用各种元素的生物地球化学循环的例子来说明，在不同的空间尺度上，包括碳。还将讨论人为干扰如何极大地影响了不同元素的生物地球化学循环。 将向学生介绍用简单的箱体模型概念将环境分解成不同的储层或隔间的概念。此外，化学塑造生物、生物塑造化学的有趣概念将与盖亚假说的概念一起被探讨，从而允许地球的进化。在实践方面，学生将发展他们的报告写作和各种数字和定量的实验技能。学生还将在化学实验室中进行一些基本程序，包括制备溶液、测量pH值和使用台式仪器。此外，他们将根据模拟环境风化过程的实验室实验撰写科学报告，包括对所得数据进行数字处理；并将学习解释化学方程式。

洪水和水污染是我们经济发展的常见副作用。在本模块中，我们探讨如何研究降雨、地下水、蒸发和河流，以及如何利用这些信息来解决水环境中的问题。为了向你介绍水文学的主题，我们使用两个案例研究。第一个是雨林砍伐对婆罗洲北部水环境的影响。在第二个案例研究中，我们探讨了水文学如何深入了解在塞拉菲尔德的拟议放射性核素储存库的水污染风险。在白疤洞进行的实地考察和一些实验室实践课程将帮助你将水文理论与解决现实世界的环境问题联系起来。

本单元利用世界各地的案例研究，探讨地球的自然危害，包括地震、火山爆发、海啸、飓风、龙卷风和洪水。我们调查这些灾害的原因和影响，以及它们对人类和基础设施构成的危险。我们研究监测、预测和减轻它们的方法，并考虑如何将它们造成的伤害降到最低。

本模块旨在介绍和展示环境背景下土壤的性质和属性。它将提供关于土壤形成、土壤描述（包括现场工作）、化学和物理性质以及生物学的介绍，这将导致土壤科学在各种实际问题中的应用。该模块在更广泛的环境问题背景下，为土壤的性质和重要性提供了令人兴奋的基础。除了详细的土壤过程的知识，学生将学习跨学科的思维，帮助他们连接来自地球系统的不同和复杂的知识链。学生将能够描述土壤在环境中的性质和作用，并将获得描述土壤在环境中的性质和作用所需的理解水平。成功的学生将能够对土壤的化学和物理特性以及土壤生物学作出基本的说明，并将发展讨论土壤的应用方面的能力，特别是养分循环和碳储存.

本模块旨在让学生学习地质制图，进一步了解地质和地貌过程，以及在户外环境中的地球科学实地技能。主要以住宿课程的形式授课，以苏格兰的穆尔岛为基地，学生学习如何收集野外数据，以制作一张坚实的地质图。学生们被教导描述、素描、拍照和绘制关键地点的地图。他们被教导地质制图技能和野外安全。除了熟悉一个特定的野外区域外，学生还参观了英国最古老的一些岩石，以及斯塔法岛上大西洋开辟时形成的岩石。因此，对不同地理环境下的各种地质地形的知识和理解，以及特定的野外技能都得到了提高。完成本模块后，学生将掌握应用地质地图制作技术所需的知识，并了解地质数学的用途。学生将获得制作比例尺地图、撰写全面的野外笔记和在地图上绘制结构数据所需的实践技能，并能回忆起不列颠群岛从前寒武纪到今天的地质历史的关键方面。

地球的地质历史记录？它的变质、火成、沉积和构造过程，以及它的表面古地理和气候，都可以从岩石、矿物和化石的分析和解释中提取出来。在早期地质学模块的基础上，本模块研究这些过程和产物（岩石），重点是如何从岩石记录中解释地质历史。这是一门以实践为基础的课程，旨在为学生提供解释岩石记录所需的关键地质学技能。学生将发展在薄片中识别矿物的技能，在手工标本中识别岩石和化石的技能，地质图的解释，使用地形图和地质图以及野外笔记簿、野外草图、罗盘测距仪和地层记录，此外还有一系列综合数据的技能，以产生整体解释。学生将获得描述标本中的岩石并对其进行分类，以及在薄片中识别矿物所需的必要技能。学生将对如何确定岩石的年代有一定的了解，并将利用立体网来提取沉积学和结构数据。此外，学生将能够解释地质图，包括沉积学和结构数据，并将确定过去的沉积、火成和变质环境的形成以及变形和出土的过程，同时发展应用地球科学现场技术的能力，以揭开一个地区的地质历史。

本模块的目的是向学生介绍如何理解科学方法、设计实验、以不偏不倚的科学方式收集数据、使用强大的统计技术进行分析，并以清晰和简洁的形式展示结果。学生将获得成功完成其论文项目所需的技能。我们鼓励他们批判性地评估信息，进行广泛的统计分析，并提出和批判性地分析数据。学生将能够把科学方法的概念与他们自己的科学努力联系起来，并将获得在研究自然系统时测量、描述和讨论环境和生态系统的品种所需的知识水平。 学生将学会设计和执行实验，有效区分由于实验影响而产生的变化和潜在的不受控制的变化，还将了解应用统计测试来分析数据，考虑到这些测试的基本假设，以及使用基于计算机的统计包，如SPSSx）来分析数据。在这个模块中培养的关键技能将使学生能够以适合听众的风格报告他们的发现。

通过讲座和研讨会，学生将在本模块中遇到许多不同的主题，包括水生系统的性质和自然水域中存在的物质的性质和特征，化学风化和粘土矿物，以及吸附现象和胶体。作为该模块的一部分，学生还将参与一个酸雨案例研究。学生将从化学的角度理解水生系统性质的事实和原则。他们将获得解释支配自然水域化学成分的主要过程和因素的能力，并将发展对如何将这些概念应用于一系列案例研究的实际理解。学生将能够评估各种分析方法和分析质量控制的各个方面，并知道如何进行pH测量和金属的原子吸收测量以及酸碱滴定。

本模块教授学生如何在实验室和野外应用水文、地质和测量技术。在实验室和野外训练中获得的数据被用来发展对当地环境过程的解释能力，特别是评估英国湖区Carrock Fell的废弃钨矿对水质的现在和未来影响。学生将学习户外实地技能和化学技术方面的实验室技能。这将包括导航和野外行为；水化学分析；如何在野外笔记本上记录信息；写作技巧，特别是制作格式正确、结构合理的报告；团队技巧和工作申请技巧。

本模块包含一系列的四个互动研讨会，涵盖了职业规划的所有阶段，从探索选择到成功的招聘和选择。它提供了关于毕业生劳动力市场的知识和制定个性化职业计划的技巧，以成功和自信地过渡到工作或继续学习。学生还将了解到专业网络的好处，以及如何获得以专业方式与他人联系的机会。为此，我们鼓励学生努力创建 "个人品牌"，其中包括对优势和发展领域的认识，这在毕业后会非常有益。该模块将在夏季学期（第5至8周）通过一些定时的课程进行授课，这将有助于满足各种其他承诺，如论文和夏季考试。

学生在第三学年将在一个研究生级别的职位上工作9至12个月，同时继续得到学术和教务人员的支持。在这一年里，学生将发展一系列的技能和经验，以加强他们在进入竞争激烈的毕业生就业市场时的地位。本模块有两个评估要素。学生将在工作的前几周制定一份学习协议，并在实习期间通过保持个人学习日志来评估和反思其技能和知识的发展。最后，学生还将为他们的专业实习作品集持续整理材料，作为他们学习和发展的记录，这将构成他们的最终评估，并在最后一年中上交。

本模块建立在学生现有知识的基础上，以加深对地球内部结构和动力学的理解，以及表面和深层过程之间的相互作用。评估来自各种地球物理技术的证据，包括快速发展的地震层析成像领域，该领域产生热和成分异常的模糊图像，如地幔羽流和俯冲的岩石圈板块。学生将阅读各种期刊文章，作为讨论当前关于地球如何运作的理论和争议的基础。通过完成本模块，学生将展示对各种地球物理技术背后的原理和应用的良好理解，并提高比较、对比和综合有关地球如何运作的不同类型证据的能力。学生还将获得必要的知识水平，能够讨论和区分当前的理论和争论，如地幔羽流的争论，并将学习应用立体网来确定地震的焦点机制。

本模块介绍了用于调查地球表面和近表面的地球物理和遥感技术的基础方面。所涉及的技术通过案例研究来说明其优点和局限性，例如，用于调查受污染的地点和适合开发的地点（如矿物或热液能源），以及用于监测危险地区，如火山。该模块提供了一个关于主动和被动技术、地震、重力、磁力、雷达和电学方法的综述，用于地下特征描述，以及GPS、雷达和激光技术用于表面测量。这些技术通过发展对空间和时间覆盖和分辨率方面的测量的理解联系起来。 学生将发展一系列必要的技能来描述地球物理测量的应用范围，并讨论不同地球物理和遥感技术的优点和缺点。学生将获得必要的实践经验，以评估特定环境问题的适当测量策略，并确定地球物理测量误差的来源。此外，学生将能够在空间和时间覆盖范围和分辨率方面将不同的地球物理测量联系起来。

学生将在专业背景下反思他们的学习。他们将对基于工作的学习理论和实践进行批判性反思，并对自己和他人的经验进行深入的回顾。将考虑在实习中出现的道德问题，并确定和分析工作场所中非正式和正式学习的影响。最后，学生将阐述他们未来的职业目标和发展领域。

学位论文项目是一个个人和个人监督的广泛项目，最后提交一份实质性的论文报告。学生将从一组论文研究领域或主题中选择，这些研究领域或主题是由模块传送者编制的整个LEC的清单。学生将与论文导师定期会面，并制定一个具体的论文主题，以及研究问题、目的、目标和方法。随后将进行一段时间的背景阅读、讨论和规划，然后对他们的论文草稿进行分析、标记，并在本学期第11周提交最多10,000字的最终草稿。学生必须积极参与该模块，并充分利用与导师的互动，以加深他们的具体学科知识和独立工作的能力。根据不同的学科、风格和主题，学生可以专注于方法、现场技术、实验室技术，或计算机和软件工具的组合.