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固体地球、海洋和大气共同形成了复杂的相互作用的地球系统.适宜于了解地球系统状态的过程,其范围从原子到行星的空间尺度和从毫秒到数十亿年的时间尺度.物理、化学和生物学过程相互作用并对这个复杂的地球系统有很大的影响.人类也与之互相影响,随着地球的有限性变得越来越明显,对可用能源、矿产资源和淡水的限制也越来越严重地影响着人类的活动,这些方式对自然世界及文明的未来产生了越来越大的影响。