未解決的地球科學問題

這個列表提供了在地球科學中值得注意的未解決的問題的參考。

早期的地球和太陽系

• 地球是否曾經與另一顆行星忒伊亞相撞，誕生了地球的衛星月球？^[1]有令人信服的證據，例如對過去地球自轉和月球月份持續時間較短的測量，表明在太陽系的早期階段，月球離地球更近。^[2]
• 地球的長期熱平衡是什麼？自從它由霰石堆積形成以來，其內部溫度是如何衰減的？放射性元素在內部有多豐富？一個「年輕太陽黯淡佯謬」是否曾經溫暖過一個「雪球地球」？^[3][4]

地形和環境

• 現在廣泛提供的地形數據能否用來推導出過去的構造和氣候條件（在幾百萬年的範圍內）？
• 我們對侵蝕和運輸過程有足夠的了解嗎？
• 氣象和構造事件的隨機性是否反映在景觀中？生命對塑造地球表面有多大貢獻？
• 滲透或向源侵蝕等經典地貌學概念能否定量理解？ 阿巴拉契亞山脈或烏拉爾山脈等古老山脈似乎在 >10⁸ 年內保持地勢，而自新近紀以來，南極洲下的冰下河谷在千米厚的移動冰層下得以保存。 是什麼控制了地形衰減的時間尺度？^[5]
• 是什麼支配地球表面演變的侵蝕和運輸規律？^[6]河流運送的沉積物顆粒既是侵蝕的工具，也是保護基岩的盾牌。沉積物的這種雙重作用對環境的演變有多重要？^[7][8]
• 海洋對化學污染的復原力如何？
• 是什麼控制了風暴軌跡的時態變化？^[9]

• 導致赤道氣候振盪的機制仍在緊張研究中。赤道太平洋溫度的厄爾尼諾南方濤動（ENSO）很難提前幾個月預測。赤道平流層風的准雙年度振盪（QBO）在一定程度上是有規律的，約為28個月，但其原因一直有很大的爭議。這些是隨機的、混亂的還是決定性的強制行為？
• 什麼是天震？
• 導致什麼原因引發赫斯達倫之光？^[10]

地殼、地幔和地核的結構

• 「空間問題」：花崗岩岩漿室是如何在地殼中安置的？^[11]可能引起超級火山的岩漿系統的結構和位置是什麼？岩漿室的粘性和密度以及岩漿遷移的細節是什麼？^[12]
• 什麼是地幔的非均勻性和流變學細節？什麼是660公里不連續的結構及其與Polar drift（英語：极地漂移）的正確模型的關係？^[13]
• 與地震不連續相關的化學異質性的確切性質是什麼？^[14]，
• 地球外核中的輕質合金元素是什麼，它們又是如何分布的？^[15][16]核心的異質性及其動力學意義是什麼？^[16]
• 內部地幔結構是否為地軸的錢德勒擺動提供了共振，還是其他外部機制？沒有可用的運動似乎是擺動周期為433天的一致驅動因素。