Hvad er ESS?
Den grundlæggende systemvidenskab, som er studeret og udviklet på alle niveauer af uddannelse og grundlæggende videnskabspraksis, har fundet sin anvendelse i Earth Systems Science (ESS). Interaktioner mellem jordens vand, is, sten, levende ting og atmosfære giver et omfattende billede af en model, hvor forskellige processer i naturen kunne beskrives under den almene naturvidenskab, som kemi, fysik, biologi og matematik.
Samspil mellem jordens grunddele
En integreret tilgang til Jordens systemvidenskab omfatter også samfundsvidenskab, herunder så forskellige områder som økologi, sociologi og økonomi. I 1985 sammenlignede japanske forskere Jordens systemvidenskab med et hus bygget i den fire sæsonzone, idet det hedder, at ikke alene hvad huset byggede af, men alle faktorer der påvirker konstruktionen ved at ændre, om og ikke mindst vigtigere, indbyggernes adfærdsmønstre skal være taget i betragtning som hele systemet. Samspillet mellem jordens kugler, såsom atmosfæren, hydrokfæren, kryosfæren, geosfæren, pedosfæren, biosfæren og magnetosfæren er genstand for viden om, hvordan man kan behandle jorden som et integreret system.
Vernadskys bidrag
Videnskabelige undersøgelser af fortiden fokuserede primært på aspekter som jordens alder og processerne for bjerg- og havformation, så gamle jordsystemstudier begyndte inden for geologi, først i Kina og Mellemøsten. I den moderne videnskab blev det første forsøg på at forklare interaktionsmodellen af jordprocesserne udført af den russisk-ukrainske videnskabsmand Vladimir Vernadsky (1863-1945), der så biosfæren som en geologisk kraft, der lever og udvikler sig til forskellige former for liv. Tyve år efter Vernadsky's forbipasserende James Lovelock postulerede, at biosfæren har en regulerende rolle i kommunikationsmekanismer inden for jordsystemet, det koncept, som han kaldte "Earth Feedback hypothesis". I slutningen af 20th Century med tilgængeligheden af computerteknologier udviklede systemvidenskaben på tværs af andre videnskaber. Det førte til udvikling af klimamodeller, der muliggjorde interagerende simuleringer af klimaet i forskellige jordens regioner.
NASA's rolle
Som en separat undersøgelse begyndte ESS at eksistere med oprettelsen af Earth System Science-komiteen inden for NASA i 1983. NASAs bog med titlen A Closer View (1988) gav omfattende analyser af udviklingen af Jordens systemvidenskab og understregede civilisationspåvirkningen, der har vokset hurtigt i de sidste årtier af 20th Century. Bogen konkluderer, at Earth System Science sigter mod bedre forståelse, beskrivelse og modellering af Jordens klimasystem.
Forståelse af interaktionerne mellem jordens sfærer og de hændelser, der forekommer i økosystemet, gør det muligt for folk at forudsige udfaldet af begivenhederne. At være i stand til at forudsige er særlig nyttig, når væsentlige byggeprojekter er på starten. Efterspørgslen efter klimatologirapporter og klimaforandringsprocesser i den givne region er centralt i projektering af nogen væsentlig plante-, dam-, hydro- eller atomkraftværk.
Jordens klimasystem illustrerer hele det planetære system af interaktion mellem litosfæren, hydrokfæren, biosfæren og atmosfæren. Således kan det projiceres eller tages som en skabelon for at beskrive lignende processer i andre fag af Earth System science. Ud over de ovennævnte fire sfæreinteraktioner undersøger nutidige ESS seks vigtige interaktioner, der forekommer blandt jordens sfærer:
lithosphere - hydrosphere
litosfæren - biosfæren
litosfæren - atmosfæren
hydrosphere - biosfære
hydrosphere - atmosfære
biosfære - atmosfære
