中国大陆科学钻探工程研究举世瞩目。上天、入地、下海是人类向自然界挑战的三大壮举。被称为伸入地球内部“望远镜”的大陆科学钻探是继前苏联和之后第三个超过5000米的科学深钻，是全世界穿过造山带最深部位的科学深钻，该工程建成了亚洲第一个深部地质作用长期观测实验基地，也是亚洲第一个大陆科学钻探和地球物理遥测数据信息库，是亚洲第一个研究地幔物质的标本岩心馆和配套实验室，使我国超高压变质带和地幔物质研究达到国际领先水平，为我国从地学大国走向地学强国迈出了重要一步。
中国地层发育完整，类型多样，研究古生物具有得天独厚的优越条件，一系列标志性成果的取得确立了中国古生物学研究的国际地位。首先值得一提的是，中国澄江生物群以及相应的瓮安、庙河、梅树村生物群的发现。我国云南早寒武世早期的澄江生物群不仅保存极为完整，而且十分古老，为揭示“寒武纪大爆发”生命突发性事件，进而回答生物多样性的起源和演化这一重要问题提供了丰富的科学依据。其次是热河生物群研究。从20世纪90年代初开始，随着一些保存完整的似鸟类恐龙和早期鸟类等重要化石的发现，填补了鸟类演化谱系的空白，随后一系列哺乳动物、翼龙类等化石的发现，把热河生物群的研究逐步推向了国际前沿。再其次，从国际地科联1997年1月在中国确认第一枚“金钉子”为浙江常山县黄泥塘奥陶系达瑞威尔阶地层剖面到2008年4月，我国已有9枚“金钉子”。在一个国家建立“金钉子”，不仅体现了领先国际的综合科研实力，更是一个国家的荣誉。9枚“金钉子”钉在中国，大大提升了我国地层学研究的国际地位。
由中国地质科学院地质研究所承担的《中国岩石圈三维结构》项目建立了中国岩石圈三维结构数据库和中国大陆18个代表性地区岩石圈岩石结构柱状剖面，总结出岩石圈构造单元划分的6条原则。项目编制的《中国岩石圈三维结构特征图集》和《中国及邻区岩石圈三维结构动态模型图》，为全面了解地下深度在400千米内的地质结构和物质组成提供了“透视”工具。整个项目不仅具有重要的理论意义，而且对提高我国乃至亚洲深部地质研究程度、预测油气资源和内生矿产形成条件以及地震产生机理等，都具有重要价值。
在南极、北极和世界“第三极”——青藏高原的研究取得了举世瞩目的科研成果。极地科学考察关系着全球变化和人类未来，也是一个国家综合国力、高科技水平在国际舞台上的展现和角逐，有着深远和重大的意义。自1984年中国政府组织首次南极考察至今，已成功完成了20多次南极科学考察和3次北极科学考察，成为四大国际极地组织的正式成员国，不仅建立了南极长城站、中山站，还在北极建成黄河站。今年，还在南极内陆冰盖上建立了科学意义更深远的昆仑站。30年来，青藏高原的研究取得了六个方面的科学进展，包括高原岩石圈结构和形成演化，隆起过程与环境变迁，东亚季风气候对高原隆升的响应，生物区系与人类对高原环境的适应，自然环境及其地域分异，资源、灾害及区域发展等。这些成果对促进青藏高原地区经济社会经济发展、基础设施以及生态环境建设发挥了重要作用。
全球气候变化是目前全球地学的最大热门。近30年来，中国地学在全球气候变化研究领域发挥了重大作用，并成为这一领域国际舞台上的主要角色之一。中国科学家运用黄土一古土壤序列、深海沉积、冰心记录、冰川沉积、风沙沉积、河一湖相沉积、盐湖、石笋、海岸景观以及树木年轮和历史文献等多种研究对象和研究方法，在探讨区域性及全球性的气候变化过程和机制方面取得了巨大的进展，建立了不同时间尺度、不同分辨率的气候演变模式，为发展地球系统科学和认识地球各圈层之间的相互作用作出了突出贡献。
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