據國外媒體報道，美國國家科學研究理事會3月12日公布的一份最新報告確定了推動地質學和行星科學需要優先解答的十個問題。這些問題旨在反映地球科學在21世紀初面臨的重要科學挑戰，指出了地球科學的現狀，如何取得既定目標，以及未來發展的方向等。
美國加州大學伯克利分校地球化學教授、起草這一報告的委員會主席唐納德·德帕羅表示：“過去20年各方面均取得了不小的進步，我們現在能通過微觀和宏觀角度研究這一問題，給地球勾畫一副更為美好的藍圖，比如識別礦物質中的個別原子，或觀測大陸漂移和山體變高。為使這一領域繼續前進，我們應回顧歷史，提出更為深刻的根本問題，比如地球和生命的起源，行星結構和動力學，生命和氣候的聯系等等。”
報告是在美國能源部、國家科學基金會、美國地質勘測局和美國宇航局的聯合要求下起草的。起草委員會挑選了各種問題，但是並未特別考慮涉及某個機構的問題，而是覆蓋各種各樣的空間尺度——從原子到行星——和時間尺度——從過去到現在和將來。委員會對地質學界進行了廣泛調查，最後精心挑選出10個問題。
報告稱，其中一些問題可能再過幾十年科學家依舊理解不了，而另外一些問題則可能在幾年內取得更重要的進步。委員會沒有排列出這十個問題的優先順序——僅在下面列出了相關說明性論點，也沒有推薦解決這些問題的具體措施。
1.地球和其它行星來自哪裡？
盡管科學家普遍認為，太陽系中的恆星和行星來自於同一片星雲，但他們確實對地球如何獲得其化學構成了解不夠多，尚不能理解地球的演變以及其它行星之間的不同之處。另外，雖然現在科學家擁有行星形成的可靠模型，但只有對太陽系主體部分和系外天體作進一步觀測，才能讓他們對地球和太陽系的來源有深入的了解。
2.地球“黑暗時期”(地球誕生後的最初5億年)究竟發生了什麼？
科學家認為，在地球形成的後期，另一顆行星與地球發生了碰撞，產生的殘骸形成了月球，同時令地球熔化形成地核。這一時期對解開行星演變之謎至關重要，特別是地球如何形成其大氣層和海洋，但是科學家對此卻知之甚少，因為來自這一時期的岩石幾乎沒有保存下來。
3.生命是如何開始的？
生命起源是科學史上最令人好奇、最難、也是最曠日持久的問題之一。有關生命形成地點、時間和形式的現有唯一證據，來自於對岩石和礦物質的地質研究調查。為幫助解答這一問題，科學家還對火星展開勘測。火星上有關行星早期歷史的沉積物記錄早於地球上年代最久遠的岩石及其它擁有行星的恆星系統。
4.地球內部如何運轉及其對地表的影響？
科學家清楚，地幔和地核始終處於對流運動狀態下。地核對流產生地球的磁場，磁場可能會影響地表狀況。而地幔對流引發火山運動和造山運動，形成海底。但是，科學家既不能精確描述這些運動，也不能計算它們在過去的不同之處，這為他們了解地球歷史狀況及預測地表未來環境設置了層層障礙。
5.為何地球擁有板塊構造和大陸？
盡管板塊構造學說已經相當完善和成熟，但科學家仍想知道地球為何擁有板塊構造，以及板塊構造與地球其它方面的緊密聯系，如水量充足，大陸、海洋和生命的存在等等。此外，科學家還不清楚大陸形成的初始時間、大陸如何能存在數十億年、它們在未來將如何演變等問題。這些全部是極為重要的問題，因為陸殼風化在調解地球氣候方面發揮著重要作用。
6.地球進程如何受物質特性的制約？
科學家現在認識到，板塊構造學和地幔對流等宏觀行為，源自地球物質的微觀特性，包括這些物質原子結構的最小細節。理解物質的微觀特性對搞清楚地球歷史，對行星過程未來將如何變化作出合理可靠的預測均十分必要。
7.什麼原因引起氣候變化，氣候變化幅度到底能有多大？
在過去40億年的大部分時間裡，地球表面溫度變化相對很小，但從長期講，如何將氣候變化限制在人類可以控制的範圍內，即使它可能變化非常劇烈？對歷史上地球極端氣候——氣候何時極冷或極熱或何時變化迅速——的研究可能會提高氣候預測模式的精確性。而氣候預測模式則能使科學家去預測氣候變化的大小和後果。
8.生命如何改變地球，地球又是如何改變生命？
地質學和生物學相互影響的准確方式目前仍是個謎。科學家對生命在給地球注入氧氣和通過風化和侵蝕改變地表方面的作用非常感興趣。他們還尋求了解地質事件如何引起大規模生物滅絕，以及地質事件對進化過程構成的影響。
9.人類能否預測地震、火山噴發及其後果？
科學家在預測未來地震發生的可能性方面已取得很大進展，但也許他們永遠不能預測出地震發生的准確時間和地點。盡管如此，科學家仍在繼續破譯斷層斷裂開始和停止過程及大地震附近的搖動有多強烈等難題。至於火山爆發，地質學家的預測能力同樣有所提高，但也面臨著如何深入清晰地了解岩漿活動(從地幔上層的岩漿來源地經地殼流到發生噴發的地表)的挑戰。
10.流體流動和輸送如何影響人類環境？
對自然資源和環境的合理利用和管理要求科學家掌握有關地上和地表流體行為的相關知識，同時，科學家希望最終開發出能預測這些自然系統表現的數學模型。但是，確定地下流體在不同類型岩石和土壤層的分布、它們的流速、它們輸送遭溶解和懸浮材料的效率及化學和熱量同宿主地層(host formation)相互流動對它們的影響等均十分困難。