“金釘子”是全球年代地層劃分對(duì)比的國際標(biāo)準(zhǔn)。截至2018年7月，在全球確定的60多個(gè)“金釘子”中，我國有11個(gè)，居全球之首，其中7個(gè)（長興階、排碧階、吳家坪階、赫南特階、古丈階、江山階、烏溜階）由南京古生物所完成。 古脊椎所基于多年持續(xù)的大規(guī)模野外調(diào)查和發(fā)掘，開展遼西熱河脊椎動(dòng)物群研究，取得了一系列重大發(fā)現(xiàn)和原創(chuàng)成果，豐富了人類對(duì)早白堊世陸地生態(tài)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，在脊椎動(dòng)物許多類群的起源和系統(tǒng)演化研究方面具有重大意義。獲2003年度中國科學(xué)院杰出科技成就獎(jiǎng)，入選《時(shí)代周刊》 2007年度世界十大科技發(fā)現(xiàn)、《科學(xué)》 2014年度十大科學(xué)突破。

古脊椎所通過對(duì)8萬—12萬年前東亞地區(qū)最早的現(xiàn)代人化石的發(fā)現(xiàn)和研究，否認(rèn)了現(xiàn)代人“非洲起源說”的部分觀點(diǎn)，提出了現(xiàn)代人在東亞出現(xiàn)與擴(kuò)散的新假說，為研究東亞人類演化規(guī)律提供了重要化石證據(jù)，將中國古人類演化研究推進(jìn)到國際前沿水平。相關(guān)成果入選《自然》 2014年度十大科學(xué)事件。

11 第四紀(jì)環(huán)境研究

第四紀(jì)環(huán)境領(lǐng)域是近年來全球變化研究的熱點(diǎn)。地質(zhì)地球所、地球環(huán)境所、寒旱所等單位，以黃土、冰川為古環(huán)境研究的重要載體，在第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)與環(huán)境研究中取得了一系列重要成果，為認(rèn)識(shí)全球環(huán)境演變規(guī)律、理解現(xiàn)今環(huán)境變化原因、評(píng)估未來環(huán)境發(fā)展趨勢提供了科學(xué)依據(jù)，處于國際地球科學(xué)前沿。

在第四紀(jì)黃土環(huán)境研究方面，中科院提出“新風(fēng)成學(xué)說”，該學(xué)說基于中國黃土重建了250萬年以來的氣候變化歷史，推動(dòng)了地球環(huán)境科學(xué)發(fā)展，對(duì)黃土高原水土保持、植被重建、沙地治理等具有重要實(shí)踐意義，為國家黃土高原綜合治理提供了決策支撐?！包S土高原綜合治理定位試驗(yàn)研究”獲1993年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

在第四紀(jì)冰川研究方面，中科院查清了我國第四紀(jì)冰川分布及特征，編繪了我國第四紀(jì)冰川分布圖，突破了傳統(tǒng)第四紀(jì)四次冰期學(xué)說，發(fā)展了國際第四紀(jì)冰川與環(huán)境變化研究科學(xué)理論，對(duì)未來水資源變化和環(huán)境演變及可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

12 東亞大氣環(huán)流研究

大氣環(huán)流研究是揭示大氣運(yùn)動(dòng)規(guī)律、探索全球氣候變化、進(jìn)行氣候預(yù)測和天氣預(yù)報(bào)的重要途徑。大氣所、地球物理所對(duì)東亞大氣環(huán)流運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)深入研究，原創(chuàng)性提出了氣候突變概念，發(fā)現(xiàn)東亞和北美環(huán)流在過渡季節(jié)有急劇變化的現(xiàn)象，研究發(fā)現(xiàn)并證明了阻塞高壓在持續(xù)異常天氣預(yù)報(bào)中的重要性，揭示了東亞大氣環(huán)流對(duì)中國氣候的影響機(jī)理。獲1987年度國家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

東亞大氣環(huán)流研究為我國20世紀(jì)80年代建立數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式奠定了理論基礎(chǔ)。1980年，大氣所與中央氣象臺(tái)等合作成立了“聯(lián)合數(shù)值預(yù)報(bào)室”，將系列成果發(fā)展成為我國氣象業(yè)務(wù)的主要模式；1982年，中央氣象臺(tái)按此模式首次作出72小時(shí)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)。

13 數(shù)學(xué)機(jī)械化方法與辛幾何算法

20世紀(jì)70—80年代，系統(tǒng)所發(fā)展了中國傳統(tǒng)數(shù)學(xué)的算法化思想，提出了用計(jì)算機(jī)證明幾何定理的高效代數(shù)方法——“吳方法”，開創(chuàng)了數(shù)學(xué)機(jī)械化這一新興交叉學(xué)科方向。這是目前符號(hào)求解代數(shù)與微分代數(shù)方程組最完整的方法之一，已應(yīng)用于解決機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)、智能CAD、視覺定位、數(shù)控最優(yōu)插補(bǔ)、密碼分析、物理規(guī)律自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、天體運(yùn)行中心構(gòu)形等數(shù)學(xué)交叉科學(xué)問題，標(biāo)志著我國在自動(dòng)推理研究領(lǐng)域達(dá)到國際領(lǐng)先水平。