稳定同位素地球化学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:海洋出版社

作者:赫夫斯 (JochenHoefs)

出品人:

页数:259

译者:刘季花

出版时间:2002-9

价格:28.0

装帧:平装

isbn号码:9787502755584

丛书系列:

图书标签:

• 地球化学
• 稳定同位素
• 同位素地球化学
• 地球科学
• 化学地球学
• 环境地球化学
• 地质学
• 同位素分析
• 地球演化
• 科学研究

地球深部物质循环与生命起源的探秘：基于多同位素体系的地球化学前沿 图书概述： 本书并非聚焦于传统意义上的稳定同位素地球化学领域，而是深入探讨一个更为宏大且交叉的前沿课题：地球深部物质循环的驱动机制、行星宜居性演化路径，以及生命起源的地球化学基础。 全书以多同位素体系（包括放射性同位素、放射性成因同位素以及部分重稳定同位素）的精细示踪为核心技术手段，结合高精度质谱分析、原位微区分析以及地球动力学模型，构建一套系统性的地球物质演化框架。 本书旨在为地质学、地球化学、行星科学以及生命起源研究领域的科研工作者、研究生提供一套兼具理论深度与实践指导意义的参考资料。它力图揭示地球作为一个复杂开放系统，如何在漫长的地质历史中，通过内部动力学（如地幔对流、板块构造）与外部过程（如大气-海洋相互作用、撞击事件）的耦合，实现关键元素的再分配与宜居环境的维持。 第一部分：地球深部动力学与物质分异的同位素示踪 本部分着重于利用放射性同位素系统（如Hf-Nd、Sm-Nd、U-Pb、Re-Os）解析地球内部物质的演化历史，特别是地幔的异质性与地壳的形成、增生过程。 第一章：地幔柱与地幔岩的“指纹”识别 探讨如何利用高程/低程的Hf-Nd同位素比值，结合Os同位素的放射性衰变特征，区分地幔的“原始”成分与受过地壳物质影响的再循环成分。重点解析大洋岩石圈的物质来源，以及地幔对流过程中地幔源区（Depleted Mantle, DM; Enriched Mantle, EM I/II）的化学异质性及其形成时间。深入讨论地幔柱（Plumes）的物质组成，如何利用地幔捕获物（Xenoliths）中的同位素年龄，约束地幔对流的长期速率和物质传输机制。 第二章：板块构造的启动与维持：地壳的长期演化 分析早期地球地壳的形成机制，聚焦于太古代克拉通（Cratons）的形成与保存。通过对古老岩石中Pb同位素（如$^{206} ext{Pb}/^{204} ext{Pb}$）的非放射性平衡分析，重建早期地壳的物质来源与分离时间。阐述俯冲作用对地壳物质循环的控制，利用俯冲带中变质岩和岩浆岩的同位素“交会点”分析，量化地壳物质进入地幔的通量，及其对地幔化学演变的反馈作用。 第三部分：生命起源与宜居性：行星表面关键元素的循环 本部分将视角转向地球表面，重点关注对生命至关重要的元素（如碳、氮、硫、水）的循环及其在生命起源过程中的作用。 第三章：碳循环的长期调控与气候稳定 摒弃对碳稳定同位素的常规讨论，本书聚焦于深部碳的释放与地表固存。分析火山气体中惰性气体（如$ ext{He}$, $ ext{Ne}$, $ ext{Ar}$)与$ ext{CO}_2$同位素比值（$delta^{13} ext{C}$)的关联，以揭示地幔脱气速率对早期大气成分的控制。引入放射性成因的$ ext{Sr}$同位素，探讨岩石风化速率的变化如何影响海洋碱度，从而约束了数亿年来地球气候的“温室悖论”的解决机制。 第四章：水圈的起源与地球宜居性的“时间窗” 重点探讨地球水的来源问题。利用陨石（特别是碳质球粒陨石和水星级陨石）中氘/氢（$ ext{D}/ ext{H}$)比值的测量，对比地球海洋水、地幔水（通过含水矿物脱水获得）以及彗星水之间的同位素差异。引入氧同位素（$delta^{18} ext{O}$)在水-岩相互作用中的动力学分馏效应，解析早期地球水圈的形成时间，以及太阳活动对地球大气逃逸速率的影响。 第四章：早期生命的“分子印记”：非生物成因的同位素分馏 本章将探讨在生命出现之前，地球化学过程如何产生与生物过程相似的同位素分馏信号。重点研究极端温度和压力条件下，无机反应（如热液化学、矿物表面催化）对硫、氮、碳同位素分馏的贡献。利用高压高温模拟实验数据，对比实验室结果与古老岩石记录，以区分地质背景下的同位素异常与生物活动的信号。 第三部分：行星科学的交叉视角：类地行星的比较研究 为更全面地理解地球的独特性，本书引入了对火星、月球及类地系外行星的同位素对比研究。 第五章：月球岩浆洋的冷却史与地球早期物质的损失 利用月岩中氧同位素的精细分馏，重建月球的形成机制（如大碰撞假说）。通过对比月岩与阿波罗带回的月幔物质的$ ext{Hf}$-$ ext{Nd}$同位素演化轨迹，反演地月体系的早期物质交换与地球早期损失的物质构成。 第六章：火星的水分演化与宜居环境的消亡 基于火星陨石和轨道探测器的测量数据，分析火星大气（如$ ext{Ar}$同位素比值）的逃逸过程，以及火星表面水的同位素组成变化。利用火星陨石中发现的微量矿物（如磷灰石）的$ ext{U}$-$ ext{Pb}$定年，约束火星地质活动的“时间终点”，为理解类地行星大气和水圈的长期稳定性提供参照系。 总结与展望： 本书的最终目标是建立一个跨越四十六亿年的地球系统模型，该模型以多同位素系统的精确约束为骨架，描绘出从行星吸积到生命复杂化的物质流动的全景图。它强调的重点在于，地球的稳定性并非一成不变，而是深部热力学驱动与表面生物地球化学反馈共同作用的结果。未来的研究方向将指向更精密的（例如多硫同位素、铁同位素）示踪技术，以期解决地球内部动力学与生命起源之间更为细致的耦合问题。

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与其他地球化学书籍相比，这本书的宏大叙事视角非常独特。它似乎将稳定同位素视为一把钥匙，不仅用来解锁地球内部的秘密，更用来串联起地球不同圈层之间的相互作用历史。我个人对行星科学和早期地球演化比较感兴趣，这本书中的几章恰好满足了我的好奇心。它探讨了太阳系内不同天体（如陨石）的同位素异常，并试图将其与地球上已知的地幔物质进行对比，从而推测地球形成初期的物质来源。这种将微观的同位素测量与宏观的行星演化历史联系起来的尝试，极具启发性。虽然这些章节的讨论相对推测性较强，但作者给出的各种同位素证据链条是逻辑严密的。特别是关于早期海洋氧化还原状态的同位素示踪方法，它提供了一种与传统岩石学方法互补的视角。这本书的价值在于它不仅仅是资料的汇编，更在于它提供了一种跨尺度的、综合性的思考模式，教会读者如何用同位素的语言去“阅读”地球的故事。

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这本厚重的《稳定同位素地球化学》摆在我桌上已经有一段时间了，初翻时，那些复杂的图表和密密麻麻的公式就让人望而生畏。坦白说，我并不是科班出身，对地球科学的了解仅停留在教科书的皮毛阶段。然而，这本书的叙述方式，尤其是它对基础概念的层层递进，却出乎意料地平易近人。作者显然花费了大量心血来构建一个清晰的知识框架，从最基础的同位素分离原理讲起，如何利用微小的质量差异来揭示地球系统内部的物质循环和环境变迁。我特别欣赏其中对“分馏效应”的生动阐释，它不再是冰冷的数学公式，而是被描绘成一种驱动地球化学过程的内在动力。书中的案例研究，无论是对古气候重建的深入分析，还是对水岩相互作用机制的剖析，都极大地拓宽了我的视野，让我认识到同位素地球化学这门学科的强大解释力。它不只是关于地球年龄或岩石组成的测量，更是关于时间、温度和物质转化历史的“指纹”。虽然有些章节的专业性还是需要我反复研读，但总体而言，这本书为非专业读者打开了一扇通往深层地球奥秘的窗户，那种由知识的逐步清晰带来的满足感，是阅读其他科普读物难以比拟的。

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阅读这本《稳定同位素地球化学》，我体验到了一种深入科学前沿的震撼。它绝非一本面向入门者的概论式读物，更像是一份为资深研究人员准备的详尽工具手册。书中对不同同位素体系（如氧、碳、氢的稳定同位素）的理论模型和最新实验数据的整合，展现了极高的学术水准。我尤其关注了其中关于同位素地球化学在生物地球化学循环中的应用部分，特别是对海洋食物网中碳氮同位素耦合机制的讨论。那些引用了近十年来的顶尖期刊文献的分析，显得尤为扎实和具有前瞻性。行文风格非常严谨，几乎没有冗余的修饰语，每一个句子都承载着明确的科学信息，这对于需要快速捕捉核心信息的科研工作者来说，无疑是高效的。唯一感到挑战的是，当涉及到量子力学基础层面的同位素效应计算时，我需要频繁地查阅额外的物理化学参考资料才能完全跟上作者的思路。这本书的目标读者显然是那些已经具备扎实化学和地质学背景，并希望将稳定同位素技术应用于解决复杂前沿科学问题的学者。

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这本书的排版和装帧设计，老实说，颇具古典学术著作的风范，厚重的纸张和略显保守的字体选择，都透露出一种“慢工出细活”的匠人精神。但内容上，它展现出的却是极强的时代感。作者成功地将理论的“骨架”和实验的“血肉”完美结合。比如，在介绍质量光谱仪的最新发展时，它不仅描述了仪器的基本工作原理，更深入探讨了如何通过提高测量精度来区分那些极为微小的同位素分馏信号，这直接关系到我们对数百万年前气候事件的解析精度。书中对“分馏路径”的几何化描述，使得那些抽象的物理化学过程变得可视化。我花费了大量时间研究其中关于地幔捕获的岩石在上升过程中，由于脱气和反应作用导致的同位素漂移的案例分析。这个案例的复杂性在于需要同时考虑温度、压力和反应速率这三个变量，而这本书通过系统化的建模方法，提供了一个可供参考的分析框架。总而言之，这是一部能让人真正沉下心来，逐字逐句去推敲科学逻辑的经典之作。

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我是在准备一个关于区域水资源评估的项目时偶然接触到这本《稳定同位素地球化学》的。说实话，我原本以为它会是一本偏向于纯粹岩石学的著作，但它的水文地球化学部分完全超出了我的预期。书中的氢氧同位素在追踪大气降水、地表水和地下水补给来源方面的应用，讲解得细致入微。作者特别强调了“局地效应”对同位素信号的干扰，例如海拔高度和植被蒸腾作用如何重塑降水同位素组成，这些细节在许多通用的教材中往往被一笔带过。书中提供了一套完整的现场采样和室内分析的SOP（标准操作程序）建议，甚至提到了不同季节采集水样时需要注意的特定误差来源。对于我们这种需要将理论知识直接转化为实际监测方案的应用型研究者来说，这种操作层面的指导价值巨大。它不仅仅是告诉我们“是什么”，更重要的在于教会我们“怎么做”才能得到可靠的数据。阅读过程中，我感觉自己像是跟随一位经验丰富的水文地球化学家进行野外考察和实验室操作指导，收获良多。

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