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出版者:第1版 (2002年1月1日)

作者:张有学等编

出品人:

页数:336 页

译者:

出版时间:2002-4

价格:49.0

装帧:平装

isbn号码:9787040106473

丛书系列:

图书标签:

• 地球科学
• 地球物理学
• 地质学
• 地球动力学
• 行星科学
• 地壳
• 地幔
• 地核
• 板块构造
• 地球演化

地球的结构、演化和动力学 一部深度探索我们所居住星球复杂性的权威著作 内容简介 本书是一部全面、深入且前沿的地球科学专著，旨在为读者提供对地球系统——从其核心深处到其大气层顶端——的结构、历史演化过程以及驱动这些变化的内在动力学的透彻理解。它不仅仅是一本教科书，更是一份详尽的探索地图，引导读者穿越地质时间的长河，解析塑造我们星球的宏伟力量。 全书结构清晰，逻辑严密，共分为六大部分，涵盖了地球科学的多个核心领域，力求在基础理论阐述与最新科研进展之间找到完美的平衡。 --- 第一部分：地球的起源与内部结构 (The Genesis and Internal Architecture) 本部分奠定了理解地球科学的基础。我们从太阳系的形成入手，详细阐述了地球如何从原始星云物质中凝聚、分异，并经历最初的熔融与结晶阶段。 核心内容包括： 1. 行星形成理论的最新模型： 探讨吸积理论、早期撞击事件（如形成月球的“大碰撞假说”）对地球初始状态的影响。 2. 地球的化学分异与圈层划分： 详细剖析了基于地震波速、密度和化学成分差异划分出的地壳、地幔（上地幔、过渡带、下地幔）和地核（外核、内核）。重点分析了地球化学同位素（如Hf-W定年法）如何揭示内部圈层的形成时间。 3. 地磁场的起源与发电机理论： 深入探讨了液态铁镍外核的对流运动如何产生地球磁场（地磁发电机），以及磁场反转的机制、频率及其对地球环境的潜在影响。 4. 古地磁学的证据： 阐述了如何利用岩石中捕获的磁性记录来重建大陆漂移的历史和地球磁场随时间的变化。 --- 第二部分：岩石圈的构造动力学 (Tectonics and Lithospheric Dynamics) 这是本书的核心部分之一，专注于地球表层巨大的运动系统——板块构造理论。本部分不仅重述了经典理论，更侧重于驱动这些运动的物理机制。 核心内容包括： 1. 板块构造的驱动力： 详细分析了“洋脊推力”、“板片拉力”（Slab Pull）和“地幔拖曳力”（Mantle Drag）这三种主要驱动力在板块运动中的相对贡献和耦合方式。 2. 板块边界的分类与活动特征： 详尽描述了汇聚型（俯冲带）、离散型（洋中脊）和转换型边界所伴随的地震、火山活动和造山运动。特别关注了复杂的三联点（Triple Junctions）动力学。 3. 造山带的形成与侵蚀： 探讨了大陆碰撞（如喜马拉雅山脉的形成）、岛弧岩浆作用以及地壳缩短和加厚的详细过程，并引入了“碰撞后伸展”（Post-collisional Extension）的概念。 4. 地幔对流的观测与模拟： 基于地震层析成像技术（Seismic Tomography），我们展示了地幔深处的热柱（Plumes）和冷板片下沉的“慢地震”（Slow Earthquakes）特征，试图将观测到的地幔结构与表层的板块运动联系起来。 --- 第三部分：火山活动与岩浆作用 (Volcanism and Magmatism) 本部分聚焦于地球内部热量释放的剧烈表现——火山喷发及其相关的岩浆过程。 核心内容包括： 1. 岩浆的生成与分离： 阐述了地幔岩石在不同压力和温度条件下发生减压熔融、含水熔融和地壳物质熔融的物理化学过程。 2. 岩浆房的演化与储存： 探讨了岩浆如何上升、聚集在地下岩浆房中，以及结晶分异、同化混染等过程如何改变岩浆的化学成分。 3. 火山喷发的类型与危害评估： 对夏威夷式、普林尼式等不同爆发指数（VEI）的火山喷发进行分类，并详细分析了火山碎屑流、火山灰云和有毒气体扩散的动力学模型。 4. 地幔热柱与“大省火山岩” (LIPs)： 研究了与板块运动无关的热柱活动，例如德干暗色岩和西伯利亚暗色岩的形成过程及其对全球气候和生物大灭绝的潜在影响。 --- 第四部分：地球的深层过程与物质循环 (Deep Earth Processes and Material Cycling) 本部分将视角投向地幔和地核，研究地球内部的物质传输和化学平衡。 核心内容包括： 1. 高压矿物物理学： 介绍在巨大压力下，地幔矿物（如橄榄石、尖晶石相、后尖晶石相）结构的变化，这些变化直接决定了地震波的传播速度。 2. 水在地球深部的循环： 探讨水（以羟基形式）如何在俯冲带进入地幔，以及水含量如何影响地幔的粘滞性和熔点，从而调控板块俯冲和岩浆活动。 3. 地幔的组成与热力学： 综合化学模型和地球物理数据，重建地幔的化学组成，并讨论地幔的塑性变形机制（蠕变）。 4. 核幔边界 (CMB) 的物理化学： 聚焦于地核与地幔交界面上的热交换和物质迁移，解释该界面在驱动地幔对流和地磁发电机中的关键作用。 --- 第五部分：地表过程与圈层相互作用 (Surface Processes and Inter-sphere Interactions) 地球表面的动态过程是地质历史的记录者，也是生命存在的保障。 核心内容包括： 1. 风化作用与沉积物供给： 详细分析了化学风化和机械风化对地表岩石的分解作用，以及河流、冰川和风力如何输运和沉积碎屑物质。 2. 水圈与大气圈的相互作用： 探讨了地球表面的水循环，以及板块构造和火山活动如何通过温室气体释放和岩石风化反馈调节长期气候（碳循环的地球化学平衡）。 3. 地貌演化动力学： 介绍河流侵蚀模型、构造抬升与侵蚀速率的平衡关系，解释了山脉、盆地和海岸线形态的形成过程。 4. 生命与地球的协同演化： 考察了早期大气氧化的“大氧化事件”等关键地质事件，如何被早期微生物生命活动所驱动，展示了生物圈对地圈过程的反馈作用。 --- 第六部分：现代地球科学的研究方法 (Methodologies in Modern Earth Science) 本部分专门介绍支撑上述所有发现的尖端技术和思维工具。 核心内容包括： 1. 地震层析成像技术 (Seismic Tomography)： 详细解析如何利用全球地震波数据反演地幔和地核的三维速度结构，识别热柱和俯冲板片。 2. 放射性同位素地球化学测年法： 深入介绍各种定年技术（如U-Pb, Ar-Ar, Lu-Hf）的原理、应用范围及其在精确测定地质事件年代中的重要性。 3. 高精度数值模拟： 讨论如何使用超级计算机模拟板块运动、地幔对流和岩浆房流变学，以检验和完善物理模型。 4. 卫星大地测量学 (Geodesy)： 阐述GPS、InSAR等技术如何实时监测地壳形变、火山形变和海平面变化，提供对当前地球动力学过程的直接观测数据。 --- 本书特色： 本书融合了地球物理学、地球化学、构造地质学和行星科学的最新成果，每一章节都配有大量的图表、模型示意图和全球实例分析。它不仅是高等院校地球科学专业师生的必备参考书，也是对地球复杂系统充满好奇心的非专业人士深入探索这颗蓝色星球的理想读物。通过对结构、历史和动力学的综合考察，读者将获得一个统一且深刻的地球系统视图。

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从整体结构来看，这部著作的逻辑层次组织得极为清晰和严密。它似乎遵循着一个从表层到核心，再到整体动力学演化的递进路线。前半部分对岩石圈、地幔和地核的物质组成和物理性质的分析，奠定了坚实的基础；紧接着，它自然而然地过渡到板块构造理论的阐述，对俯冲带、洋中脊等关键构造单元的讨论细致入微，几乎涵盖了现代构造地质学的各个热点。更令人赞叹的是，作者并没有孤立地看待这些地质现象，而是始终将它们置于一个“动态系统”的框架内进行考察，这体现了作者对地球科学整体观的深刻把握。这种结构安排，确保了读者在阅读过程中，总能清楚地知道当前讨论的细节在整个地球系统演化中处于哪个环节，避免了知识点的碎片化，形成了一个完整而有机的知识体系，让人感觉每翻过一页，对这个星球的理解就加深了一层。

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这本书的封面设计给我留下了极其深刻的印象，那种深邃的蓝色与岩石纹理的交织，仿佛直接将人拉入了地壳深处，充满了神秘感和探索的欲望。装帧的质感也相当考究，厚实而耐磨，一看就知道是经得起反复翻阅的硬货。我特别喜欢它在章节标题上的排版风格，那种古朴中带着一丝现代科学冷静的字体选择，让人在翻阅时就能预感到里面内容会是严谨而富有深度的。虽然我还没来得及深入阅读每一个章节的细枝末节，但仅凭这前期的“视觉冲击”和“触感体验”，就已经让我对接下来的学习充满了期待。这本书的厚度也相当可观，这通常意味着内容覆盖面的广度和细节的详尽程度会非常出色，不是那种浮于表面的科普读物，更像是为有志于深入研究地质科学的同仁准备的权威参考书。它在书架上占据的那个位置，散发着一种“重量级”著作的独特气场，让人不自觉地想去探究它究竟蕴含了多少关于我们脚下世界的秘密。这种优秀的外在包装，无疑是成功吸引住我这位“颜控”读者的第一步，也是建立起对内容品质初步信心的重要环节。

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初次翻开这本书，最让我眼前一亮的是它在概念引入上的处理方式。作者似乎非常擅长从宏大叙事切入，比如从太阳系的形成背景，逐步聚焦到地球这个“活的行星”的诞生，这种由远及近的叙述逻辑，使得读者在面对复杂的地球内部结构模型时，能够有一个清晰的、基于时间线的认知框架。我尤其欣赏其中对早期地球“大撞击假说”的详尽论述，那种将复杂的地质事件描绘得如同史诗般壮阔的文笔，实在令人拍案叫绝。它并没有止步于罗列事实，而是深入探讨了不同理论模型之间的证据链条和争议焦点，这种思辨性的处理，极大地提升了阅读的智力参与感。读起来丝毫没有那种干巴巴的教科书式的乏味，反而更像是在跟随一位经验丰富的地质学家，进行一场穿越数十亿年的时空漫游。这种既有学术深度，又不失文学韵味的表达，对于我这样既追求知识准确性又渴望阅读乐趣的读者来说，简直是难得的享受。

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这本书在图文配合方面的精妙设计，可以说是教科书级别的典范。许多涉及深层地质过程的描述，仅仅依靠文字往往难以想象其真实面貌，但这本书中的插图和示意图，却以一种近乎艺术品的方式，完美地诠释了那些抽象的概念。比如，关于地幔对流的动态模拟图，颜色和流线的运用极其到位，让人瞬间就理解了驱动板块运动的根本动力。再比如，那些对古地磁场反转周期的图表，不仅数据详实，连坐标轴和图例的标注都清晰明了，即便是初次接触这些知识的读者，也能迅速抓住重点。我甚至注意到，有些示意图似乎是作者团队基于最新的研究成果重新构建的，这表明该书在内容的时效性和原创性上投入了巨大的心力，远超一般引用的二手资料汇编，这让我对其中所承载的科学前沿性深信不疑。这种高质量的可视化支持，极大地降低了理解复杂深层地球科学的门槛，让学习过程变得高效而愉悦。

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这本书给我的感受，与其说是一本教材，不如说是一份召唤你去探索的“行动指南”。它在某些章节末尾设定的思考题或延伸阅读建议，并非那种应付了事的标准格式，而是真正激发读者去联系现实中的地质现象，比如对近期地震活动或者火山喷发地区的思考。这种互动性和启发性，使得阅读过程不再是被动接受信息，而是主动参与到科学探究的过程中。我能感受到作者在字里行间流露出的对地球科学那种近乎虔诚的热爱，他不仅仅是在“教”知识，更像是在“点燃”一种探索的激情。对于那些渴望跳出纯粹理论，将所学知识应用于解决实际地质问题，或者仅仅是想更深刻地理解脚下这片土地的读者来说，这本书无疑提供了最坚实、也最鼓舞人心的理论基石和思维工具。它真正做到了将知识的严谨性与探索的浪漫主义完美地结合起来。

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