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页数:335

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出版时间:2009-5

价格:80.00元

装帧:

isbn号码:9787030244345

丛书系列:

图书标签:

• 微生物学
• 矿物学
• 生物地球化学
• 环境科学
• 地质学
• 生物矿物学
• 地球微生物学
• 矿化作用
• 生物过程
• 环境微生物学

矿物起源与地球生命演化：一部宏大的地质与生物学史诗 图书名称：矿物起源与地球生命演化 图书简介 本书并非探讨微生物在矿物形成过程中的直接作用，而是将视野拓展至地球诞生之初，聚焦于非生物过程在行星物质分异、地壳构建以及早期生命起源中所扮演的核心角色。它深入剖析了地球内部的物理化学机制，如何驱动了岩石圈的形成，以及这些基础构造如何为后续的生物圈发展奠定了不可逆转的物质基础。 本书的叙事线索始于太阳星云的吸积与分异，详细阐述了岩浆的冷却结晶如何精确地控制了地壳中主要矿物（如硅酸盐、氧化物和硫化物）的晶体结构和化学组成。我们摒弃了生物诱导的视角，转而关注高温高压环境下的物质迁移和相变动力学。例如，书中对地幔的粘滞流变学和俯冲带的脱水反应进行了详尽的数学建模，揭示了在缺乏生命干预的情况下，如何形成了具有特定同位素特征的深源岩浆。 在构造地质学的章节中，本书系统梳理了板块构造理论的纯粹物理学基础。我们探讨了地幔对流驱动的拉张与挤压形变，如何塑造了早期的超大陆（如哥伦比亚大陆和罗迪尼亚大陆）的聚合与裂解周期。重点分析了板块运动与地幔热柱活动如何通过火山作用，将地球内部的原始物质（包括挥发性物质如水和二氧化碳）释放到大气和海洋中，从而构建了早期地球的化学环境。 本书对早期海洋的化学演化进行了深入探讨，完全基于无机化学反应和热液活动。我们详细模拟了深海黑烟囱和浅海海底火山喷发口周围的化学梯度。书中详尽讨论了铁、硫、碳酸盐等关键元素的溶解度、沉淀速率以及这些无机矿物晶体表面对简单有机分子（如氨基酸和核苷酸前体）的物理吸附能力，即所谓的“矿物表面催化”效应，强调的是表面能与活性位点而非生物介导的转化。 一个核心章节聚焦于地球早期大气圈的形成与演化。我们考察了太阳风的剥离、彗星和小行星的撞击，以及火山气体释放的三大机制如何共同决定了早期大气中氮气、二氧化碳和水蒸气的比例。书中通过地球化学平衡模型，解释了早期海洋pH值的波动范围，以及这些非生物因素如何影响了碳酸钙和硅酸盐的沉积速率，形成了太古宙早期的化学沉积岩序列。 在讨论地质时间尺度上的环境变化时，本书专门设置了一章来分析“无氧的”地球化学循环。这包括对早期铁循环（如条带状铁建造BIF的非氧化性成因假说）的深入论证，关注在缺乏自由氧的条件下，溶解的二价铁如何与海底或水体中富含的硫化物或硅酸盐发生沉淀反应。我们详尽分析了铁矿物晶体内部的微量元素捕获机制，这些机制完全由晶格缺陷和扩散动力学所控制。 本书的另一独特之处在于对“非生命矿物学”的系统梳理。书中包含了对石英、长石、云母等主要硅酸盐矿物的晶体缺陷、孪晶现象以及变质过程中矿物重结晶的微观机制的详尽描述。我们运用X射线衍射分析和电子探针数据，重建了地质构造应力场对矿物形貌的影响，所有分析均严格限制在地球物理和地球化学的范畴内。 最后的章节回顾了我们对地外物质的分析，特别是陨石中发现的无机物和有机前体。通过比较火星、月球以及其他太阳系小行星的矿物学特征，本书旨在建立一个普适的、基于物理化学定律的行星物质演化模型，展示了矿物的形成是宇宙中普遍存在的自然规律，而非地球生命独有的现象。 本书面向地质学、地球物理学、无机化学以及行星科学领域的专业研究者和高年级学生。它提供了一个严谨、数据驱动的框架，用以理解地球固体圈层的构建过程，从而为理解任何行星体的地质历史提供了一个坚实的、不依赖于生物干预的科学基础。本书的核心论点是：在生命出现之前，地球的物质形态和化学梯度早已被纯粹的地质力量所定义。

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这本书的排版和装帧设计实在是太出色了，拿到手的时候就有一种爱不释手的感觉。封面那种略带磨砂质感的纸张，搭配上那些精美的菌落或矿物晶体的插图，色彩的运用也拿捏得恰到好处，既有科学的严谨感，又不失艺术的美感。内页的纸张选择了偏暖色调的哑光纸，阅读起来非常舒适，即便是长时间盯着看也不会觉得眼睛疲劳。更值得称赞的是，作者在配图的选择上非常用心，那些高清的显微照片和野外采集的照片，每一张都像是艺术品，直观地展示了微生物与矿物相互作用的复杂过程。比如，书中关于硫化矿物形成的那些微观结构图，细节之丰富，让人仿佛能亲眼目睹地球深处的化学反应。而且，图注的撰写也非常到位，不仅仅是简单地描述图片内容，还巧妙地结合了相关的理论知识点，使得图文的结合达到了完美的平衡。这绝对是一本值得收藏的书，光是摆在书架上，也能提升整个房间的格调。我甚至发现，不同章节之间的版式设计都有细微的调整，这显示了编辑团队在细节处理上的专业和对读者的尊重。

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这本书的阅读体验有一种强烈的“沉浸感”，就像是作者带着你进行了一次实地考察，充满了探险的乐趣。书中穿插了许多作者自己在野外工作的第一手资料和感悟，这一点是任何纯粹的综述文献都无法比拟的。比如，描述在南美洲安第斯山脉考察硫酸盐还原菌群落时遇到的气候挑战，以及如何克服困难采集到珍贵的样品，这些叙述瞬间将冰冷的科学知识与鲜活的人类探索精神联系了起来。这种“现场感”不仅增强了阅读的趣味性，更重要的是，它让读者深刻体会到科学研究的艰辛与伟大。每当读到关键的实验设计部分，我都能想象出作者在实验室中面对复杂体系时所展现出的那种专注与耐心。书中的一些小插曲，比如对某些特定微生物菌株“性格”的幽默描述，也让人倍感亲切，仿佛在与一位经验丰富、风趣幽默的同行交流心得。这本书成功地将枯燥的实验数据与激动人心的科学发现紧密地编织在了一起。

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我一直在寻找一本能够系统梳理“生物矿化”这一交叉学科发展脉络的权威参考书，而这本书恰好填补了这一空白。它的结构非常宏大，从生命起源的早期矿物共生体假说开始，一直延伸到当代新兴的生物技术在环境修复和材料科学中的应用。书中对“矿物-微生物相互作用”的理论框架进行了非常清晰的梳理，特别是对能量流动和物质循环的阐述，构建了一个完整且自洽的认知体系。对于我个人而言，最受益匪浅的是它在“应用前景”部分所展现的广度和深度。作者并没有停留在基础理论层面，而是深入探讨了如何利用微生物的矿化能力来开发新型生物水泥、高效重金属富集剂，甚至在火星生命探测任务中，微生物活动可能留下的生物印记的分析，都极具前瞻性。这本书不仅仅是对现有知识的总结，更像是一份面向未来的行动指南，它激发了我对利用地球生命力量解决人类工程难题的无限想象和探索热情。

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我本来以为这会是一本晦涩难懂的专业教科书，但阅读体验完全超出了我的预期。作者的叙事手法非常高明，他似乎有一种将复杂科学问题“翻译”成日常语言的天赋。比如，在介绍生物地球化学循环的章节里，他没有堆砌一堆生僻的化学方程式，而是用了一种讲故事的方式，把微生物当作一个个勤劳的“微型工程师”，把它们在岩石圈中的活动描绘得生动有趣。我尤其欣赏作者在解释“生物诱导沉淀”机制时所采用的比喻——将微生物细胞膜比作一个高效的“催化平台”，这个比喻一下子就打通了我理解这部分内容的所有思维障碍。而且，这本书的逻辑结构安排得极具层次感，从宏观的环境背景到微观的分子机制，层层递进，步步深入。每一次阅读，都会有新的理解和感悟，绝不是那种读完一遍就束之高阁的书籍。它更像是一位博学的导师，在你需要的时候，总能给出清晰而富有启发性的指导。对于我们这些非地质学背景的研究人员来说，这本书简直是打开了一扇通往新领域的大门。

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这本书在理论深度上达到了一个令人敬佩的高度，它似乎涵盖了从古生物学到现代环境修复的各个交叉领域。我特别留意了其中关于极端环境微生物的研究部分，作者对深海热液喷口和冰川沉积物中微生物群落如何影响矿物相变进行了详尽的论述，引用了大量前沿的实验数据和分子生物学证据。最让我震撼的是，作者对“生物风化”过程的时间尺度进行了深入的探讨，他不仅展示了快速的微生物腐蚀案例，还推演了数百万年尺度上微生物活动对地壳物质循环的根本性影响。这不仅仅是描述“发生了什么”，更深入地挖掘了“为什么会这样”以及“这在地球历史中意味着什么”。书中对于不同类型矿物质——硅酸盐、碳酸盐、金属氧化物——与微生物的界面反应的差异化分析，展现了作者扎实的跨学科功底。它没有回避那些尚未完全解决的科学难题，反而坦诚地指出了当前研究的局限性和未来的研究方向，这种科学的严谨和求实的态度，让人非常信服。

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