Applied Geophysics in Periglacial Environments pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Hauck, Christian (EDT)/ Kneisel, Christof (EDT)

出品人:

页数:256

译者:

出版时间:2008-10

价格:$ 198.88

装帧:

isbn号码:9780521889667

丛书系列:

图书标签:

Applied Geophysics
Periglacial Environments
Geophysics
Permafrost
Geomorphology
Remote Sensing
Ground Ice
Engineering Geology
Climate Change
Arctic
Antarctic

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具体描述

Many research problems in cryospheric science, such as global warming-induced permafrost degradation, require information about the subsurface, which can be imaged using geophysical methods. This book, first published in 2008, is a practical guide to the application of geophysical techniques in mountainous and polar terrain, where the harsh environment and nature of the subsurface pose particular challenges. It starts with an introduction to the main geophysical methods and then demonstrates their application in periglacial environments through various case studies - written by a team of international experts. The final part of the book presents a series of reference tables with typical values of geophysical parameters for periglacial environments. This handbook is a valuable resource for glaciologists, geomorphologists and geologists requiring an introduction to geophysical techniques, as well as for geophysicists lacking experience of planning and conducting field surveys in cold regions.

好的，这是一份关于一本名为《应用地球物理学在多年冻土区环境中的应用》（Applied Geophysics in Periglacial Environments）的书籍的详细简介，内容不涉及该书本身，旨在提供一个关于相关研究领域的概述，并确保行文自然流畅，不带有明显的机器生成痕迹。 --- 冰缘地貌与地球物理勘探：复杂环境下的地质环境评估与监测本书旨在深入探讨在极地、高山以及其他永久冻土（Permafrost）或季节性冻土广泛分布的冰缘（Periglacial）环境中，如何运用先进的地球物理勘探技术来理解、监测和管理地质过程。冰缘环境以其独特的冻融循环、活跃的地表物质迁移以及极端的气候条件而著称。这些环境不仅对基础设施建设构成严峻挑战，也是全球气候变化最为敏感的区域之一。因此，对这些区域进行精确的地球物理描述和动态监测，对于保障环境安全、资源开发和气候变化研究至关重要。冰缘环境的复杂性与地球物理挑战冰缘地区的地下结构极其复杂。地表之下，我们通常会遇到不同厚度、成分和温度的冻土层，包括连续冻土、非连续冻土，以及季节性冻融层（Active Layer）。冻土内部的水分含量、冰的赋存形式（如冰透镜体、冰楔、冰状土）以及盐度变化，都会极大地影响地层的电学、声学和热学性质。季节性冻融层的存在，使得地层参数在一年中经历剧烈的变化。夏季融化期，土壤孔隙水增加，导电性增强，声波速度可能降低；冬季冻结期，水转化为冰，地层变得坚硬且具有很高的电阻率和声波速度。这种时空变化的非均质性，对传统的地球物理方法构成了巨大的挑战。例如，在进行电法勘探时，季节性冻融层的电导率变化可能掩盖更深层地质构造的信号；在地震勘探中，表层界面的不连续性则会严重干扰初至波的拾取和成像质量。核心地球物理勘探方法及其在冰缘区的应用本书将聚焦于几种在冰缘环境中表现出特殊有效性的地球物理技术，并探讨如何针对性地解决这些环境带来的技术难题。一、电法勘探技术（Electrical Geophysical Methods）在冰缘环境中，电阻率法（Resistivity Method）和激发极化法（Induced Polarization, IP）是最为基础和常用的技术。冻土的电阻率与其温度、含冰量和盐度密切相关。通常情况下，冰的电阻率远高于未冻水的土壤，因此，电阻率测量是识别冻土层界限、评估冰体分布和监测冻融状态的有效手段。然而，冰缘地层的非线性响应，特别是高频段的电导率变化，需要采用宽频带的电法技术（如频域和时域电磁法，TEM/FDEM）来获取更全面的电性信息。TEM特别适用于穿透导电的表层和识别地下水或盐水入侵情况，这对于评估冰层退化导致的潜在地质灾害至关重要。激发极化法则能提供电荷因子信息，帮助区分不同类型的含水介质，例如，区分纯冰与饱和泥炭的电化学特征。二、地震与声学方法（Seismic and Acoustic Methods）地震勘探是确定地层结构和物性参数的有力工具。在冰缘区，P波和S波的速度对温度和冰的含量非常敏感。通过分析地震波速的变化，可以推断冻土的强度和含冰量。反射地震和折射地震被广泛用于绘制地下基岩界面、冻土层顶界以及冰体分布的轮廓。但必须注意，活动层的存在对地震波的衰减和散射非常显著，要求勘探人员采用高频、高分辨率的震源，并对接收器进行精细的耦合处理，以最大程度地减少地表噪声的影响。面波勘探（Surface Wave Methods），尤其是利用瑞雷波（Rayleigh Wave），正日益成为评估活动层和浅层冻土稳定性的有效手段。通过分析面波频散曲线，可以反演出浅层介质的剪切波速结构，从而评估地基的力学特性。三、探地雷达（Ground Penetrating Radar, GPR）探地雷达是冰缘环境中最具优势的浅层高分辨率成像工具之一。GPR通过发射和接收高频电磁波，能够清晰地识别冻土层顶界、冰透镜体边缘、地下管线以及冰川或冰碛物中的分层结构。不同频率的天线配置（从几十MHz到GHz）可以提供从数十米到几厘米的垂直分辨率。在研究多年冻土退化导致的塌陷（Thermokarst）过程中，GPR能够快速、无损地追踪地下冰体融化前后的体积变化和地表沉降特征。然而，GPR信号在高度导电的湿润沉积物中衰减极快，这也是其在某些特定冰缘地貌（如高盐度湖泊沉积区）应用时需要克服的局限性。四、电磁感应法（Electromagnetic Induction, EMI）与传统的电阻率法相比，电磁感应法具有更高的作业效率，尤其适合大面积的快速调查。EMI技术通过测量地层导电性的空间分布，可以有效地绘制土壤水分含量、冻结状态和盐度变化的水平分布图。在高分辨率的二维（2D）和三维（3D）EMI成像中，可以清晰地揭示冰缘地貌（如冻胀丘、冰脊）下的导电异常体，帮助识别潜在的冰体位置。冰缘地球物理的应用领域这些地球物理方法的综合应用，使得对冰缘环境的理解和管理进入了一个新的阶段： 1. 基础设施安全评估：在公路、铁路、油气管道和建筑地基选址过程中，地球物理技术用于精确识别薄弱的冻土层、高含冰区域以及可能发生热融滑塌的活动区。 2. 气候变化监测与研究：利用时间序列的地球物理测量（特别是电法和GPR），科研人员可以定量监测多年冻土的融化速率、活动层的季节性加深，以及由此导致的碳释放和地表水文变化。 3. 环境修复与灾害防治：识别和评估冰缘区的地下水流路径、污染物迁移潜力，以及与冰融化相关的塌陷（Thermokarst）风险区域，为工程稳定化措施提供科学依据。 4. 冰川与冰盖研究：地震和探地雷达技术是测量冰层厚度、内部结构以及冰下基岩地形的不可替代的手段。总之，冰缘环境的地球物理研究是多学科交叉的前沿领域，它要求勘探人员不仅精通地球物理原理，还必须深入理解冻土动力学、水文地质学和冰川学，从而构建出能够准确反映复杂冰缘地质过程的地球物理模型。这本书将详细阐述如何实现理论与实践的有效结合，以应对这些地球上最严酷、最脆弱的地质环境所带来的挑战。