In Situ-Produced Cosmogenic Nuclides And Quantification of Geological Processes pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Geological Society of America

作者:Siame, Lionel L. (EDT)/ Bourles, Didier L. (EDT)/ Brown, Erik T. (EDT)

出品人:

页数:146

译者:

出版时间:2006-6-30

价格:USD 40.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780813724157

丛书系列:

图书标签:

• Cosmogenic Nuclides
• Geochronology
• Geological Processes
• Surface Exposure Dating
• Landscape Evolution
• Weathering
• Erosion
• Dating Methods
• Isotope Geochemistry
• Earth Surface Processes

远古的回响：地球深处的秘密与生命的演化 一部探索地球深层结构、地质变迁历史及其与生命相互作用的宏大叙事 本书旨在为地质学、地球物理学、古生物学乃至行星科学领域的学者、研究人员以及对地球的深层奥秘抱有浓厚兴趣的读者，提供一个全面、深入且极具启发性的视角，去理解我们脚下这颗星球的演化历程、内部驱动力及其塑造地表环境和生命演化的复杂机制。我们不再局限于表层的岩石记录，而是深入到地幔的蠕动、地核的熔融以及板块构造的无尽循环之中，探寻那些决定地球命运的根本性力量。 第一部分：地球的内在引擎——地幔动力学与热演化 本部分将聚焦于地球内部最主要的驱动力：地幔对流。我们将详细剖析现代地球物理学和地球化学如何揭示地幔的结构、组成和热状态。 一、地幔的非线性动力学：从浅层到深层 地幔的对流是驱动板块构造的根本机制。本章将深入探讨当前地幔对流模型中的前沿进展，包括对地幔柱（mantle plumes）起源的争论，即它们是源自核幔边界（CMB）还是上地幔过渡带。我们将使用最新的地震层析成像（Seismic Tomography）数据，结合流体力学模拟，描绘出地幔内部的温度和密度异质性分布图。重点讨论高剪切波速带（ULSVZ）的性质，它们是俯冲板块的终点还是地幔深处的“墓地”，以及这对地球整体热传输效率的影响。 二、核幔边界的极端物理化学 核幔边界（CMB）是地球内部最剧烈活动的界面，它不仅是热流散失的关键区域，也是地磁场产生的源头。本章将结合高温高压（HPHT）实验和第一性原理计算，探索在超过130 GPa和约4000 K的极端条件下，铁合金、硅酸盐和硫化物等物质的相变行为。特别关注D”层（D-double-prime layer）中可能存在的熔融态物质和富集元素，它们如何影响下地幔物质的上升和地幔柱的形成。我们还将讨论CMB处的液态外核与固态下地幔之间的化学反应和热交换过程，这对理解地磁场的百年到千年尺度的变化至关重要。 三、地球的热历史与“滞后”的冷却 地球的冷却速度直接决定了其内部驱动力的持续时间。本章将整合放射性同位素衰变热（如铀、钍、钾）的贡献与残余的形成热，构建一个更精确的地球热演化模型。我们将对比“快速冷却”模型与“缓慢衰减”模型，并使用深部岩浆房的年龄数据作为约束，评估地幔的有效热扩散率。讨论地幔热力学性质如何随压力和温度变化而变化，以及这些变化如何影响板块构造的长期演化。 第二部分：表层的重塑——板块构造与大陆地壳的形成 板块构造是塑造我们所见地貌的宏大构造运动。本部分将关注板块的启动、维持以及大陆地壳的累积过程。 四、俯冲带的复杂性与深部水循环 俯冲带是地球上最活跃的构造单元，也是地壳物质循环的关键环节。我们将探讨俯冲板片在不同压力和温度下发生的脱水（Dehydration）过程，以及水分子如何通过含水矿物（如蛇纹石、绿泥石、相蓝石）进入地幔深处。详细分析俯冲带中的地震活动（如深源地震的机制）与流体活动之间的耦合关系。本章会引入新的地球物理观测，以区分“湿”俯冲和“干”俯冲对岩浆活动和地震风险的影响。 五、大洋岩石圈的诞生与消亡 大洋岩石圈的形成和消亡是板块构造周期的核心。我们将研究新生洋壳的扩张速率如何影响洋中脊的形态和热状态，并追溯古老大洋岩石圈的“死亡”过程——即它们在俯冲过程中如何解离、变性，并最终成为地幔深处的“幽灵”。通过对蛇绿岩（Ophiolites）的详细岩石学研究，我们重建了不同构造背景下洋壳的组成及其在大陆边缘的拼贴历史。 六、大陆地壳的增生与稳定机制 大陆地壳的形成是地球演化中最独特的事件之一，因为它具有较低的密度，不易俯冲。本章将集中讨论大陆增生（Accretion）的主要机制，包括弧-陆碰撞、岩浆活动以及地幔热柱对克拉通（Cratons）的改造作用。我们将运用同位素地球化学（如Sr, Nd, Hf同位素）追踪地壳物质的演化年龄，并探讨克拉通稳定的热力学和力学条件，解释为何某些古老的陆核能抵抗数亿年的构造应力而不被破坏。 第三部分：生命与环境的共舞——地球表层过程的长期影响 地质过程不仅创造了栖息地，也深刻影响了生命的演化轨迹，反之亦然。 七、造山运动与气候的耦合 大规模的造山运动（Orogeny）是地球表面最显著的改造事件，它通过抬升和剥蚀直接影响全球气候系统。本章将探讨造山带的侵蚀速率如何通过加速硅酸盐风化作用，将大气中的二氧化碳封存到海洋和沉积物中（岩石圈-大气-水圈耦合）。我们将分析关键造山事件（如喜马拉雅造山运动、泛非造山带）与全球冰期/间冰期波动之间的潜在反馈机制。 八、沉积盆地的形成与能源地质学 沉积盆地是记录地球历史最完整的天然档案库。本章将结合构造沉降、沉积物供给和气候变化，分析大型沉积盆地（如前缘盆地、陆上裂谷盆地）的演化史。重点探讨沉积物中记录的古环境信号，以及这些盆地如何成为化石燃料和地热资源储集的场所。我们将使用盆地模拟软件，重建特定地质时期下的热流密度和孔隙压力演变。 九、地球生物圈的远古印记 从太古宙的叠层石到显生宙的化石记录，生命活动深刻地改变了地球的化学环境，尤其是大气和海洋的氧化还原状态。本章将追溯生命起源后，特别是“大氧化事件”（GOE）前后，硫、碳、铁循环如何被微生物活动重塑。我们将探讨在极端环境（如深海热液喷口、酸性矿山排水区）中，现代微生物群落如何模拟早期地球的生物地球化学过程，为我们理解生命的适应性提供了一个活体实验室。 结语：未解之谜与未来展望 本书最后总结了当前地球科学面临的重大挑战，包括深部地震波各向异性的解释、超级火山爆发的预测能力，以及地核液态铁的输运机制。地球仍然是一个充满未知的系统，我们对其深层动态的认知将持续驱动下一代地球科学的探索方向。 本书的叙事结构力求严谨而富有层次感，从内核深处的热量传递，到地幔的宏观流动，再到地壳的构造变形，最终连接到地表生命与环境的相互作用，构成一幅完整而动态的地球演化图景。

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