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出版者:

作者:Duldig, Marc (EDT)

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页数:332

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价格:1466.00元

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isbn号码:9789812836199

丛书系列:

图书标签:

• 地球科学
• 地质学
• 地球物理学
• 环境科学
• 气候变化
• 遥感
• 地理信息系统
• 水文学
• 矿物学
• 地球化学

地球科学前沿进展：一部跨学科的深度探索 图书名称：地球科学前沿进展 (Advances in Geosciences) 图书简介： 《地球科学前沿进展》汇集了全球顶尖学者在地球科学各个核心领域取得的最新、最具突破性的研究成果。本书旨在为地球科学家、环境规划师、地质工程师以及对地球复杂系统运行机制感兴趣的专业人士，提供一个全面、深入且高度前沿的知识平台。全书内容聚焦于当代地球科学面临的关键挑战，从行星尺度的演化历史到微观尺度的物质相互作用，横跨了地质学、地球物理学、地球化学、海洋学和大气科学等多个学科的交叉点。 本书的结构经过精心设计，旨在引导读者从宏观视角逐步深入到具体的机制探讨，并最终关注这些前沿研究如何影响人类社会的可持续发展。全书共分为五大主题模块，每个模块都由数篇独立但相互关联的综述性章节构成，确保了内容的广度与深度的完美结合。 --- 第一部分：地球深部结构与动力学（Deep Earth Structure and Dynamics） 本部分致力于探索地球内部的奥秘，这对于理解板块构造、地幔对流以及地球磁场的起源至关重要。 1. 超高压矿物物理学的新发现： 详细介绍了利用金刚石砧座技术和同步辐射光源，对地幔过渡带和内核物质在数百万个大气压下的物理性质（如密度、热导率和粘滞性）进行的前沿实验研究。重点阐述了新型高压相变如何影响地震波的传播速度和地幔柱的形成机制。 2. 地幔对流的数值模拟与非线性动力学： 深入探讨了当前最先进的三维、高精度有限元方法在模拟地幔对流中的应用。分析了来自地表观测（如GPS形变数据和地震层析成像）的约束如何改进了对热力学不均匀性驱动的对流模式的理解，特别是对俯冲板片深部滞留现象的模拟。 3. 地核-地幔边界的化学与物理相互作用： 考察了D''层作为地核与地幔之间“反应区”的关键作用。内容涵盖了熔融铁水的活动性如何影响下地幔的化学组成，以及地核物质的输运如何可能影响地幔的演化历史。 4. 磁场演化与发电机理论的最新进展： 报告了对地磁场古向记录的精细分析，并结合了对液态外核的磁流体力学（MHD）模拟结果。讨论了地磁极快速漂移事件背后的能量机制，以及地球磁场倒转过程中的动力学不确定性。 --- 第二部分：构造地质学与山脉形成（Tectonics and Orogeny） 本部分聚焦于驱动地球表层形变的构造过程，特别是大陆碰撞与造山带的长期演化。 1. 板块边界的复杂性：拉张与走滑系统的耦合： 探讨了不同类型应力场（拉张、挤压、走滑）在同一构造带内如何相互作用。结合InSAR技术和遥感数据，分析了东非裂谷系统中的非均匀拉张速率及其对地壳破裂模式的影响。 2. 造山带热侵蚀与剥露速率的量化： 利用低温热年代学（如U-Th/He和Apatite Fission Track）数据，精确重建了造山带（如喜马拉雅山脉、阿尔卑斯山脉）的抬升历史与侵蚀速率。重点分析了气候变化（如冰期/间冰期）与构造活动之间复杂而微妙的反馈机制。 3. 岩石圈地幔的响应与折返过程： 深入研究了俯冲板片在深部脱水和变质作用下的动力学响应，以及岩石圈地幔物质如何通过断层系统或慢地震过程被抬升至地表，揭示了超高压变质岩的形成路径。 4. 陆内变形与应力场传递： 运用粘塑性有限元模型，模拟了古老克拉通边缘在新的构造事件中如何响应外部载荷，解释了大型河流系统路径偏转与深部地壳流动之间的联系。 --- 第三部分：水圈、大气圈与气候系统（Hydrosphere, Atmosphere, and Climate System） 本模块跨越了地球的流体圈层，关注水循环、大气环流以及它们在地球气候系统中的反馈作用。 1. 古气候重建的代理指标前沿： 介绍了海洋沉积物、冰芯和树木年轮中新发现的生物地球化学代理指标（如脂类化合物、稳定同位素比值），用于恢复过去数百万年间的区域性降水、温度和海洋环流模式。 2. 极端天气事件的归因科学与未来预测： 结合高分辨率区域气候模型（RCMs），分析了人为气候变化如何改变了极端降水、热浪和干旱事件的频率和强度。重点讨论了大气河流现象的动力学特征及其对沿海地区水资源的影响。 3. 深海环流与碳循环的耦合： 聚焦于大西洋经向翻转环流（AMOC）的当前状态和未来趋势。利用深海浮标观测网络（如Argo浮标网络）的数据，评估了冰盖融化对海洋热盐环流的潜在冲击，以及这如何反馈到大气二氧化碳的吸收能力。 4. 冰川动力学与海平面上升敏感性： 提供了对格陵兰和南极冰盖消融前沿的卫星重力（GRACE/GRACE-FO）和干涉雷达（InSAR）监测的最新数据整合。模型探讨了冰层-基岩耦合作用对冰川快速运动和不稳定的影响。 --- 第四部分：地球生物圈与生命起源（Biosphere and the Origin of Life） 本部分探讨了生命在地球历史中的作用，以及生命与地球化学循环的相互依赖性。 1. 微生物圈在地质过程中的驱动力： 深入分析了深层地下生物圈中微生物群落的代谢途径，以及它们如何驱动矿物溶解、沉积物固化和甲烷水合物的生成与分解。 2. 太古宙早期氧化事件的地球化学证据： 考察了新发现的古老岩石记录，用于界定大氧化事件（GOE）发生的时间和速率。重点讨论了海相铁层的消失与海洋化学成分的转变如何记录了早期氧气环境的剧烈波动。 3. 生命起源的化学与地质环境： 探讨了在模拟的早期地球条件下（如深海热液喷口或黏土矿物表面），有机前体物如何自组装成生命结构。分析了火星生命存在的可能性及其在地球生命起源研究中的启示。 4. 生物标志物与古环境解析： 介绍了先进的质谱技术在识别和量化沉积物中有机分子（生物标志物）方面的进步，这些分子为重建特定时期生态系统的结构和功能提供了分子尺度的线索。 --- 第五部分：地球资源、灾害与可持续性（Georesources, Hazards, and Sustainability） 本部分将基础科学研究应用于实际问题，关注地球资源的勘探、自然灾害的风险评估与减轻。 1. 智慧能源勘探：非常规油气与地热系统： 报告了利用全波形反演（FWI）和机器学习技术提高地下复杂储层（如页岩层或深层碳酸盐岩）成像精度的最新进展。同时，探讨了增强型地热系统（EGS）中的岩石破裂机制与流体流动模拟。 2. 地震危险性评估的概率模型： 超越了传统的泊松模型，引入了基于物理的断层系统演化模型，以更好地预测大型地震的复发时间间隔和应力加载速率，尤其关注了城市化地区下活动断层的行为。 3. 火山灾害的实时监测与预警： 结合了地面形变（InSAR）、火山气体地球化学（SO2/CO2比值）和地震监测网络的数据融合方法，旨在提高对火山喷发前兆的识别准确性和提前量。 4. 人类世的地球系统反馈： 探讨了大规模的人类活动（如水库修建、地下水抽取、城市化）如何改变区域性地应力场和水文循环，以及这些改变对地质稳定性的长期影响。 --- 《地球科学前沿进展》不仅是现有知识的总结，更是对未来十年地球科学研究方向的指引。通过整合跨学科的最新见解，本书为读者提供了一幅关于我们脚下这个动态、复杂星球的最新、最精细的图景。

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作为一名对自然地理景观充满热爱的旅行者，《Advances in Geosciences》这本书，为我打开了一扇深入了解地球表面奇异地貌的窗户。我被书中关于“地貌演化与沉积过程”的详细阐述所吸引，从壮丽的峡谷到蜿蜒的河流，从巍峨的山脉到广袤的沙漠，书中通过精美的图片和深入的解释，揭示了这些地貌是如何在地质作用下，经过亿万年的雕琢而形成的。我特别喜欢书中关于“冰川地貌与高原形成”的部分，那些关于冰川侵蚀、搬运和堆积的详实描述，以及高原地区独特的地质构造，让我对这些宏伟的自然奇观有了更科学的认识。此外，书中对“火山活动与地热资源”的探讨，也让我对地球内部的能量释放及其对地表景观的影响有了更深入的理解。当我下次踏上旅途，面对那些令人惊叹的自然景观时，我将不再只是一个旁观者，而是能够从更深层次上理解它们背后的地质故事，这种知识的赋予，无疑将极大地提升我的旅行体验。

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我是一位对地球生命演化史充满好奇的科学爱好者，而《Advances in Geosciences》这本书，恰好满足了我对这个宏大主题的探索欲望。书中关于“生命起源与早期演化”的部分，以其严谨的科学证据和引人入胜的叙述，让我沉浸其中。作者们追溯了生命在地球上出现的每一个关键节点，从早期化学演化到原核生物的诞生，再到真核生物的出现，每一个阶段都充满了未知的挑战和令人振奋的发现。我尤其对其中关于“生物矿化与化石记录”的章节印象深刻，书中对各种生物化石的精细分析，以及它们如何记录了地球生命演化的轨迹，让我对地球悠久的历史有了更直观的认识。此外，书中关于“古气候与生物灭绝事件”的探讨，将气候变化与生命演化紧密联系起来，揭示了地球历史上几次大规模的生物灭绝事件，可能与剧烈的气候波动息息相关。这种将地质学、古生物学和气候学融为一体的分析方法，让我看到了地球科学研究的交叉性和综合性，也让我对生命的顽强与脆弱有了更深刻的理解。

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这本《Advances in Geosciences》给我留下了深刻的印象，尽管我并非地学领域的专业人士，但书中那严谨的学术态度和对前沿研究的深入探讨，依旧让我折服。从我个人的浅显理解来看，该书似乎囊括了地球科学的诸多分支，例如，第一部分可能聚焦于地质构造与地震活动，通过详实的模型模拟和野外勘测数据，揭示了板块运动的细微变化如何引发宏大的地质事件。我尤其对其中关于“俯冲带变形机制”的章节感到好奇，作者们似乎运用了最新的计算模拟技术，将数百万年的地质过程浓缩在图表中，生动地展示了地壳深处的能量积聚与释放过程。而另一部分则可能转向了气候变化，从古气候数据重建到未来气候情景预测，提供了一个宏观的视角来理解地球气候系统的复杂性。其中关于“冰川融化与海平面上升”的分析，运用了大量实证数据和复杂的数学模型，即便我不是这方面的专家，也能感受到其背后所蕴含的严谨科学逻辑。总的来说，虽然许多专业术语对我来说有些晦涩，但通过其清晰的结构和图文并茂的展示，我仍能窥见地球科学研究的深度与广度，对地球的过去、现在和未来有了更宏观的认识，这本身就是一次极具启发性的阅读体验。

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我是一名正在攻读地球物理学硕士的学生，对于《Advances in Geosciences》这本书，我只能说它是一本真正意义上的“里程碑”式的著作。书中的内容并非简单的综述，而是对当下最活跃、最具争议性研究领域进行了深入的挖掘和梳理。我特别被其中关于“地幔动力学与地球化学循环”的章节所吸引。作者们不仅呈现了最新的地震层析成像技术如何描绘出地球内部的复杂结构，还结合同位素地球化学的分析，探讨了岩浆起源与演化过程中物质的循环机制。其中关于“大俯冲带的物质返还与地幔异质性”的论述，简直就是一场思想的盛宴，将地幔深处那股神秘而强大的力量，以及它对地表地质活动的影响，描绘得淋漓尽致。再者，书中对于“行星地质学”的探讨，将地球科学的视野拓展到了太阳系的其他行星，比如火星的地质演化和金星的大气动力学，这些内容无疑极大地拓宽了我们对行星形成与演化的理解。能够阅读到如此前沿的研究成果，并且是以如此系统、详尽的方式呈现，对我未来的研究方向提供了重要的启发和参考，无疑是我近期阅读过的最宝贵的学术资源之一。

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作为一名长期关注环境科学发展的普通读者，《Advances in Geosciences》这本书，虽然我无法逐字逐句地理解所有复杂的科学术语，但其宏大的叙事和对人类生存环境的深刻关切，依然让我心生敬意。我被书中关于“水循环与全球水资源分布”的讨论所吸引，作者们通过大量卫星数据和模型，揭示了水资源在全球范围内的不均衡分布，以及气候变化对水循环产生的深远影响。看到关于“极端天气事件的频率与强度变化”的分析，我能真切地感受到全球变暖所带来的现实威胁，书中列举的案例，无不触目惊心，让人不得不反思我们与自然的关系。此外，书中对“地球系统的相互作用”的探讨，将地质、气候、生物圈等各个圈层联系起来，展示了一个动态而复杂的地球生态系统。这种整体性的视角，让我意识到每一个看似独立的自然现象，背后都可能蕴含着复杂的相互关联。尽管书中充斥着大量专业数据和图表，但我能感受到其中蕴含的科学精神，以及作者们希望通过研究成果，唤醒大众对地球环境保护的意识，这本身就具有非凡的意义。

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