Geology for Nongeologists pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Spellman, Frank R.

出品人:

页数:192

译者:

出版时间:2009-6

价格:$ 39.55

装帧:

isbn号码:9780865871854

丛书系列:

图书标签:

• 地质学
• 入门
• 非地质专业
• 科普
• 地球科学
• 环境科学
• 自然科学
• 通俗读物
• 基础知识
• 地质爱好者

《行星构造学导论》 本书简介 行星构造学，一个既古老又充满活力的交叉学科领域，它深入探究了太阳系内所有岩石天体——从水星到冥王星，乃至系外行星——的内部结构、地质历史和动力学过程。本书旨在为对行星科学怀有浓厚兴趣，但缺乏深厚地质学或天体物理学背景的读者提供一个全面、直观且富有洞察力的入门指南。我们避开了晦涩难懂的纯理论推导，转而聚焦于通过观测数据和比较研究来理解行星演化的宏大叙事。 第一部分：行星科学的基石与工具 在开始探索具体的行星构造之前，我们首先需要建立一个坚实的理论框架。本部分将介绍行星科学的核心概念和研究方法。 第一章：从陨石到行星：物质起源与早期分异 行星的“DNA”植根于太阳星云的化学组成。我们将追溯太阳系的形成，分析碳质球粒陨石和月球阿波罗样本所揭示的早期太阳系物质组成。重点探讨了行星在吸积早期经历的物理化学过程，例如熔融、结晶和化学分异。读者将了解，行星内部的密度分层（核、幔、壳）并非偶然，而是由引力、温度和压力共同决定的热力学必然结果。我们将详细讨论亲石元素和亲铁元素的分配规律，并首次接触行星磁场起源的初步线索——地球深部外核的对流。 第二章：遥感与地球物理学：观测的窗口 我们如何“看穿”数百万公里外行星的地表之下？本章将深入介绍行星科学中至关重要的遥感技术。从高分辨率的轨道相机（如火星勘测轨道飞行器CRISM）获取的矿物光谱信息，到激光高度计（如月球LRO的LOLA）绘制的精确地形图，再到热辐射仪监测的表面热惯量，我们将逐一剖析这些工具如何帮助科学家推断地表物质的物理性质和埋藏的构造特征。此外，我们还将探讨行星重力场测量（如GRAIL任务）在揭示月球和火星内部密度异常方面的关键作用，理解引力场的微小波动如何对应着深层物质的分布。 第二部分：太阳系内圈：岩石行星的迥异命运 水星、金星、地球和火星——它们共享了相似的起始材料，却演化出了截然不同的构造面貌。本部分将对这四颗“类地行星”进行系统性的比较分析。 第三章：水星：被牺牲的内核 水星，这颗紧邻太阳的“信使”，其构造历史充满了极端性。我们将重点研究水星惊人的高密度和巨大的金属核比例，探讨潮汐加热和磁场演化对这颗小行星体的影响。重点分析其表面遍布的“褶皱山脊”（Rupes），这些构造如何作为证据，证明水星在冷却收缩过程中，地壳发生了大规模的挤压变形。 第四章：金星：失控的温室与均匀的“新生”地壳 金星，地球的“邪恶双胞胎”，却缺乏现代的板块构造。本书将详细阐述金星的地质活动证据：其广阔的火山平原和由张力裂隙主导的构造带。我们将比较金星的“地幔柱”活动与地球的板块构造，探讨其独特的“表面重塑事件”（Global Resurfacing Event）理论——即行星表面的快速、全球性更新，这可能是由于长期地幔对流积累导致的突然岩浆喷发和地壳崩塌所致。 第五章：地球的独特性：板块构造的驱动力 地球的构造活跃性是太阳系中独一无二的。本章将作为对比的基准点，简要回顾板块构造的力学基础——俯冲、走滑、张裂。我们将重点探讨地球的特殊性：液态水、合适的温度梯度和强大的磁场对维持活跃构造环境的重要性，从而为理解其他行星的“构造停滞”提供参照。 第六章：火星：凝固的构造史诗 火星的地质记录如同一个被时间冰封的博物馆。我们将详细考察火星上两大地貌单元的界限——高地和低地（The Dichotomy Boundary），并探讨其可能的形成机制（如大型撞击或早期岩浆分异）。水手谷（Valles Marineris）的形成、奥林帕斯山（Olympus Mons）的巨大规模，以及北半球巨大的冰川沉积和古河道证据，都将作为研究火星早期气候、液态水存在证据和长期地壳稳定性演化的关键案例。 第三部分：冰巨星与冰封的世界：低温下的岩浆活动 太阳系的外围世界，温度极低，但构造活动并未完全停止。这里的“岩石”变成了“冰”，但驱动行星内部运动的基本物理规律依然适用。 第七章：木星与土星的卫星：潮汐加热的极端构造 本章专注于木星的艾欧（Io）和土星的恩克拉多斯（Enceladus）。艾欧的火山喷发是太阳系中最剧烈的，其动力学完全由木星巨大的潮汐力驱动。我们将解析硫磺和二氧化硫的喷流如何重塑其表面。对于恩克拉多斯，重点将放在其南极的“虎纹”裂隙，分析冰层下的全球海洋与喷流羽流所蕴含的生命宜居性潜力，以及冰下洋如何通过冰火山作用（Cryovolcanism）影响卫星的地壳演化。 第八章：木卫二：全球冰壳下的海洋动力学 木卫二（Europa）是寻找地外生命的希望所在。本书将聚焦于其光滑的冰壳下隐藏的巨大液态水海洋。我们将分析冰面上复杂的“线状构造”（Lineae）和“平原”（Chaos Terrain），这些特征被认为是冰壳与下方海洋相互作用的产物。关于冰壳的厚度、运动模式以及可能存在的冰下热泉活动，将是本章的重点探讨内容。 第九章：冥王星与柯伊伯带天体：低温下的“冰川”运动 通过“新视野号”任务对冥王星的近距离观察，我们获得了关于矮行星构造的革命性认识。我们将探讨冥王星上巨大的“史普尼克平原”（Sputnik Planitia）——一个巨大的氮冰构造区，以及其内部热源（可能来自放射性衰变或早期撞击残留热）如何驱动冰的缓慢对流，形成类似地球冰川的构造活动，即使在如此极端的低温环境下。 第十章：系外行星构造学的展望 我们将目光投向太阳系之外。虽然我们无法直接观测系外行星的内部，但通过研究其质量、半径和光变曲线，我们可以推断出它们可能拥有的构造类型。本章将讨论“超级地球”的潜在构造状态（例如，是否会发生板块构造？），以及如何利用未来的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）等高精度仪器，通过大气化学特征来间接推断行星地质活动的活跃度。 结论：统一的行星构造学理论 本书的结论部分将回顾贯穿全书的中心思想：尽管环境条件千差万别，行星构造的演化仍然遵循着能量守恒、热力学平衡和流体力学等基本物理定律。行星科学的未来在于构建一个能够统一解释所有岩石和冰质天体构造历史的“通用行星演化模型”。 本书的结构设计，旨在引导读者从最基础的材料科学，逐步过渡到复杂的天体系统动力学，最终建立起一个多维度、比较性的行星构造学视角。读者读完此书，将能够以全新的眼光审视宇宙中那些看似静止的球体，理解它们内部正在发生的、深刻的构造变革。

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这本书的封面设计得相当引人注目，色彩搭配充满了大地艺术的韵味，初次翻阅时，我立刻被那种质朴而又深邃的视觉语言所吸引。书中的排版布局干净利落，大量的图表和插图穿插得恰到好处，即便是对于一个完全没有地质学背景的门外汉来说，阅读起来也丝毫没有晦涩难懂的感觉。作者显然花费了大量的心思去打磨内容的呈现方式，比如在介绍板块构造学说时，不仅仅是文字描述，还配有清晰的三维动态示意图的文字描述，让我仿佛能亲眼看到大陆是如何漂移、山脉是如何隆起的。书中对地质时间尺度的讲解尤其到位，那些动辄亿万年的概念，通过一系列精心设计的类比，比如将地球历史浓缩成一天，才得以被我这样的“非专业人士”所真正消化。例如，在谈到沉积岩的形成过程时，作者用生动的笔触描绘了河流搬运、沉积、压实成岩的完整链条，使得原本枯燥的岩石分类知识变得栩栩如生，让人不由得对脚下的土地产生一种全新的敬畏感。这本书的叙事节奏把握得非常好，没有那种传统教科书的沉闷感，更像是一位经验丰富的地质学家在户外考察时，用充满激情的语调向你娓娓道来地球的宏伟故事。

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我得说，这本书的深度远超出了我最初对一本“面向非专业人士”读物的预期。它没有满足于停留在最浅显的科普层面，而是巧妙地在关键知识点上进行了深入挖掘，但每次深入都伴随着一个极为巧妙的“下台阶”，确保读者不会迷失在专业术语的迷宫里。尤其是在讨论火山活动和地震的成因时，作者没有简单地罗列事实，而是构建了一个完整的物理模型，清晰地解释了地球内部热对流驱动力是如何转化为地表破坏力的。阅读过程中，我发现自己开始不自觉地将书中学到的知识应用到日常观察中去——看到路边裸露的岩层，我能大致分辨出哪些是火成岩，哪些可能是变质岩，这是一种非常令人愉悦的知识迁移体验。书中对矿物晶体结构部分的描述尤为精彩，作者运用了大量的类比和空间想象力的引导，将那些抽象的原子排列规律具象化了。这本书成功地架起了一座桥梁，连接了硬核科学与大众认知，它教会你思考地质过程的“为什么”和“如何发生”，而不仅仅是记住“是什么”。对于那些渴望真正理解地球科学底层逻辑的读者来说，这本书提供的知识密度和清晰度是无与伦比的。

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这本书的阅读体验有一种渐入佳境的魔力，初读时或许只是好奇，但随着章节的推进，我发现自己对那些曾经避之不及的术语产生了浓厚的兴趣。作者的语言风格极其幽默且充满人文关怀，他深知作为初学者在面对地质学时可能会产生的畏难情绪，因此总能在恰当的时候插入一些引人入胜的“地质趣闻”或者历史典故，让学习过程充满了乐趣。比如，在介绍古生物学与地层学联系时，书中穿插了关于化石发现的历史片段，这些故事不仅丰富了知识，更增添了人情味，让冰冷的岩石背后有了鲜活的历史印记。这种叙事技巧使得阅读过程变得非常流畅，我常常一口气读完好几个章节，丝毫感觉不到疲惫。更值得称赞的是，作者对不同地质学派的观点冲突处理得非常客观和中立，他没有偏袒任何一方，而是将科学争论的过程本身也作为教育内容呈现出来，这培养了读者批判性思维的能力。这本书的价值在于，它不仅传授了知识，更教会了读者一种看待世界、尊重自然演化规律的视角。

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这本书的结构安排堪称教科书级的典范，它遵循了从宏观到微观、从历史到现今的逻辑递进路线，每一步的过渡都设计得极为平滑自然。我特别欣赏作者在探讨水文地质学和工程地质学交叉领域时的处理方式。他没有陷入复杂的水流动力学公式中，而是专注于解释地下水如何影响人类的工程建设，以及如何通过地质勘探来规避潜在的灾害风险。这种强烈的“学以致用”的导向，极大地提升了阅读的实用价值。此外，书中对地球磁场逆转的章节的阐述非常到位，用一种近乎悬疑小说的笔法，讲述了科学家如何通过研究海底扩张洋中脊的岩石记录，一步步拼凑出地球磁场历史的完整图景。这种将科学发现过程戏剧化的能力，是这本书区别于其他科普读物的显著特征。它让你明白，科学不是一堆既定的真理，而是一个不断探索、推翻、再构建的动态过程。对于那些希望了解我们星球如何在时间和空间尺度上运作的读者来说，这本书提供了一个既全面又易于消化的框架。

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这本书带给我最深刻的感受是，它极大地拓宽了我对“时间”和“物质”概念的理解深度。作者在阐述岩石圈、水圈和大气圈相互作用的复杂系统时，所展现出的系统思维令人印象深刻。他没有孤立地看待每一个圈层，而是不断强调它们之间能量和物质的交换机制，比如气候变化与岩石风化速率之间的长期反馈关系。这种整体观的建立，对于提升读者的科学素养至关重要。书中的图例和配图质量非常高，无论是手绘的剖面图还是精选的野外照片，都服务于解释核心概念，而非仅仅是装饰。我尤其喜欢它在讨论全球性地质灾害时所持有的负责任的态度——既不夸大恐慌，也不轻描淡写，而是基于科学证据，提供应对和预防的思维模型。阅读这本书，感觉就像是拿到了一把理解地球复杂运作机制的万能钥匙，它赋予了读者一种“地质时间感”，使得人类历史的短暂性及其在地质长河中的位置变得清晰可见。这是一本真正能改变你看待脚下世界的书。

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