Rock Weathering and Landform Evolution pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Robinson, D. A. (EDT)/ Williams, R. B. G. (EDT)/ Robinson, D. A.

出品人:

页数:544

译者:

出版时间:1995-11

价格:5557.00 元

装帧:

isbn号码:9780471951193

丛书系列:

图书标签:

• Rock weathering
• Landform evolution
• Geomorphology
• Geology
• Erosion
• Sedimentation
• Environmental science
• Earth surface processes
• Physical geography
• Climatology

风化与侵蚀的交响：地貌塑造的动力学 本书深入探讨了塑造我们星球地表的非凡力量——风化与侵蚀。它不仅是一部关于地质过程的科学论述，更是一幅描绘地球表面动态演变的壮丽画卷。从巍峨的山脉到深邃的峡谷，从绵延的海岸线到广袤的平原，我们所见的一切地貌，无一不是数十万年、乃至数百万年风化与侵蚀作用的杰作。本书旨在揭示这些看似缓慢却又无处不在的力量是如何在微观层面瓦解岩石，又如何在宏观层面雕刻出千姿百态的地貌景观。 第一章：岩石的呼吸——风化的多样性与机制 风化，是岩石在外力作用下发生物理、化学或生物变化，并最终分解、破碎的过程。它如同岩石的“呼吸”，悄无声息地改变着地表的组成。本章将从物理风化和化学风化两个主要层面，细致剖析风化作用的内在机制。 物理风化： 冻融作用（Freeze-thaw weathering）： 在寒冷地区，水渗入岩石裂隙，结冰膨胀产生巨大压力，反复冻融循环如同“千刀万剐”，将岩石撑裂。本书将结合不同气候条件下的具体案例，如高山、高原地区，阐述冻融作用在不同岩石类型（如花岗岩、砂岩）上的表现差异。我们会探讨冰楔作用（frost wedging）和冰冻剥离（frost shattering）等细分机制，并展示其在地表形成的特定形态，例如崩积扇（talus slopes）的形成过程。 热膨胀与收缩（Thermal expansion and contraction）： 昼夜温差或季节性温度变化导致岩石矿物颗粒膨胀收缩，产生应力。尤其是在沙漠或干旱地区，剧烈的日温差会加速岩石表层的剥落，形成“剥落层（exfoliation）”或“洋葱状风化（onion weathering）”，就像层层剥落的洋葱。我们将分析不同矿物的热膨胀系数差异如何影响岩石的风化速率。 压力释放（Pressure release）： 地壳深处的岩石承受巨大的上覆压力。当上覆岩层被移除（例如通过侵蚀），岩石内部压力骤减，会发生膨胀，导致岩石发生垂直开裂，形成“卸载裂缝（sheeting joints）”。花岗岩山体的浑圆状山顶，如著名的优胜美地国家公园的半圆丘（Half Dome），便是压力释放作用的典型例证。 磨蚀作用（Abrasion）： 风、水流或冰川携带的砂石颗粒，如同天然的“砂纸”，不断摩擦、打磨岩石表面，使其变得光滑或形成各种形状。本书将详细介绍风蚀中的风沙磨蚀（ventifacts）以及水蚀中河流中的砂石磨蚀作用，并讨论其在地貌形态上的指示意义。 化学风化： 水解作用（Hydrolysis）： 水作为极性分子，能与岩石中的矿物发生化学反应，破坏矿物的晶体结构，形成新的矿物。硅酸盐矿物（如长石）在水解作用下容易分解。本书将深入解析长石向黏土矿物（如高岭石）转化的化学过程，并展示其在地貌上的表现，例如黏土覆盖层的形成。 溶解作用（Dissolution）： 某些矿物（如石灰石、盐岩）能直接溶解于水中，尤其是含有溶解气体（如二氧化碳）的水，形成弱酸，大大增强溶解能力。本书将重点探讨碳酸盐岩地区（如喀斯特地貌）中溶解作用的强大威力，包括溶洞（caves）、石林（karst towers）和地下河（underground rivers）的形成机理。 氧化作用（Oxidation）： 铁、锰等金属元素在氧气和水的存在下发生氧化反应，形成含氧化物，如赤铁矿、褐铁矿。这些氧化物通常颜色鲜艳（红、黄、褐），并会导致岩石破碎，易于风化。本书将展示氧化作用如何影响含有铁矿物的岩石（如玄武岩），形成鲜明的地表色彩变化。 生物风化（Biological weathering）： 生物活动也是一股不可忽视的风化力量。植物根系穿入岩石裂隙，物理扩张；微生物分泌的有机酸，化学分解岩石；动物的掘穴活动，物理破碎。本书将区分不同生物（植物、细菌、地衣、动物）在风化过程中的作用，并探讨它们与化学风化之间的协同效应。 第二章：大地的雕刻师——侵蚀的动力学过程 侵蚀是风化产物被搬运、移除的过程，它与风化作用紧密相连，共同塑造着地表的形态。本章将聚焦于各种主要的侵蚀动力——水、风、冰和重力，以及它们在地貌演化中的独特作用。 水力侵蚀（Fluvial erosion）： 流水侵蚀： 水流是最活跃的侵蚀力量之一。本书将详细分析流水侵蚀的三个主要过程： 下蚀（Vertical erosion）： 水流不断向下切割河床，形成峡谷、V形谷。我们将深入研究河流的纵剖面演化，从青年期的急流、瀑布到老年期的宽谷、曲流。 侧蚀（Lateral erosion）： 水流不断侵蚀河岸，使河道变宽，形成曲流（meanders）和牛轭湖（oxbow lakes）。本书将阐述曲流形成的动力学原理，如心滩（point bars）和侵蚀岸（cut banks）的生长机制。 剥蚀（Headward erosion）： 河流向上游侵蚀，不断延伸其流域，形成河谷网络。我们将探讨坡面流水（rills and gullies）如何汇入干流，并最终导致山体被切割得支离破碎。 海岸侵蚀（Coastal erosion）： 海浪、潮汐、洋流不断冲击海岸线，侵蚀作用显著。本书将分析海蚀崖（sea cliffs）、海蚀拱（sea arches）、海蚀柱（sea stacks）和海滩（beaches）的形成过程，并探讨不同海岸地貌对海浪能量的响应。 冰川侵蚀（Glacial erosion）： 冰川是强大的雕刻师，它们以巨大的质量和缓慢的速度移动，能够刨蚀、搬运和堆积大量的岩石和土壤。 刨蚀作用（Plucking）： 冰川底部融水渗入岩石裂隙，再次结冰，将岩石碎块冻结在冰川底部，随冰川移动而剥离。 磨蚀作用（Abrasion）： 冰川携带的碎石和砂砾，在冰川移动过程中，如同“砂纸”般打磨基岩，形成擦痕（striations）和磨菇石（roches moutonnées）。 本书将详细描绘U形谷（U-shaped valleys）、冰斗（cirques）、刃脊（arêtes）和角峰（horns）等典型冰川地貌的形成。 风力侵蚀（Aeolian erosion）： 吹蚀（Deflation）： 风将地表疏松的砂粒、粉尘吹离，导致地表凹陷，形成风蚀洼地（deflation basins）。 磨蚀（Abrasion）： 风携带的砂粒冲击岩石表面，产生磨蚀作用，形成风蚀柱（yardangs）、蘑菇石（mushroom rocks）等。本书将区分风力侵蚀与风力搬运，并分析不同地区（如沙漠）风力侵蚀的效率和对地貌的影响。 重力作用（Mass wasting）： 滑坡（Landslides）、崩塌（Rockfalls）、泥石流（Debris flows）： 当斜坡的坡度、岩石结构、水分含量等条件达到临界状态时，重力会驱动斜坡物质发生快速或缓慢的向下移动。本书将深入探讨引发斜坡失稳的各种因素，如降雨、地震、人为活动，并介绍不同类型的重力运动，以及它们在地貌形成中的作用，例如冲积扇（alluvial fans）和堆积体（scree slopes）的形成。 第三章：地貌演化的尺度与时间——从微观到宏观的景观变迁 地貌的演化并非一蹴而就，而是发生在不同的时空尺度上。本章将探讨风化与侵蚀作用如何跨越从几厘米到数百万年的尺度，塑造出我们所观察到的各种地貌特征。 微观尺度： 岩石颗粒的分解、矿物的化学变化、土壤层的形成。 中观尺度： 河谷、山脊、海岸线、冰川谷地的形成与演化。 宏观尺度： 山脉的抬升与剥蚀、盆地的形成、大陆的整体塑造。 本书将引入“侵蚀基准面（base level）”的概念，阐述河流侵蚀的最终目标，以及侵蚀基准面的变化（如海平面升降、构造抬升）如何驱动地貌的长期演化。我们将结合古地貌学、同位素年代学等研究方法，尝试重建地貌的过去，并预测其未来的发展趋势。 第四章：驱动力与反馈机制——气候、构造与人类活动的影响 风化与侵蚀并非孤立存在，它们受到一系列外部因素的驱动和影响。本章将重点分析以下几个关键的驱动力和反馈机制： 气候变化： 温度、降水、风速等气候要素的变化，直接影响风化与侵蚀的速率和类型。例如，全球变暖可能导致冻融作用减弱，但可能增加强降雨事件，从而加速水力侵蚀。我们将讨论不同气候带（热带、温带、干旱、极地）下风化与侵蚀的差异性。 构造活动： 地壳的抬升、沉降、断裂等地质构造活动，直接改变地表的坡度、高差和物质分布，为风化与侵蚀提供了新的动力和介质。例如，山脉的抬升为河流提供了更大的势能，加速了峡谷的形成。 岩性与构造： 不同岩石的硬度、成分、结构（如节理、层理）对风化与侵蚀的抵抗能力不同，从而导致地貌的差异性。例如，抗侵蚀能力强的岩石会形成陡峭的山峰，而易侵蚀的岩石则会形成平缓的坡地。 人类活动： 森林砍伐、农业开垦、工程建设、气候变化加剧等人类活动，极大地改变了地表植被覆盖、土壤结构和水文条件，加速了风化与侵蚀过程，导致水土流失、滑坡、泥石流等地质灾害频发。本书将审视人类活动与自然侵蚀过程之间的复杂相互作用，并探讨可持续的地貌管理策略。 结论：永恒的变迁——地貌的未来展望 本书的最后一章将对全文进行总结，强调风化与侵蚀作用的永恒性以及地貌演化的持续性。我们将展望未来，探讨在全球变化背景下，地貌可能面临的挑战和机遇。地貌并非静止不变的背景，而是充满活力的系统，持续地被塑造和重塑。理解风化与侵蚀的动力学，不仅是为了认识我们脚下的土地，更是为了更好地适应和管理我们共同的家园——地球。 这本书不仅仅是一本教科书，更是一次邀请，邀请读者一同踏上这场探索地球表面奥秘的旅程，感受大自然鬼斧神工般的创造力，以及它在时间长河中留下的深刻印记。

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