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出版者:

作者:Tarbuck, Edward J./ Lutgens/ Tasa, Dennis

出品人:

页数:0

译者:

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价格:160.95

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isbn号码:9780131972124

丛书系列:

图书标签:

• 地球科学
• 地质学
• 地理学
• 环境科学
• 自然科学
• 科学
• 教育
• 教材
• 非虚构
• 科普

探寻未知：行星地质学与宇宙演化 图书名称：星际岩层与宏观结构 图书简介： 本书深入探讨了行星地质学的核心议题，聚焦于那些围绕恒星运行的天体，从类地行星到气态巨行星，乃至遥远的矮行星和系外行星。我们摒弃了对单一蓝色星球的局限视角，将研究的尺度拓展至整个星际空间，剖析不同天体如何在其生命周期中形成、演化并遭受剧烈的地质与大气变化。 第一部分：行星构造的基石与内部动力学 本书的开篇部分致力于构建一个跨越不同行星类型的通用构造模型。我们首先检视了行星分异（Planetary Differentiation）的过程，即早期星子在引力作用下，重元素（如铁、镍）下沉形成核心，轻硅酸盐物质上浮形成地幔与地壳的机制。通过对火星的奥林帕斯山、木卫二的冰壳以及水星的收缩裂缝的对比分析，我们揭示了不同行星初始组成、冷却速率和潮汐力如何塑造其内部结构——包括固态、熔融态核心的比例、以及对流层的特性。 重点章节深入探讨了“行星热机”的运作原理。热量来源不仅包括放射性衰变（特别是 ${}^{26} ext{Al}$ 和 ${}^{40} ext{K}$ 的衰变），还包括早期吸积残余热量和潮汐加热。对于像木星和土星的卫星（如木卫一的火山活动、欧罗巴的冰下海洋），潮汐力是地质活动的主要驱动力。我们构建了热流密度与板块构造（或其类比物，如“冰壳蠕变”）之间的量化关系模型，解释了为何一些天体展现出剧烈的构造变形，而另一些则长期处于热力学平衡的僵硬状态。 第二部分：表层塑形：外营力与气候驱动的地貌学 本书的第二部分将目光转向行星表层，探讨塑造地貌的外部过程，这些过程往往与行星的大气层、磁场和轨道参数紧密相关。 撞击过程的普遍性与差异性： 撞击是宇宙中普遍存在的现象。我们详细分析了不同质量和速度的撞击体对不同密度和重力环境的行星体造成的影响。从月球和水星上清晰可见的撞击坑密度，到地球被构造运动抹除的古老撞击记录，再到金星表面撞击坑相对年轻的分布特征，我们探讨了如何利用撞击记录来反推行星的绝对年龄和地质活动历史。特殊章节讨论了撞击事件引发的瞬时大气变化和次生灾害（如冲击熔融和挥发物释放）。 流体动力学与沉积环境： 液体（水、甲烷、氮气）在塑造地表形态中的作用是跨行星研究的关键。我们比较了地球上的河流、三角洲与火星上的古老河道系统。这些系统的形态学分析不仅揭示了过去是否存在液态水（或其它溶剂），还提供了关于当时大气压力和温度条件的约束。对于土卫六（Titan），我们深入分析了甲烷-乙烷湖泊和河流系统的沉积学，探讨了低温流体在不同引力环境下如何沉积形成沙丘和侵蚀河岸。 风成作用与稀薄大气中的物质迁移： 在大气稀薄的星球上，风的雕塑能力依然显著。本书详尽考察了火星上的沙丘场，分析了其条纹、纵向和新月形沙丘的形成机制，并将其与地球沙漠中的风向标和雅尔丹（Yardangs）进行对比。这种对比突显了重力、颗粒大小和风速分布对沉积物迁移率的决定性影响。 第三部分：大气层、磁场与宜居性潜力 行星地质过程并非孤立存在，它们与行星的大气演化和磁场保护密切交织。 磁场的起源与保护机制： 我们探讨了发电机理论（Dynamo Theory）在不同行星核心中的体现。地球的液态铁镍外核产生了强大的磁场，保护了大气层免受太阳风的剥离。相较之下，火星磁场的消失如何导致其大气逃逸，以及木星和土星的磁层如何捕获和加速高能粒子，是本书重点关注的对比案例。我们讨论了如何通过分析行星外逸气体（如通过遥感光谱学测得的痕量气体）来重建其磁场历史。 火山作用与大气组分循环： 极端火山活动，如金星和木卫一上的活动，是行星释放内部挥发物的关键途径。我们详细分析了岩浆成分如何影响喷发物（$ ext{SO}_2, ext{CO}_2, ext{H}_2 ext{O}$）的比例，以及这些气体如何影响短期和长期的气候反馈机制。例如，金星表面硫化物循环如何驱动了其失控的温室效应。 系外行星的极端环境： 在本书的最后部分，我们将视角投向了太阳系之外。基于对凌日和径向速度数据的分析，我们分类讨论了“超级地球”、“迷你海王星”和“岩石系外行星”的潜在地质活动。如何通过分析它们的平均密度和平衡温度来推断其内部水含量、是否具备活跃的板块构造，以及它们是否能维持长期稳定的宜居环境，是当前前沿研究的难点。本书提供了预测这些遥远世界表面动力学的理论框架。 结论：统一的行星科学观 《星际岩层与宏观结构》旨在提供一个超越太阳系限制的、统一的行星构造和演化模型。通过对比研究不同质量、不同轨道和不同化学组成的行星系统，我们揭示了驱动行星地质历史的基本物理和化学定律，为理解地球在宇宙中的独特性或普遍性提供了宏大的背景。本书适合对天体物理学、行星构造学和遥感分析感兴趣的专业研究人员和高级学生阅读。

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这本名为《地球科学》的书，在我手中沉甸甸的，翻开扉页，首先映入眼帘的是那张精美的地球剖面图，色彩之丰富，细节之逼真，简直让人有种想立刻钻进去一探究竟的冲动。我一直对我们脚下的这片土地抱有强烈的好奇心，想知道为什么会有高耸的山脉，深邃的海洋，以及那些仍在持续的火山活动。这本书似乎正中我的下怀，它没有一开始就抛出那些晦涩难懂的专业术语，而是用一种近乎讲故事的方式，娓娓道来地球的诞生和演化史。比如，它对板块构造理论的阐述，简直是化繁为简的典范。我记得其中一章详细描绘了大陆漂移的壮阔图景，配图是不同时期大陆板块的拼合与分离动画模拟的截图，那些箭头和应力线的标注清晰无比，让我瞬间理解了地震和海啸的根本成因，不再仅仅停留在新闻报道的表面震撼，而是洞悉了其背后那股深沉的地质力量。书中的叙述节奏把握得非常好，时而宏大叙事，追溯亿万年的地质变迁，时而聚焦微观，解释矿物晶体的形成过程，这种张弛有度的节奏，让漫长的学习过程充满了探索的乐趣，丝毫没有枯燥感。

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老实说，我原本以为这种类型的科普读物，多半会落入“堆砌事实”的窠臼，但《地球科学》的独特魅力在于它极其注重“过程”和“联系”。它没有孤立地看待大气圈、水圈、岩石圈和生物圈，而是将它们视为一个相互作用、动态平衡的复杂系统。我特别欣赏它在描述水循环时，不仅仅是罗列了蒸发、凝结、降水这些基本步骤，而是深入探讨了气候变化如何影响全球水资源的重新分配，以及冰川的消融对海平面上升的精确贡献度。书中有一组图表，展示了过去几千年间二氧化碳浓度与全球气温变化的完美耦合曲线，那种视觉上的冲击力远胜于任何枯燥的文字论述。更让我印象深刻的是，作者巧妙地将这些宏大的科学原理与我们日常生活中的现象联系起来。比如，解释了为什么有些地区的土壤特别肥沃，追溯到远古的火山喷发和沉积作用，这让我对自己家附近那片农田的历史产生了全新的敬畏感。它让我意识到，我们所呼吸的空气，脚下的泥土，都承载着地球漫长而波澜壮阔的历史信息。

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这本书的语言风格有一种非常沉稳而又充满学识的魅力，绝不是那种为了吸引眼球而堆砌夸张辞藻的“网红书”。阅读过程中，我感受到作者深厚的学术功底，但同时，他似乎非常懂得如何与一个对科学充满热情的普通读者进行有效的沟通。在解释地球磁场形成机制时，涉及到地核的液态铁外核对流和科里奥利力的复杂作用，我起初有些吃力，但作者随后引入了一个非常形象的类比——一个巨大的、自驱动的发电机模型，瞬间打通了我的理解障碍。而且，这本书在科学的严谨性上做得非常到位，每当引入一个新概念或理论时，都会清晰地标注出其主要的证据来源，无论是化石记录、放射性测年数据还是地震波分析结果，都清晰可见。这使得读者在吸收知识的同时，也在潜移默化地学习如何用科学的态度去审视世界，而不是盲目接受结论。这种注重证据链的写作方式，极大地增强了文本的可信度和深度。

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我尝试在阅读这本书时，将注意力集中在“时间尺度”这个概念上。人类的历史对于地球来说，不过是转瞬即逝的一瞬，而《地球科学》恰恰是帮助我校准这种时间观的绝佳工具。书中用到了大量的“地质年表”和“深时”概念，通过生动的对比，比如将地球45亿年的历史压缩成一个24小时的时钟，让人真切地感受到恐龙灭绝、大陆漂移这些“大事件”在时间轴上的位置。这种对尺度的拿捏，极大地拓展了我的认知边界。我发现自己开始用一种全新的、更具耐心的眼光去看待自然界的演变。比如，面对侵蚀作用，我不再只看到表面的风化，而是会联想到塑造了峡谷需要经过数百万年的不懈努力。这种对深层时间尺度的理解，也让我对人类活动在地球历史中所扮演的角色有了更审慎的反思，认识到我们所做的任何改变，都可能留下长久的地质印记。

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这本书的排版和配图质量同样令人称赞，这对于一本侧重于视觉化理解的科学著作来说至关重要。我尤其喜欢那些立体感极强的地质构造示意图，它们不仅仅是彩色的线条图，而是仿佛能触摸到地层褶皱和断层面的真实质感。很多图例都标注了比例尺和方位信息，这对那些希望自己动手绘制简易地质剖面的读者来说，简直是福音。再者，书中对不同地区典型地貌的案例分析非常精彩。例如，它详细剖析了科罗拉多大峡谷的成因，结合了河流下切、构造抬升和沉积岩层的抗风化差异，构建了一个多重因素共同作用的立体模型。这些案例的选取并非随机，而是精心挑选了能代表主要地质过程的经典范例，使得知识点能够迅速落地，形成具体的空间印象。总而言之，这本教材在理论深度、叙事流畅性和视觉呈现上，达到了一个极高的平衡点，绝对是一本值得反复研读的佳作。

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