地球系统与演变
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北京海淀
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作者汪品先 等 著
出版社科学出版社
ISBN9787030576040
出版时间2018-06
装帧精装
开本16开
定价158元
货号1201719899
上书时间2023-12-01
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目录
章地球系统的组成与起源001
1.1地球系统的圈层结构002
1.1.1地球系统的圈层及其构成002
1.1.2圈层中的环流和圈层界限006
1.2地球的起源008
1.2.1宇宙大爆炸和元素起源008
1.2.2太阳系和地球的形成012
1.2.3月球的碰撞产生和地球的岩浆海013
1.3地球圈层的分异016
1.3.1地核、地幔和地壳的形成016
1.3.2水圈与大气圈的形成017
1.4生命和光合作用的起源019
1.4.1生命起源的证据和理论019
1.4.2光合作用起源的探索022
1.5氧化大气圈的形成024
1.5.1大氧化事件025
1.5.2硫化氢海洋027
参考文献030
思考题034
推荐阅读035
第2章地球表层与地幔037
2.1地壳的形成和板块运动038
2.1.1洋壳的产生与俯冲039
2.1.2大陆地壳及其古老性043
2.1.3大陆增生与“俯冲带加工厂”046
2.1.4陆壳形成期与形成机制之争048
2.1.5板块运动起源的假说050
2.2威尔逊旋回与超级大陆052
2.2.1联合大陆的聚合与瓦解052
2.2.2地质历史上的超级大陆055
2.2.3内大洋与外大洋的演变059
2.3地幔柱与大火成岩省063
2.3.1热点与地幔柱063
2.3.2大火成岩省064
2.4地幔环流及其两极性067
2.4.1地幔底部低速区的不均匀性067
2.4.2地幔环流与地球的东西两极结构071
2.4.3威尔逊旋回的前因与后果073
2.4.4西太平洋演变的深部原因076
参考文献079
思考题084
推荐阅读085
第3章地球系统的水循环087
3.1水的特性与地球表面过程088
3.2地球系统中水的赋存093
3.2.1地球表层水的分布与变化093
3.2.1.1气态水094
3.2.1.2液态水097
3.2.1.3固态水100
3.2.2地球内部的水与板块运动104
3.2.2.1地球内部水的储量与分布104
3.2.2.2地球表层与内部的水交换106
3.2.2.3板块运动与水107
3.3地球表层系统的水循环109
3.3.1水循环的全球视野109
3.3.2水的三相转换与气候112
3.3.2.1气态与液态的转换112
3.3.2.2固态与液态的转换118
3.3.2.3三相转换的气候意义124
3.4追踪水循环的地质标志125
3.4.1水文循环中的氢、氧同位素分馏125
3.4.2水文循环的其他替代性标志128
参考文献131
思考题138
推荐阅读139
第4章地球系统的碳循环141
4.1引言：温室气体与碳142
4.2地球系统各圈层中碳的赋存143
4.2.1大气圈144
4.2.2陆地生物圈146
4.2.3水圈147
4.2.4岩石圈与地球深部148
4.2.5碳储库与稳定同位素149
4.3地球表层系统的碳循环151
4.3.1寻找失踪的碳151
4.3.2表层海的碳汇与碳源152
4.3.3深层海的碳汇与碳源154
4.3.4陆地的碳汇与碳源156
4.3.5生命过程与水、碳循环158
4.4冰与碳：冰期旋回里的碳循环159
4.4.1海洋碳泵160
4.4.2陆地碳库162
4.4.3碳循环的时间尺度163
4.5地质碳储库的演变164
4.5.1地质碳储库164
4.5.2早期地球的碳储库演变166
4.5.3显生宙的碳储库演变168
4.5.3.1海洋碳同位素变化168
4.5.3.2海洋碳酸盐沉积170
参考文献173
思考题178
推荐阅读179
第5章生物圈及其演化181
5.1重新认识生物圈182
5.1.1地球系统里的生物圈182
5.1.2微生物——地球生态系统的基础183
5.1.2.1微型光合生物183
5.1.2.2黑暗食物链和深部生物圈186
5.1.2.3微生物与地球系统科学192
5.1.3生物的重新分类195
5.1.3.1从形态分类到化学分类195
5.1.3.2真核生物的演化和分类197
5.2生产力与化学过程202
5.2.1新陈代谢途径的多样性202
5.2.2生源要素的循环204
5.2.2.1氮循环和碳循环204
5.2.2.2限制性营养元素：磷还是氮207
5.2.2.3硫循环和生源要素的耦合210
5.2.3生物泵和海洋有机碳212
5.2.3.1微生物碳泵和溶解有机碳212
5.2.3.2两种类型的碳循环215
5.2.3.3海洋有机碳库的演变217
5.3生物演化与地球系统219
5.3.1生物圈的发展219
5.3.1.1真核生物和多细胞生物的产生219
5.3.1.2底栖动物及其骨骼的出现221
5.3.1.3生物圈登陆224
5.3.2浮游生物演化与环境224
参考文献228
思考题234
推荐阅读235
第6章构造尺度的演变237
6.1地球系统演变的时间尺度238
6.1.1能量和物质的转移238
6.1.2构造运动概念的变更241
6.1.3构造运动的时间尺度244
6.2海陆分布与环境演变245
6.2.1海陆分布的环境影响245
6.2.2海道启闭的环境效应248
6.2.2.1白令海道开启和北冰洋的演变249
6.2.2.2巴拿马和印尼海道关闭与大洋的不对称253
6.2.2.3德雷克和塔斯马尼亚海道开启与南极冰盖的形成257
6.2.3大陆破裂的环境效应260
6.3岩浆活动与环境演变262
6.3.1地幔柱与大洋缺氧事件262
6.3.1.1白垩纪大火成岩省262
6.3.1.2白垩纪缺氧事件264
6.3.1.3白垩纪环境变化266
6.3.2火山喷发与生物大灭绝266
6.3.3海底扩张与海水化学270
6.4地形改组与环境演变274
6.4.1古高度再造275
6.4.2地形和水系275
6.4.3剥蚀与沉积278
参考文献280
思考题287
推荐阅读288
第7章轨道尺度的演变291
7.1地球上的周期性过程292
7.1.1循环，周期，韵律292
7.1.2冰期旋回及其轨道驱动的发现294
7.1.3地球过程中的天文因素296
7.2轨道驱动的气候变化298
7.2.1轨道参数的周期变化298
7.2.1.1斜率299
7.2.1.2偏心率与岁差302
7.2.1.3轨道参数的不稳定性305
7.2.2气候旋回的轨道驱动306
7.2.2.1冰期旋回的轨道驱动307
7.2.2.2低纬过程的轨道驱动309
7.3地球过程轨道驱动研究的发展311
7.3.1地质历史上的轨道周期311
7.3.1.1前第四纪的轨道周期311
7.3.1.2地质计时的天文标尺314
7.3.2轨道驱动的计算和应用316
7.3.2.1轨道驱动的计算问题316
7.3.2.2轨道驱动的机制研究317
7.3.3地球表层过程中的轨道因素320
7.3.3.1轨道驱动下的潮汐作用和海洋过程320
7.3.3.2轨道周期与内力作用321
7.3.3.3地外星球上的轨道周期322
参考文献326
思考题332
推荐阅读332
第8章周期转型和气候突变335
8.1冰期旋回的多样性与跨冰期变化336
8.1.1冰期的多样性336
8.1.2间冰期的多样性338
8.1.3跨冰期变化342
8.2气候周期变化的转型343
8.2.1暖室期和冰室期的轨道周期344
8.2.2南极冰盖发育中的气候转型346
8.2.3北半球冰盖发育中的气候转型348
8.3气候环境的突变352
8.3.1冰消期的气候突变352
8.3.1.1末次冰消期353
8.3.1.2历次冰消期的比较354
8.3.2火山爆发事件357
8.3.3天体撞击事件360
8.3.3.1从微陨石到小行星360
8.3.3.2白垩纪末撞击事件与生物大灭绝361
8.3.4特大洪水事件362
8.3.5突发升温事件366
参考文献369
思考题376
推荐阅读377
第9章人类尺度的演变379
9.1人类尺度环境变化的研究380
9.1.1人类尺度演变的记录载体381
9.1.1.1冰芯381
9.1.1.2纹层，石笋，珊瑚，树轮383
9.1.2人类尺度演变的测年方法385
9.1.3人类尺度演变的驱动机制386
9.2千年尺度演变的发现及其机理探索387
9.2.1冰芯记录的千年尺度变化387
9.2.2深海记录的千年尺度变化388
9.2.3石笋记录的千年尺度变化391
9.2.4“大洋传送带”394
9.3外因驱动下的人类尺度演变399
9.3.1轨道驱动的千年尺度变化399
9.3.1.1半岁差和1/4岁差399
9.3.1.2潮汐作用与月球轨道周期401
9.3.2太阳活动周期与气候405
9.3.2.1太阳活动周期的发现405
9.3.2.2气候演变中的太阳活动周期407
9.4现代环境的周期变化410
9.4.1厄尔尼诺-南方涛动410
9.4.2年际-年代际尺度的气候涛动412
参考文献415
思考题422
推荐阅读423
0章全球变化与古环境研究425
10.1全球变化的提出与研究现状426
10.1.1全球变化科学问题的提出426
10.1.2全球变化与气候外交428
10.1.3全球变化的观测证据430
10.1.4全球变化研究的国际合作433
10.1.4.1国际研究计划的演进433
……
内容摘要
三十年来“优选变化”的研究，把地球科学推上了一个新台阶。地球上的大气圈、水圈、岩石圈和生物圈连成一个完整的系统，牵一发而动全身，甚至地球内部和表层的物质和能量交换，也在影响着人类享用的环境与资源，而这就是地球系统科学的研究对象。本书是在二十年教学科研实践基础上编写而成，前五章介绍各圈层的构成与来历，后五章讨论不同时间尺度的地球系统演变，很后两章介绍地球系统科学的研究方法和理论。全书以圈层间相互作用为主题，重点突出机理追究和问题探讨，不以灌输知识为目的。
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