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出版者:青岛海洋出版社

作者:张正斌

出品人:

页数:441

译者:

出版时间:2004-10

价格:58.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787810676472

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• 盐度

《地球深处的声音：矿物与行星演化史》 本书简介 一、导论：时间的低语与物质的印记 本书并非聚焦于海洋表层的波光粼粼，亦非探究海水中溶解离子的动态平衡。相反，我们潜入地球的核心，追溯那些沉默的见证者——矿物——如何记录并塑造了我们脚下这个星球的漫长演化历程。 《地球深处的声音：矿物与行星演化史》是一部关于固体地球物理化学的宏大叙事。我们从宇宙尘埃的凝结讲起，系统梳理了地球形成初期的吸积、分异过程，并深入剖析了地幔深处、地核边缘那些极端环境下矿物晶格的结构转变与反应动力学。本书旨在通过对矿物学、岩石学和高压物理学的交叉整合，重构地球从“熔融球体”到“生命摇篮”的复杂转变过程，揭示地质活动背后驱动力的根本机制。 二、行星构造的基石：从晶体结构到地幔对流 本书的第一部分，聚焦于构成地球主体——地幔——的硅酸盐矿物。我们详细探讨了橄榄石（Olivine）和辉石（Pyroxene）在高压下的多晶型转变，如从尖晶石结构到致密结构（例如，布里奇曼石 Bridgmanite）的相变。这些相变不仅是温度和压力的函数，更是驱动板块构造、引发地震和火山活动的关键物理机制。 我们将阐述高温高压实验如何模拟地幔深处环境，揭示特定矿物在高剪切应力下的塑性流动规律。通过分析矿物中微量元素的捕获与释放机制，本书重建了地幔物质的混合历史和热力学演化路径，论证了地幔对流的非线性特征如何决定了地球表面大陆漂移的速度与方向。我们特别设立章节，探讨了俯冲带中水（H₂O）的携带问题——水分子如何被锁定在含水矿物（如蛇纹石和含水云母）的晶格中，并被带入地幔深处，从而极大地降低了地幔的粘度和熔点，是火山喷发和板块俯冲得以持续的关键因素。 三、地核的秘密：铁镍合金与地球磁场的起源 本书的第二部分将目光投向地球的“心脏”——地核。我们探讨了从古铜铁（Kamacite）到镍纹石（Taenite）等铁镍合金矿物在高压下的晶体学特征。重点解析了液态外核中流体运动如何通过地球发电机效应产生磁场。 我们深入研究了低剪切波速带（LLSVPs）的矿物学组成。虽然地核内部的直接观测几乎不可能，但通过对地幔捕获的微小铁质包裹体（Inclusions）的研究，我们推断出某些低密度、富含轻元素（如硫、氧或硅）的金属化合物可能存在于内核/外核边界。这些化合物的物理化学性质，直接决定了地球磁场的强度与稳定性，而磁场正是保护地表生命免受太阳风侵袭的天然屏障。本书细致梳理了不同压力梯度下，铁原子扩散率和排列方式如何影响地核热历史的释放速率。 四、生命的奠基：沉积矿物与地球表面的化学屏障 离开极端环境，本书的第三部分回归地壳和地表，着重分析了塑造了我们所见世界的矿物。这部分内容避开了对水体化学成分的直接分析，而是聚焦于固体矿物如何作为化学反应的平台和限制因素。 我们详细研究了黏土矿物（如伊利石、高岭石）的层状结构，它们在地球早期生命起源中扮演的吸附剂角色。这些矿物表面的负电荷和巨大的比表面积，为有机分子的聚合提供了必要的物理化学条件。此外，本书探讨了碳酸盐矿物（如方解石、白云石）在岩石圈碳循环中的核心地位。我们不仅仅描述其化学式，更关注其成岩作用（Diagenesis）过程，即在特定温度和孔隙水化学势作用下，碳酸盐相变如何调控地壳的长期稳定性，以及这些矿物如何通过风化作用，间接影响了大气中温室气体的长期平衡。 五、矿物学的时间机器：同位素地球化学的视角 本书的最后一部分，将视角从矿物的结构转移到其内部的同位素系统。我们探讨了钐-钕（Sm-Nd）、铷-锶（Rb-Sr）以及铀-铅（U-Pb）等放射性同位素在矿物晶格中的分馏行为。 矿物在结晶或变质过程中，其晶格对不同质量的同位素具有不同的亲和力。通过精确测定岩石和矿物中这些同位素比值的变化，我们可以“倒推”出岩石形成的确切年龄以及其物质来源（是原始地幔物质还是再循环的地壳物质）。本书提供了数个经典的矿物定年案例，展示了如何利用锆石（Zircon）内部的U-Pb系统，来精确界定地球历史上关键的地质事件，如大陆地壳的首次增生和“大氧化事件”前后的地幔排气活动。这些分析完全基于固体物质的衰变规律和固态下的物质分配，与海洋化学的动态过程保持了清晰的界限。 结语：从矿物到意义 《地球深处的声音》旨在向读者展示，地球历史并非由宏观事件线性串联而成，而是由微观尺度上原子排列与相互作用的复杂结果。每一个晶体，无论是在地核深处承受百万倍大气压的硅酸盐，还是在地表沉积的黏土薄层，都是一个记录了特定时间和温度条件的“档案库”。通过解读这些矿物档案，我们得以拼凑出行星演化的完整图景，理解我们所处的环境是如何在数十亿年的时间尺度上，通过固态物质的转化与重组而形成的。本书适合地质学、地球物理学、材料科学以及对地球深层过程有浓厚兴趣的专业人士和学生阅读。

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这本书，说实话，我拿到它的时候是抱着一种探索未知的好奇心。封面设计得非常大气，那种深邃的蓝色调一下子就抓住了我的眼球，仿佛能透过纸张感受到海水的重量和神秘。我原本以为它会是一本标准的科普读物，讲解海洋生态系统或者某种单一的化学过程，但翻开之后才发现，它的内容广度远超我的想象。它并非那种枯燥的教科书，而是更像一位经验丰富的海洋学家带着你进行一场沉浸式的考察。作者对于洋流如何影响溶解氧分布的论述尤其精彩，他没有停留在宏观的描述上，而是深入到微观的分子层面去解析，那种严谨中又不失文学性的叙事方式，让我这种对纯粹科学略感畏惧的读者也能津津有味地读下去。尤其让我印象深刻的是关于深海热液喷口化学平衡的那一章，作者巧妙地引入了历史背景，讲述了早期的科学争论是如何一步步被新的实验数据推翻的，这种带有“破案”性质的叙事，极大地激发了我继续阅读下去的欲望。这本书的排版和插图也做得极为用心，那些精细的元素周期表在海水中的分布图，以及复杂有机物的三维结构模型，都清晰明了，极大地辅助了理解。总的来说，它提供了一个非常全面且深入的视角去看待海洋这个地球上最大的“化学反应器”。

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我必须承认，这本书的学术严谨性是毋庸置疑的，但它真正吸引我的地方在于其对“人类活动干预”的探讨。它并非高高在上地批判，而是以一种冷静的、基于化学原理的视角，去剖析现代工业对海洋化学环境造成的细微乃至剧烈的改变。作者对塑料微粒在海水中的光解和生物降解路径的分析，引用了大量的最新实验数据，令人触目惊心。他没有使用煽情的语言，而是通过精确的化学反应方程式和半衰期数据，让读者自己得出“情况不容乐观”的结论，这种客观的呈现方式反而比单纯的呼吁更有力量。阅读这本书的过程，就像是在进行一次“海洋病理学”的诊断，从酸度变化到营养盐失衡，每一个指标的波动都被放在了全球尺度的时间轴上去衡量。它成功地将一门看似高冷的学科，转化成了一面反映我们自身行为后果的镜子。这本书不只是关于海洋的，更是关于人类与这个蓝色星球未来关系的深刻对话。

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我是在一个研究课题的契机下接触到这本大部头的。坦白讲，最初我更多关注的是它在特定领域——比如海洋酸化对钙化生物的影响——是否提供了最新的、可引用的数据。然而，这本书带给我的惊喜，在于它对基础理论的梳理之精炼与深入。许多专业书籍往往会忽略掉一些“常识性”的背景知识，导致读者在跨学科阅读时产生障碍，但此书在每一部分衔接处都做了非常扎实的铺垫。例如，它在介绍重金属在海水中的络合作用时，并没有直接跳到复杂的络合常数计算，而是先用几页篇幅回顾了酸碱平衡理论在非水体系中的应用，这种循序渐进的处理方式，对于我这种需要快速掌握新知识的读者来说，简直是效率神器。更值得称赞的是，作者似乎对不同学科的“语言”了如指掌，他能用生物学家听得懂的方式解释氧化还原电位，也能用物理学家认可的严谨性去描述胶体颗粒的表面化学。唯一略感不足的是，对于最新的、尚未完全被主流接受的前沿假设，探讨略显保守，但瑕不掩瑜，它仍然是建立坚实知识体系的绝佳参考。

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作为一名业余的海洋爱好者，我一直在寻找一本既能满足我对深度知识的渴望，又不至于让我感到智力上的巨大负担的书籍。这本书完美地找到了那个平衡点。它的结构设计非常清晰，每一章都像是对海洋某个特定“部门”的详细考察报告。我尤其喜欢作者在每章末尾设置的“思考题”环节，虽然它们不是那种要求标准答案的习题，更多是引导性的思辨，比如“如果全球变暖导致极地冰盖融化速率加倍，对深海甲烷水合物释放的初始化学影响链条会如何变化？”这类问题，极大地激发了我进行自我学习和联想的能力。这本书对水体中溶解气体的行为描述得非常细致，特别是溶解度、分压和温度之间的动态关系，这在其他普通读物中往往是一笔带过的内容。它的图表设计极为精妙，那些压力-温度相图，直观地展示了物质在不同海洋深度下的稳定性，让人对海洋内部环境的复杂性有了更深刻的敬畏。

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说实话，我买这本书纯粹是因为书名听起来很酷炫，带着一种“硬核”的科学感。我本来对化学的兴趣仅停留在高中阶段的简单反应上，但这本书的叙事风格完全颠覆了我的固有印象。它不是在“教”你知识，而是在“讲述”海洋如何运作。最让我感到震撼的是关于生物地球化学循环的部分，作者没有将氮、磷、碳的循环视为孤立的管道，而是将它们编织成一张错综复杂、相互制约的巨网。比如，他深入剖析了微量元素（如铁）在限制浮游植物生长中的关键角色，并将这种微观的生物限制，与全球气候变化的大背景联系起来，形成了一种宏大的史诗感。阅读过程中，我甚至能想象出那些微小的硅藻在光合作用的驱动下，如何默默地改变着大气层的成分。这本书的语言是如此的富有画面感，即使是描述复杂的离子交换过程，作者也能用生动的比喻将其具象化。它让我意识到，海洋的“化学”远比我们想象的要活跃和富有戏剧性。

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