Earth Materials and Processes pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Glencoe/McGraw-Hill School Pub Co

作者:Feather, Ralph M.

出品人:

页数:241

译者:

出版时间:2004-3

价格:$ 38.99

装帧:HRD

isbn号码:9780078617492

丛书系列:

图书标签:

• Earth Science
• Geology
• Mineralogy
• Petrology
• Geochemistry
• Geophysics
• Plate Tectonics
• Volcanism
• Sedimentology
• Hydrology

《行星构造动力学：地质演化的深层驱动力》 本书导读：超越表层岩石学，探索行星尺度的宏伟构造 本书深入探讨了行星尺度的构造活动和动力学过程，旨在揭示塑造岩石行星（包括地球）内部结构、表面形貌及其长期演化的基本物理机制。它并非关注地表常见的沉积岩、变质岩的分类或矿物的具体晶体结构，而是将视角提升至地幔对流、板块构造的起源与驱动力、行星磁场的生成及其对地表环境的影响。这是一部面向高阶本科生、研究生及专业研究人员的深度理论著作，建立在固体地球物理学、流体力学和热力学基础之上。 --- 第一部分：行星热力学引擎与内部分层 本部分奠定了理解行星构造运动的能量基础。我们首先审视了行星尺度的热演化模型，特别是放射性元素衰变热、残余吸积热以及核心结晶潜热在维持地幔和地核温度梯度中的核心作用。 第一章：行星热流与热边界层 详细分析了行星体内部的热量传输机制，重点区分了导热、对流和辐射在不同深度（地壳、地幔、外核）的主导地位。特别关注了地幔对流的非线性行为，探讨了“分层对流”与“全域对流”模型的适用性及其对地表岩浆活动的影响。书中引入了地幔粘滞度的复杂温度和压力依赖性（包括流变学转变点），这些参数直接控制着板块的沉降速度和地幔柱的上升速率。 第二章：地核-地幔边界（CMB）的流体力学 CMB不仅是热交换的关键界面，也是核心-地幔耦合的物理场所。本章聚焦于CMB处的物质交换（如物质的轻组分释放）如何影响地幔顶部热状态，并讨论了超低速带（LLSVPs）的物质性质和动力学起源。此处不对地核的化学组成进行详细讨论，而是侧重于其作为驱动地幔活动的“热源”和“浮力源”的角色。 第二部分：深层驱动力——地幔对流的拓扑学与动力学 构造运动的根本驱动力源于地幔的缓慢、粘滞性流动。本部分致力于剖析地幔对流的复杂拓扑结构及其与板块运动的耦合。 第三章：板块构造的构造力学基础 不同于仅描述板块边界处岩石力学的变化，本章从连续介质力学角度出发，量化了驱动板块运动的四种主要“推拉力”——洋中脊推力、俯冲拉力（Slab Pull）、拖曳力（Slab Drag）和上涌拖曳力（Ridge Push）。我们采用有限元方法（FEM）模拟了不同粘滞度场分布下，这些力如何共同决定了板块的速度、应力状态和破裂模式。此处关注的是宏观动力学平衡，而非岩石在特定P-T条件下的应力应变曲线。 第四章：地幔柱的起源与上升动力学 地幔柱被视为深部物质向上传输热量和物质的关键通道。本章深入探讨了地幔柱形成的两种主要机制：深部热驱动（Deep Thermal Plumes）与浅部拉伸驱动（Tectonic Driven upwelling）。通过非牛顿流体动力学模型，我们分析了地幔柱在上升过程中如何与地幔过渡带（410/660km间断面）的相变进行耦合，并预测了其在地表形成大火成岩省（LIPs）的概率分布，这是一种纯粹的动力学预测，不涉及具体的岩浆化学分析。 第三部分：构造演化的时间尺度与行星耦合 行星的构造活动并非独立发生，而是与气候、大气和磁场活动存在复杂的反馈机制。本部分探讨了驱动构造循环的长期因素。 第五章：构造循环与行星冷却 探讨了行星尺度的长期“构造-热演化”循环，即行星如何从早期的“热驱动构造”转变为当前的“冷驱动构造”。这部分着重于探讨地幔冷却速率对板块构造持续性的控制，以及地幔深部物质的混合效率如何影响地表演化的寿命。这与表面岩石的沉积和侵蚀循环是不同尺度的概念。 第六章：磁场生成与构造活动的间歇性 地核的流动产生地磁场，而地幔的冷却速率和热边界层条件（CMB）直接影响核心的对流模式。本章从地球物理学角度分析了地幔热流变化如何可能间接引起地核发电机活动的“翻转”或“减弱”，从而影响行星磁场的稳定性。这种耦合是探讨行星宜居性时不可或缺的动力学环节，它超越了仅关注地表岩石磁性记录的范畴。 第四部分：非地球类行星的构造模式比较 本书的最后部分将理论模型应用于类地行星，以验证纯粹的动力学模型在不同初始条件下的普适性。 第七章：金星与火星的构造静止状态 我们利用前述的地幔对流模型，解释了金星（“二次熔融事件”/“episodic overturn”）和火星（“停滞盖”/“stagnant-lid tectonics”）缺乏持续板块构造的原因。关键在于其地幔粘滞度场、初始热量和水含量（作为润滑剂）的差异如何导致了地幔对流的拓扑结构无法演化出有效的板块边界。本书的结论基于数值模拟的流变学结果，而非对火星陨石或金星硫化物等具体岩石学证据的详尽分析。 第八章：系外岩石行星的构造潜力 基于对驱动力和阻力平衡的量化分析，本章预测了在不同恒星辐射和内部压力条件下，系外岩石行星维持“地球式构造”的可能性。这是对行星地质学动力学的最终综合，重点在于理解哪些物理参数是构造持续性的决定性因素。 --- 总结： 《行星构造动力学》是一部完全聚焦于行星内部宏观物理过程的专著。它摒弃了对地表矿物学、沉积环境、岩石类型或具体地质年代的描述，而是致力于用流体力学、热力学和数值模拟的方法，解构行星体如何通过深层物质运动来塑造其自身的地质命运。读者将获得一套完整的工具，用于理解行星体“如何运动”而非“由何构成”的深层科学。

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