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好的，这是一本名为《行星科学导论》的图书简介，旨在涵盖地球化学以外的广阔领域： 图书名称：行星科学导论 (Introduction to Planetary Science) 内容简介 《行星科学导论》是一本全面且深入的教科书，致力于为地球科学、天文学、物理学及工程学等领域的学生和研究人员提供一个理解我们太阳系乃至更广阔宇宙中行星系统的综合框架。本书摒弃了仅聚焦于地球化学的传统视角，转而采用跨学科的方法，系统地探讨行星的形成、演化、内部结构、大气层、表面过程以及生命存在的可能性。 第一部分：行星系统的起源与演化 本部分奠定了行星科学的基础，追溯了从恒星形成到行星系统建立的宏大历史。 第一章：星际介质与太阳星云的形成 本章详细考察了分子云的引力坍缩过程，介绍恒星诞生所需的物理条件。重点讨论了角动量传递、热力学梯度以及原行星盘（Protoplanetary Disk）的结构，包括温度梯度对不同挥发物和岩石凝结的影响，为理解后续的物质分布奠定基础。 第二章：星子形成与吸积过程 (Planetesimal Formation and Accretion) 我们将探讨从微米级尘埃颗粒如何通过粘附、碰撞成长为公里级的星子（Planetesimals）的关键机制。内容涵盖气体拖曳、碎裂与重联（fragmentation and sticking）的动力学挑战，以及引力不稳定性理论在巨行星形成中的作用。 第三章：行星的初始结构与分异 (Initial Structure and Differentiation) 一旦星子吸积形成原行星，它们内部的热力学演化便成为核心议题。本章分析了放射性衰变热、引力坍缩热和冲击加热在行星内部热预算中的贡献。随后，深入探讨了行星尺度的熔融、重力分异（如铁镍核与硅酸盐地幔的形成）的物理化学过程，并对比了岩石行星（如地球、金星、火星）和冰巨星（如天王星、海王星）在分异程度上的差异。 第二部分：行星内部动力学与磁场 本部分关注行星的内部热演化、构造活动及其对行星环境的长期影响。 第四章：行星热演化模型 本章详细阐述了从早期高温到当前状态的散热机制。讨论了热传导、对流（单层或多层对流）在岩石和金属层中的表现形式，并引入了粘滞性、压力效应和相变对行星冷却速率的调控作用。 第五章：构造活动与表面更新 行星表面的地质活动是其内部动力学的直接反映。本章对比了地球的板块构造与金星、火星的停滞盖（Stagnant Lid）构造模式。探讨了火山活动（岩浆房的形成与喷发机制）和构造形变（如裂谷、褶皱和断层）的驱动力，以及这些过程如何重塑行星表面。 第六章：行星磁场与发电机理论 行星磁场在保护大气层和生命演化中扮演了至关重要的角色。本章深入研究了行星磁场的起源——发电机（Dynamo）理论，包括电导性流体（如液态铁或水-氨混合物）的对流、科里奥利力与磁流体力学的作用。对水星、地球、木星的磁场结构及其对太阳风的相互作用进行了比较分析。 第三部分：行星大气、气候与表面环境 此部分聚焦于行星表面上方的气体层，及其如何调控温度和水分循环。 第七章：大气层的起源与演化 行星大气并非一成不变。本章探讨了原始大气的捕获（来自太阳星云）与二次大气的形成（火山释气与撞击作用）。重点分析了逃逸机制，如热扩散逃逸（Jeans escape）、非热逃逸（如光化学解离和太阳风剥离），并以火星大气演变为核心案例进行讨论。 第八章：辐射平衡与气候模型 气候科学是行星科学的核心组成部分。本章介绍了行星接收太阳能的机制、吸收、反射与再辐射过程。详细讲解了温室效应的物理原理，并介绍了零维到三维气候模型在模拟不同行星表面温度和环流模式中的应用。 第九章：水与挥发物的循环 水是理解宜居性的关键。本章追踪了水在行星演化中的命运：从内太阳系中冰的沉积，到早期行星的加合物（delivery）过程，再到行星内部的储存与表面-大气-冰盖之间的循环。比较了地球、火星（古老水系证据）和冰巨星内部水冰的相态分布。 第四部分：太阳系小天体与宜居性探索 本书最后一部分将视野拓展至太阳系中的离散天体，并探讨了寻找地外生命的科学前沿。 第十章：小行星、彗星与柯伊伯带天体 本章详细考察了太阳系中未被吸积成行星的残余物质。对小行星带（成分差异、C型、S型、M型小行星）、彗星（起源于柯伊伯带和奥尔特云）、近地小行星的轨道动力学和物质构成进行了分类介绍，并讨论了它们对早期行星撞击历史的影响。 第十一章：系外行星的发现与表征 行星科学已扩展到太阳系之外。本章回顾了系外行星探测的主要技术，包括凌日法（Transit Method）和视向速度法（Radial Velocity）。重点分析了已发现的行星类型（如“超级地球”和“迷你海王星”）的物理性质，以及它们与标准行星形成模型的偏差。 第十二章：行星宜居性与生命印记 本章是本书的综合与展望。探讨了生命存在的必要条件（液态水、能量源、CHNOPS元素），并引入了“宜居带”（Habitable Zone）的概念。对潜在的宜居世界——包括木卫二（欧罗巴）、土卫二（恩塞拉多斯）的地下海洋，以及系外类地行星的大气光谱分析——进行了深入的科学评估，展望了未来探测任务将如何回答“我们是否孤独”这一宏大命题。 本书特点： 《行星科学导论》融合了最新的任务数据（如Juno、Cassini、Perseverance等），并提供了扎实的理论基础。它不仅关注“是什么”，更侧重于“为什么”和“如何”。书中包含了大量定量分析和案例研究，旨在培养读者运用物理和化学原理解决复杂行星问题的能力，是行星科学领域学生不可或缺的参考书。
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