Advances in the Geological Storage of Carbon Dioxide pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Springer Verlag

作者:Lombardi, S. (EDT)/ Altunina, L. K. (EDT)/ Beaubien, S. E. (EDT)

出品人:

页数:362

译者:

出版时间:

价格:169

装帧:HRD

isbn号码:9781402044694

丛书系列:

图书标签:

• Carbon Capture and Storage
• Geological Storage
• Carbon Dioxide
• CO2 Sequestration
• Energy Transition
• Climate Change Mitigation
• Subsurface Engineering
• Reservoir Geophysics
• Environmental Geochemistry
• Petroleum Geology

现代地球科学前沿探索：一个跨学科的视角 本书籍（暂定名：《地球系统的动态演化与资源潜力》） 汇集了当代地球科学领域最前沿的研究成果与深刻洞察，聚焦于驱动地球系统复杂行为的根本机制、深层地质过程的长期影响，以及人类社会对地球资源与环境可持续管理的需求。它并非关注单一的工程应用或技术突破，而是致力于构建一个宏观的、跨尺度的、多学科交叉的理论框架，以理解我们所处的行星系统是如何运作、演化，并为未来生存提供关键支持的。 本书结构严谨，内容涵盖了从地球深部到地表、从微观矿物学到宏观构造动力学的广阔范围。全书分为五大部分，共计十八章，旨在为地质学家、地球物理学家、环境科学家、以及从事能源与资源管理的高级研究人员和决策者提供一套系统性的知识体系。 --- 第一部分：地球深部动力学与行星构造演化 本部分深入探讨了驱动地球内部活动的根本力量，以及这些力量如何塑造了我们今天观测到的地表形态和地质记录。 第一章：地幔对流的非线性动力学 本章侧重于对地幔热驱动对流的最新数值模拟成果进行批判性评估。我们不再满足于传统的Boussinesq近似模型，而是引入了高压下岩石流变学（Rheology）的非线性、温度依赖性和压力依赖性的复杂本构关系。重点分析了俯冲带岩石圈的深部断裂、地幔柱的启动与羽流的侧向扩散机制。探讨了不同热状态下地幔对流模式对板块运动速率和极性转换的反馈效应。讨论了利用地震波层析成像（Seismic Tomography）高分辨率数据反演地幔内部速度结构，并将其与地球化学示踪（如Hf-Nd同位素）相结合，以追踪物质循环路径的最新进展。 第二章：古地磁与板块构造的耦合机制 本章聚焦于如何利用古地磁记录重建过去数亿年间的真实板块运动轨迹。重点讨论了“漂移平均”（Palaeomagnetic Anomaly Stripes）的精确重建技术，以及如何利用古磁倾角（Palaeo-inclination）数据来约束板块的南北漂移幅度。深入分析了白垩纪“大分离事件”（Cretaceous Gigantic Events）中热事件（Thermal Events）与地幔柱活动的潜在关联，并探讨了地磁场极性转换的深部地球发电机机制与地幔热通量变化的相互作用。 第三章：造山带的岩石圈尺度缩短与增厚 本部分详细阐述了大陆碰撞带（如喜马拉雅-青藏高原）在构造应力场下的非均匀响应。讨论了“剥蚀补偿”（Erosion Compensation）对地壳缩短率的修正作用，以及如何利用低温变质矿物（如蓝片岩、榴辉岩）的P-T-t路径来反演碰撞带深部物质的逃逸与再循环过程。重点引入了基于有限元分析（Finite Element Analysis）的构造模型，模拟了在不同剪切速率和岩石圈厚度差异下，侧向挤出（Lateral Extrusion）和垂直缩短的竞争关系。 --- 第二部分：沉积学、古环境与水圈-岩石圈界面过程 本部分将视角转向地球表层，研究沉积体系的形成机制、环境敏感性，以及水圈（Hydrosphere）与岩石圈（Lithosphere）的物质交换。 第四章：复杂沉积体系中的储层非均质性分析 本书籍批判性地检视了传统岩相学对复杂碎屑岩和碳酸盐岩储层描述的局限性。重点在于应用先进的成像技术（如同步辐射X射线衍射、聚焦离子束扫描电镜-EDS/EBSD联用）来解析孔隙网络结构的微观几何形态。分析了胶结作用（Cementation）和溶蚀作用（Dissolution）在控制渗透率各向异性（Anisotropy）中的主导作用，并提出了基于多尺度孔隙结构建模的流动预测新范式，超越了传统的达西定律应用范围。 第五章：新生代气候变率与海平面演变 本章侧重于利用深海沉积物岩心（Deep-sea Sediment Cores）重建过去数百万年的冰期-间冰期循环。核心讨论了米兰科维奇旋律（Milankovitch Cycles）如何精确驱动冰盖质量平衡与全球气候反馈环路。特别关注了高分辨率氧同位素记录在识别海洋环流（如大西洋经向翻转环流AMOC）突变事件中的应用，以及这些事件如何通过瞬态气候强迫（Transient Climate Forcing）影响了大陆尺度的径流变化和海岸线迁移。 第六章：河流地貌学的非平衡态理论 本章超越了经典的河道平衡模型，转向非平衡态热力学框架来理解河流系统的长期演化。探讨了河流对构造抬升和气候波动的响应时间尺度差异。引入了基于分形几何（Fractal Geometry）和标度律（Scaling Laws）的方法来量化河网密度和分支模式的演变规律，并讨论了流域尺度上物质（如碳、营养盐）传输效率的动态变化。 --- 第三部分：地球化学循环与生命起源的化学基础 本部分将关注关键元素（碳、硫、氮、水）在地球系统各圈层间的循环机制，以及生命起源前复杂的化学反应网络。 第七章：深部碳库的动态平衡与示踪 本书籍详细审视了俯冲带、地幔脱气和火山作用在碳循环中的定量贡献。重点分析了在高温高压条件下，碳酸盐矿物（如方解石、白云石）的热分解动力学，以及含碳流体在俯冲带中的迁移路径与活化机制。引入了利用新型稳定同位素（如硅、锇同位素）作为深部物质循环示踪剂的最新研究进展，以期更精确地量化深部地幔源区对大气CO2浓度的长期影响。 第八章：生物地球化学循环的早期地球约束 本章聚焦于前寒武纪地球的生物地球化学环境。深入分析了硫同位素分馏（Mass-independent Sulfur Isotope Fractionation, MISIF）的成因，及其对早期大气氧化还原状态的指示意义。探讨了微量元素（如钼、铀）在海水中态的演变，与海洋氧合作用（Ocean Anoxia）事件的联系。讨论了生命起源前，热液喷口附近由化学能驱动的还原性环境如何支持复杂有机分子的合成与聚合。 第九章：水圈与岩石圈的界面反应动力学 本章关注水-岩石反应的速率限制因素。重点探讨了在低温条件下，水在长时标内对岩石圈基岩的蚀变作用（Weathering）。利用密度泛函理论（DFT）计算，分析了水分子吸附在矿物表面（如长石、云母）的活化能垒，从而揭示了化学风化速率的微观控制机制。讨论了这种界面反应如何影响地表水体的pH值和对流体地球化学信号的传递。 --- 第四部分：地球物理反演与非常规能源潜力 本部分专注于利用地球物理手段对地下介质进行无损探测与成像，并探讨地球物理学在新型地球资源潜力评估中的作用。 第十章：复杂介质中的全波形反演（FWI）算法优化 本章深入探讨了为解决地震波全波形反演（Full Waveform Inversion, FWI）在非线性、多极小值问题中的鲁棒性挑战。重点介绍了基于深度学习和机器学习的优化方法，如利用生成对抗网络（GANs）来加速信噪比提升和建立更精确的初始模型。讨论了如何有效分离地壳各向异性、浅部速度异常和深部构造特征对地震记录的叠加效应。 第十一章：地热能的深部资源评估与传热机制 本章关注地球内部热能的有效捕获与转化。详细分析了利用高温岩体（Hot Dry Rock, HDR）中热传导和对流传热的差异模型。讨论了如何结合高精度地温梯度测量、深层电阻率层析成像来识别高热流区和次级应力控制的裂隙网络。重点研究了超临界流体（Supercritical Fluids）在深部地热系统中作为高效传热介质的潜在热力学优势与工程挑战。 第十二章：地下岩体结构与力学响应的耦合建模 本章探讨了地下工程（如深层隧道、废弃物处置库）对周围岩体的长期力学稳定性的评估。利用离散元法（DEM）结合连续介质力学，模拟了在构造应力场下，岩体内部节理（Joints）和断层（Faults）的激活、扩展与蠕变行为。讨论了如何通过微震监测（Microseismic Monitoring）数据反演地下应力场的变化，以预测潜在的岩体失稳风险。 --- 第五部分：行星际过程与地球的外部影响 本部分将地球科学的视野拓展到太阳系尺度，探讨太阳活动、小行星撞击等外部因素对地球系统长期演化的影响。 第十三章：太阳活动对地磁场的影响机制 本章审视了太阳高能粒子流（Solar Energetic Particles, SEPs）与地球磁层（Magnetosphere）的相互作用。重点分析了地磁暴期间，高纬度地区大气电离层与地壳电导率的耦合效应。讨论了如何利用古地磁记录中的快速变化事件来约束过去太阳活动的强度与频率。 第十四章：大型撞击事件的地质响应与生命影响 本章详细分析了白垩纪-古近纪（K-Pg）界线事件的后续地质记录。超越了铱异常的简单论断，重点关注了撞击引起的全球性海啸沉积、火山喷发（如德干岩浆省）与气候剧变之间的连锁反应。讨论了撞击触发的长期酸雨和海洋酸化对生物大灭绝的生物地球化学后果。 第十五章：火星与类地行星的比较行星地质学 本章通过对比研究火星、金星的演化历史，反思地球独特的地质活动性。聚焦于火星上缺乏板块构造的根本原因（如岩石圈厚度和内部热演化速率），以及这些差异如何导致了水和磁场的消失。利用遥感数据与原位分析，构建了地表物质风化和水/岩石相互作用的比较模型。 --- 结论与展望 第十六章：地球系统的复杂性、临界点与反馈回路 本总结章提炼了全书的核心主题：地球是一个高度非线性和耦合的系统。重点阐述了“临界点”（Tipping Points）理论在地球系统科学中的应用，如冰盖融化和永久冻土解冻的不可逆反馈效应。强调了跨学科研究范式在揭示这些复杂性中的不可替代性。 第十七章：地球科学数据基础设施与未来挑战 讨论了当前地球科学研究面临的数据集成、数据标准化和高性能计算能力的挑战。展望了未来十年，地球科学研究将如何依赖于卫星遥感、分布式传感器网络（IoT）和量子计算模拟来解决诸如深部热物质循环、长期气候预测等重大科学问题。 第十八章：可持续地球管理中的科学责任 本章最后探讨了地球科学研究如何为人类社会提供基于科学的决策支持，特别是在资源管理、灾害预警和环境韧性建设方面的责任。强调科学发现与政策制定的有效桥接机制的重要性。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆