Principles of Earthquake Source Mechanics

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出版者:
作者:Kostrov, B. V.; Das, Shamita; Ablowitz, M. J.
出品人:
页数:308
译者:
出版时间:2005-7
价格:$ 96.05
装帧:
isbn号码:9780521017244
丛书系列:
图书标签:
  • 地震学
  • 地震物理
  • 地震源机制
  • 断层力学
  • 弹性理论
  • 地球动力学
  • 地震波传播
  • 数值模拟
  • 地震灾害
  • 地壳变形
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具体描述

Kostrov and Das present a general theoretical model summarizing our current knowledge of fracture mechanics as applied to earthquakes and earthquake source processes. Part I explains continuum and fracture mechanics, providing the reader with some background and context. Part II continues with a discussion of the inverse problem of earthquake source theory and a description of the seismic moment tensor. Part III presents specific earthquake source models. Although data processing and acquisition techniques are discussed only in simplified form for illustrative purposes, the material in this book will aid in better orienting and developing these techniques. The aim of this book is to explore the phenomena underlying earthquake fracture and present a general theoretical model for earthquake source processes.

《地下深处的奥秘:地球动力学前沿探索》 本书并非一本关于地震震源力学原理的著作,而是将视角聚焦于地球内部那宏大而又神秘的动力学过程。我们深入到地壳、地幔乃至地核的深层,探索那些驱动着地球不断演化、塑造着我们所见地貌的强大力量。 第一部分:地球深层的结构与组成 在开启地球内部的探索之旅前,我们首先需要了解这颗行星的构造。本部分将细致剖析地球的多层结构: 地壳: 从坚硬的大陆地壳到年轻而活跃的海底扩张中心,我们将描绘地壳不同区域的地质特征、岩石类型及其形成机制。了解地壳的厚度、密度变化,以及它们与地表形态之间的微妙联系。 地幔: 作为地球的主体,地幔的粘稠性和高温是关键。我们将探讨上地幔和下地幔的物理性质,如橄榄岩、石榴石橄榄岩等主要矿物成分,以及它们在不同压力和温度下的相变。重点解析地幔対流——驱动板块运动的根本动力,包括其尺度、模式以及与地表热流的关联。 地核: 探索由铁镍合金构成的地球核心,包括液态外核和固态内核。我们将解析外核中导电流体的运动如何产生地球磁场,以及内核的生长过程。理解这些深层结构如何影响地球的整体物理环境,例如重力场和地球自转。 第二部分:驱动地球演化的内在力量 地球的活力并非来自外部,而是源于其内部深处的能量释放和物质循环。本部分将深入剖析这些动力学过程: 放射性衰变与残余热: 探讨放射性元素(如铀、钍、钾)在地幔和地核中的衰变如何持续释放热量,这是地球内部热能的重要来源。我们将量化这些热量对地幔温度分布和热对流的影响。 地球的冷却与演化: 随着时间的推移,地球内部的热量在不断散失。本部分将分析地球从形成之初至今的冷却历史,以及这种冷却如何影响地幔的粘度、对流强度以及构造活动的减缓。 物质的相变与密度变化: 在不同的温度和压力环境下,地幔中的矿物会发生相变,导致其密度发生显著变化。我们将详细介绍这些相变,如尖晶石相变、斜方辉石相变等,并分析它们如何在地幔深处形成密度异常区,进而影响地幔流体和物质的垂向运动。 岩石圈的形成与断裂: 探讨由地壳和上地幔顶部组成的岩石圈如何在全球尺度上断裂成独立的板块。分析板块的形成、移动以及它们之间的相互作用,为理解板块构造奠定基础。 第三部分:深层过程与地表现象的联动 地球内部的活动并非孤立存在,它们深刻地影响着我们所见的地表特征。本部分将揭示这种深层与表层的紧密联系: 板块构造的动力学机制: 详细解析地幔对流如何驱动岩石圈板块的运动。深入研究俯冲带的形成与演化、洋中脊的扩张过程、以及大陆裂谷的形成。理解板块边界的相互作用如何导致地震、火山活动以及山脉的隆升。 热点火山与地幔柱: 探索地幔深处的“热点”是如何形成并喷发形成火山岛链的。解析地幔柱的结构、物质组成以及它们如何穿透地幔和岩石圈,带来大量的热量和岩浆。 地幔流动与构造变形: 分析地幔流体在不同区域的流动模式,以及它们如何影响岩石圈的应力状态,导致区域性的构造变形,例如地壳的伸展、挤压和扭曲。 地球磁场的起源与演化: 深入研究液态外核中导电流体的运动(发电机效应)如何产生地球强大的磁场。探讨磁场的波动、极性倒转以及其对地球环境的影响。 地幔物质的循环与演化: 描绘地幔深处物质的长期循环过程,包括俯冲下来的物质如何在地幔深处被熔融或重新分配,以及地幔深部的热量和物质如何向上输送,不断重塑地球的面貌。 《地下深处的奥秘:地球动力学前沿探索》旨在为读者提供一个全面而深入的视角,去理解驱动我们行星运动的内在力量。本书将带领您穿越地表,潜入地球的深处,揭示那些塑造了过去、影响着现在、并将决定地球未来的宏大而深刻的动力学过程。我们希望通过此书,激发您对地球科学的浓厚兴趣,并认识到我们所居住的这颗星球,其表面之下隐藏着多么令人惊叹的生命力。

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读后感

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我花了整整一个周末的时间来消化前几章的内容,坦白讲,这本书的叙事节奏把握得非常到位,它没有一上来就抛出那些令人望而生畏的复杂模型,而是采取了一种循序渐进的引导方式。作者似乎非常懂得如何与读者建立起一种“对话”的模式,他总是先从宏观的现象入手,然后逐步深入到微观的物理机制,这种结构设计极大地降低了初学者的学习门槛。我在阅读过程中,时不时会停下来,去思考作者提出的每一个假设背后的物理直觉,然后对照书后的拓展阅读建议去查阅相关文献,这种主动探索的过程让我感觉自己不仅仅是在被动接收知识,而是在积极地参与到科学的构建之中。尤其欣赏的是,作者在解释一些关键的力学概念时,总是能提供多个角度的类比和解释,即便是同一个概念,也会用不同的数学语言和物理图像来阐述,确保不同思维定式的人都能找到共鸣点。

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这本书的封面设计简直是一场视觉盛宴,那种深邃的蓝色调配上烫金的字体,光是放在书架上就散发着一种沉稳而专业的学究气质。我迫不及待地翻开扉页,首先映入眼帘的是作者的简介,从他的学术背景和研究经历来看,他对这个领域的理解绝对是深厚的,这让我对后续内容的质量有了极高的期待。装帧的质感也相当出色,纸张的厚度和触感都体现了出版社的用心,即便是经常翻阅,也完全不用担心它会轻易受损。特别是那些复杂的数学公式和图表,排版得一丝不苟,清晰到即便是初次接触这些概念的人,也能在视觉上感受到其逻辑的严密性。不得不说,光是这份对细节的打磨,就足以让它在同类专业书籍中脱颖而出,成为案头必备的珍藏品。它不仅仅是一本工具书,更像是一件精心制作的艺术品,让人在学习知识的同时,也能享受到阅读的愉悦。

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这本书的深度和广度着实令人惊叹,它远超出了我原本对“基础读物”的预设。我原以为它会专注于描述地震波的传播和简单的弹性理论,但深入阅读后发现,作者居然花了大篇幅去探讨了断层带内部的摩擦学特性、岩石在极端应力下的非线性响应,甚至还触及了流体耦合效应在源区动力学中的作用。这些内容往往是其他教材中一笔带过或者干脆跳过的“硬骨头”,但在这本书里,作者将其拆解得如同庖丁解牛般清晰。我特别留意了关于“应力跌落”和“破裂传播速度”那几节,作者引用的最新实验数据和数值模拟结果,都使得理论推导拥有了坚实的现实基础。对于那些希望在这一领域深耕的研究生来说,这本书简直就是一本应许之地,它提供的细节和批判性的视角,是构建前沿研究框架的基石。

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这本书的实用性体现在它对“不确定性”的坦诚讨论上。在地震学这样一个充满内在随机性和模型依赖性的领域,很多书籍往往倾向于展示那些“完美”的模型结果。但这本著作的不同之处在于,它花了很多篇幅去探讨不同本构关系、不同初始条件对最终地震破裂过程的影响,并清晰地指出了当前模型在预测能力上的局限性。作者没有给出“万能钥匙”,而是教会了我们如何去批判性地评估模型,如何设计更具鲁棒性的实验来限制参数空间。这种对科学局限性的诚实披露,比任何过于乐观的断言都更具说服力,它真正培养了读者一种科学的怀疑精神和严谨的治学态度。它不是在教你“记住答案”,而是在教你“如何提出更好的问题”。

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说实话,这本书的难度并非适合所有读者,它对读者的数学功底提出了不低的要求。如果你对偏微分方程、张量分析和谱方法不熟悉,那么在阅读到关于动态破裂模型的章节时,可能会感到吃力。我个人就不得不经常停下来,翻阅我大学时期的数学笔记,重温那些久违的积分变换和边界条件的处理技巧。然而,这种挑战性也正是其价值所在——它迫使你走出舒适区,去重新审视那些你可能已经遗忘的数学工具是如何被优雅地应用于解决实际物理问题的。这本书的态度非常诚恳,它从不回避复杂性,而是直面它,并提供清晰的路线图来穿越这片数学的迷雾。对于那些渴望真正掌握其背后数学原理的人来说,这本书提供了一个无与伦比的、严谨的训练场。

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