Seismic Anisotropy in the Earth pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Babuska, V./ Cara, M.

出品人:

页数:227

译者:

出版时间:1991-7

价格:$ 179.67

装帧:

isbn号码:9780792313212

丛书系列:

图书标签:

• 地震各向异性
• 地球物理学
• 地震学
• 地幔
• 地壳
• 岩石物理
• 地球内部结构
• 地震波
• 地质学
• 地球动力学

好的，这是一份围绕地球物理学和地球内部结构研究的图书简介，内容聚焦于地震波传播理论、地幔动力学、岩石物理学以及与地球内部结构成像相关的实验和理论方法，完全不涉及“Seismic Anisotropy in the Earth”这一特定主题。 地球深部结构与动力学：地震学前沿探索 内容简介 本书旨在为地球物理学研究人员、高级研究生以及对地球深部过程感兴趣的专业人士提供一个全面且深入的视角，探讨如何利用先进的地震学理论与观测技术，揭示地壳、地幔乃至核幔边界的复杂结构与动态演化。全书结构严谨，内容涵盖了从基础的波场传播理论到复杂的地球动力学模型构建，重点关注利用高精度地震数据解决当前地球科学面临的关键挑战。 第一部分：地震波传播理论与正演模拟 本部分奠定了理解地震波如何与复杂地球介质相互作用的理论基础。我们详细阐述了弹性、粘弹性以及非线性介质中波传播的控制方程，并深入探讨了数值方法在模拟复杂地下结构中的应用。 1.1 弹性波场正演： 重点分析了有限差分法（FDM）、谱元法（SEM）和伪谱法（PSM）在模拟二维和三维介质中波传播的优势与局限性。讨论了边界条件的处理、吸收边界层（PML）的设计，以及如何高效地计算包含近场和远场响应的地震图。特别地，我们探讨了如何将非均匀介质中的波传播与射线理论进行有效耦合，以兼顾计算效率和精度。 1.2 衰减与散射的建模： 地球介质的非弹性特性，特别是粘弹性吸收和高频散射，对地震波的衰减至关重要。本章介绍了诸如广义斯托克斯模型（Generalized Maxwell Model）和时间域积分方法（如CFMM）在描述粘弹性衰减中的应用。此外，针对由断层、岩浆房或孔隙流体引起的散射效应，我们引入了随机介质理论和基于波像散的散射模型，解释了地震波能量损失的物理机制。 1.3 表面波与体波的耦合效应： 深入分析了地震波在地球表面和近地表传播时，体波与表面波之间的能量转换机制。这对于理解浅源地震的近场效应和城市地震工程中的场地响应至关重要。讨论了如何通过数值模拟精确捕捉这种耦合现象，并将其应用于场地效应分析。 第二部分：地球内部结构的成像技术 本部分的核心在于利用地震观测数据反演地球内部的物理参数（如速度、密度、衰减因子），从而构建高分辨率的地球结构模型。 2.1 地震层析成像（Seismic Tomography）： 详细介绍了用于构建中低分辨率三维速度模型的块体层析成像技术。涵盖了射线追踪（Ray Tracing）方法（如弯曲射线追踪）和波动方程层析成像（Waveform Tomography）的原理。重点比较了基于走时残差、波形拟合和波场反演的成像方法的适用范围和对初始模型的敏感性。讨论了如何通过贝叶斯方法和MCMC（马尔可夫链蒙特卡洛）方法评估模型的不确定性。 2.2 接收函数（Receiver Functions）分析： 专门探讨了利用P波转换波（$P_s$）来揭示地下速度间断面（如莫霍面、古登堡面）精细结构的技术。内容包括了平移技术、去噪方法（如多窗口分析），以及如何利用多次转换波（如$PppS$和$PpsS$）约束复杂结构，特别是地幔过渡带的精细构造。 2.3 全波形反演（Full Waveform Inversion, FWI）： FWI是当前地球深部成像最具潜力的技术之一。本章深入讲解了FWI的理论框架，包括目标函数的设计、伴随状态方法（Adjoint State Method）的推导与高效实现，以及海塞矩阵的近似计算（如Gauss-Newton和L-BFGS方法）。讨论了在大规模三维模型上应用FWI所面临的计算挑战、全波形反演中的“牛顿法陷阱”（Non-linearity/Cycle Skipping）及其解决方案。 第三部分：地幔动力学与岩石物理学 结构模型需要与地球物理过程相结合才能解释其成因。本部分将地震学观测结果与驱动地球演化的物理过程联系起来。 3.1 地幔对流与岩石流变学： 探讨了地震速度结构（例如，慢速区和高速区）在地幔对流背景下的解释。引入了基于实验室测量和理论计算的岩石流变学模型（如扩散蠕变、位错蠕变），并将这些模型集成到地球动力学模拟中，以预测地幔的粘度分布和温度场。讨论了如何利用地震学观测约束地幔的密度结构和热力学状态方程。 3.2 俯冲带与板块构造的地震学特征： 聚焦于俯冲带这一地球上最活跃的构造区域。分析了俯冲板片内部的地震波速异常、深源地震的分布及其对板片内脱水过程的指示。详细讨论了俯冲带内流体迁移和岩浆活动的地震学信号识别，包括低速体和高频衰减区的成像。 3.3 核幔边界（CMB）与地核结构： 深入研究了地球最深处的界面——核幔边界的复杂性。利用低频体波（Pdiff和Sdiff）的散射和绕射现象，探测了CMB附近的局部不规则性，如“U L V”（Ultra-Low Velocity Zones）。讨论了如何利用这些信息来推断地幔柱的起源位置以及核的对流活动对CMB形态的影响。 第四部分：特定地球过程的地震学研究 本部分探讨了利用地震学方法解决特定地球工程和环境问题的案例研究。 4.1 火山活动的地震监测与成像： 阐述了如何利用高频地震波分析火山内部的岩浆房、裂隙和流体活动。重点介绍了利用微震事件的精确定位、速度结构成像来识别正在形成或迁移的岩浆通道，以及利用熔融体引起的剧烈波速降低和衰减来评估火山爆发风险。 4.2 城市与工程地震学： 讨论了如何应用高密度、宽频带地震仪网络，结合近地表层析成像，来精确刻画城市基础环境中的地质不均匀性。这包括对沉积盆地厚度、基岩深度以及潜在滑坡区域的识别，为抗震设计提供关键的场地特定信息。 4.3 水圈与冰冻圈的地震学： 探讨了地震学方法在研究海洋、冰盖和永久冻土区域的应用。例如，利用冰下地震波场模拟来监测冰川运动的速度和内部结构变化，以及利用海洋地震勘探技术对深海沉积层和洋壳结构进行高分辨率成像。 本书内容丰富，理论推导严谨，结合了最新的数值模拟技术和实际观测数据案例，是致力于拓展地球深部结构认识的科研工作者不可或缺的参考资料。

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阅读这本书的过程，简直就像进行了一场从地表到地核的虚拟探险，那种沉浸感是难以言喻的。作者似乎有一种魔力，能够将那些抽象的、高深的物理概念，通过极具画面感的文字描述生动地展现出来。我特别欣赏其中对于实验方法论的详尽描述，那些关于如何精确测量岩石在不同压力和温度条件下响应的段落，读起来简直像在看精密仪器的操作手册，每一个步骤都透露出科学研究的严谨与一丝不苟。尤其是一些关于波传播路径的讨论，我仿佛能想象出那些无形的震波如何在地球内部的复杂介质中穿梭、折射与偏转。尽管我不是该领域的专家，但作者的引导让我能够跟上思路，去理解那些微妙的物理变化是如何映射出地球深处的结构奥秘的。

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这本书的理论深度是毋庸置疑的，它完全没有为了迎合非专业读者而降低门槛，这一点恰恰是它最宝贵的地方。我感觉自己仿佛又回到了研究生时代，那些关于弹性理论、张量分析的知识点被重新激活并加以应用。作者在推导过程中展现出的数学功底令人叹服，每一步的逻辑衔接都天衣无缝，没有丝毫含糊不清的地方。对于那些希望深入探究地球物理学核心机制的读者而言，这本书提供了一个坚实的基础框架，让你真正明白“为什么”会产生特定的地震波响应。我甚至不得不时不时地停下来，拿出笔记本，重新梳理那些复杂的公式，试图从不同的角度去理解它们背后的物理意义。它不是一本用来消磨时间的读物，而是一部需要投入精力去“攻克”的知识宝库。

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让我感到惊喜的是，这本书不仅仅停留在纯理论的层面，它还非常注重将理论与实际观测数据相结合。在讨论特定地区地壳结构时，作者引用了大量的实际地震记录案例，并对其进行了细致的分析和解释。这些实例的引入，极大地增强了本书的说服力和实用性。我能清晰地看到，那些抽象的数学模型是如何被用来解释真实世界中观测到的复杂地质现象的。这种理论与实践的完美交融，使得我对地球内部结构有了更具象、更动态的理解，不再是教科书上那种静态的层次划分。书中对不同地震台阵数据处理方法的比较分析，也为我今后的工作提供了新的思路和参考方向。

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从整体阅读体验来看，这本书的叙事节奏把握得相当出色，尽管内容艰深，但作者在章节之间的过渡处理得非常流畅自然，避免了学术著作常见的生硬断裂感。它不像某些翻译过来的著作那样，因为语言的隔阂而显得晦涩难懂，这本书的表达方式是如此的清晰有力，充满了对科学探索的热情。我特别欣赏作者在总结部分对未来研究方向的展望，那部分内容极富启发性，让人对接下来的科学发展充满了期待。它不仅仅是一本知识的记录者，更像是一位经验丰富的前辈，在向后辈指引着探索未知地壳奥秘的道路。读完后，我感觉自己对地球的认识上升到了一个全新的、更为精微的层次。

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这本书的装帧设计实在太吸引人了，封面那种深邃的蓝色调，配上那些复杂的、仿佛星云般的纹理，让人一眼就觉得里面蕴含着某种深不可测的知识。我拿到书的时候，首先就被那种沉甸甸的质感所吸引，这显然不是那种随便印印就打发的科普读物，它散发着一种专业研究的严谨气息。内页的纸张选择也很讲究，印刷清晰度极高，即便是那些复杂的图表和数据，看起来也丝毫不费力。我花了一整晚的时间只是在翻阅目录和前言，光是看到那些术语的排列组合，就足以让人感受到作者在这方面钻研之深厚。这本书的排版布局也很有章法，文字块之间留白得当，使得长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。总体来说，从物理接触这本书的感官体验来看，它无疑是一部精心制作的、值得珍藏的学术力作。

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