Understanding Volcanoes and Earthquakes pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Green, Jen

出品人:

页数:24

译者:

出版时间:

价格:$ 24.01

装帧:

isbn号码:9781404242760

丛书系列:

图书标签:

• 火山
• 地震
• 地质学
• 地球科学
• 自然灾害
• 地质灾害
• 板块构造
• 地球物理学
• 科学普及
• 灾害防治

地质深处的秘密：地球内部动力学与构造板块的演进 内容简介 本书旨在为地质学、地球物理学领域的研究者、资深爱好者以及对地球深层运作机制抱有浓厚兴趣的读者，提供一个关于地球内部结构、物质循环及其驱动力学的全新、深入的解析视角。不同于聚焦于地表灾害现象的传统论述，本书将视线投向塑造我们脚下世界的根本力量——地幔对流、核心的液态外核与固态内核的相互作用，以及由此催生的板块构造运动的宏大叙事。 全书结构严谨，逻辑递进，共分为六个主要部分，层层深入地剖析了从地球形成初期的热演化到当前地质活动的深层驱动机制。 第一部分：地球的形成与早期热历史的再评估 本部分着重审视了太阳星云物质吸积形成地球的早期阶段。我们不再仅仅停留在标准的“大碰撞假说”，而是深入探讨了亏损的早期地幔的化学成分、同位素证据如何揭示地球深部物质的混合与分异过程。重点分析了“镁铁岩浆洋”的结晶过程如何设定了今日地幔的初始状态，并详细阐述了放射性同位素（如${}^{26} ext{Al}$）在驱动早期地球热演化中的关键作用。我们将引入最新的高压/高温实验数据，模拟早期地幔的粘滞性变化，探讨地幔热柱（Plumes）的初始起源与动态学意义，为理解当前地幔对流模式奠定理论基础。 第二部分：地幔的物理学：从晶体结构到流变学 本部分是理解地球内部动力学的核心。我们详细考察了地幔中主要矿物相（橄榄石、辉石及其高压多晶型，如布里奇曼石和后尖晶石结构）在不同压力和温度条件下的晶体结构转变及其对弹性波速、密度和粘滞性的影响。重点章节将放在“过渡带”（Transition Zone，410-660公里深度）的复杂性上——水分的储存机制、橄榄石-林伍德石相变对地震波场的影响，以及这些变化如何局部地影响对流的强度和模式。此外，对地幔流变学的探讨将超越简单的幂律蠕变模型，引入晶内滑移、晶界扩散蠕变以及应力驱动下的动态再结晶等机制，精确量化地幔的有效粘度，解释大尺度对流的驱动力。 第三部分：核心-地幔边界的极端环境与物质交换 核心-地幔边界（CMB，约2900公里深度）是地球上最剧烈的界面之一。本部分聚焦于这一复杂边界的化学和物理过程。我们将分析D''层——位于外核之上的薄层——的异常性，探讨其作为地幔热边界层和地幔柱源区的双重角色。通过计算流体力学模拟，我们揭示了来自地幔的硅酸盐物质如何渗入或混合到液态外核中，以及这些物质的化学反应如何影响外核的导电性。此外，我们将讨论CMB处的热通量对整个地球热预算的贡献，以及边界上的非均匀热流如何驱动外核的对流，进而影响磁场的产生。 第四部分：外核的液态动力学与地磁场的生成 本书将外核的动力学视为一个自我维持的复杂系统。我们深入探讨了地磁场的罗盘理论（Dynamo Theory）的最新进展，特别关注了在极端高导电性流体中，科里奥利力、布歇涅力（Boussinesq force）和热驱动力如何相互作用，维持地球磁场的自激效应。重点分析了在核心边界附近观察到的高频磁场变化（如“地磁爆发”）与外核内部流体不规则性之间的关联。同时，我们审视了外核物质（主要是铁、镍和轻元素如硫、氧、硅）的分异过程，及其对地核密度的精确测定，以此反推地核的化学组分。 第五部分：板块构造的深层驱动：地幔对流的拓扑结构 本书摒弃了将板块构造简单视为地壳现象的观点，转而将其定义为地幔对流的表面表现。我们利用高分辨率地震层析成像数据，重建了当前地幔对流的全球三维拓扑结构——追踪深埋的俯冲板片（Slabs）如何深入地幔，以及它们如何与上升的热柱相互作用，形成回收和上升的循环。我们将比较“全地幔对流模型”（Whole-Mantle Convection）与“上地幔对流模型”（Layered Convection），并利用数值模拟展示，只有在全地幔尺度上，才能合理解释现今各大洲的构造运动和地幔热柱的起源。 第六部分：地幔深处物质循环与地球内部的“水循环” 最后的篇章聚焦于地球深部物质（包括挥发性物质，如水）的长期循环机制。我们探讨了俯冲带如何携带水进入地幔深处，以及在过渡带和下方是否存在“滞留”的水圈或富含水相的矿物。理解这些深部水库对于约束地幔粘滞性和热演化至关重要。此外，本书还将分析深源岩浆活动如何将地幔物质带至地表，并讨论幔源气体释放对全球气候和早期生命起源的潜在影响。通过将深部过程与地表特征联系起来，本书提供了一个完整的地球系统模型。 本书内容高度依赖于计算模拟、高压物理实验结果以及先进的地球物理观测数据（如全球地震波速结构）。它为读者提供了一个超越地表现象、直达地球深层引擎室的知识导引。

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