地球系统与演变

本书目录

第1章 地球系统的组成与起源 001
1.1 地球系统的圈层结构 002
地球系统的圈层及其构成 002
圈层中的环流和圈层界限 006
1.2 地球的起源 008
宇宙大爆炸和元素起源 008
太阳系和地球的形成 012
月球的碰撞产生和地球的岩浆海 013
1.3 地球圈层的分异 016
地核、地幔和地壳的形成 016
水圈与大气圈的形成 017
1.4 生命和光合作用的起源 019
生命起源的证据和理论 019
光合作用起源的探索 022
1.5 氧化大气圈的形成 024
大氧化事件 025
硫化氢海洋 027
参考文献 030
思考题 034
推荐阅读 035
第2章 地球表层与地幔 037
2.1 地壳的形成和板块运动 038
洋壳的产生与俯冲 039
大陆地壳及其古老性 043
大陆增生与“俯冲带加工厂” 046
陆壳形成期与形成机制之争 048
板块运动起源的假说 050
2.2 威尔逊旋回与超级大陆 052
联合大陆的聚合与瓦解 052
地质历史上的超级大陆 055
内大洋与外大洋的演变 059
2.3 地幔柱与大火成岩省 063
热点与地幔柱 063
大火成岩省 064
2.4 地幔环流及其两极性 067
地幔底部低速区的不均匀性 067
地幔环流与地球的东西两极结构 071
威尔逊旋回的前因与后果 073
西太平洋演变的深部原因 076
参考文献 079
思考题 084
推荐阅读 085
第3章 地球系统的水循环 087
3.1 水的特性与地球表面过程 088
3.2 地球系统中水的赋存 093
地球表层水的分布与变化 093
.1 气态水 094
.2 液态水 097
.3 固态水 100
地球内部的水与板块运动 104
.1 地球内部水的储量与分布 104
.2 地球表层与内部的水交换 106
.3 板块运动与水 107
3.3 地球表层系统的水循环 109
水循环的全球视野 109
水的三相转换与气候 112
.1 气态与液态的转换 112
.2 固态与液态的转换 118
.3 三相转换的气候意义 124
3.4 追踪水循环的地质标志 125
水文循环中的氢、氧同位素分馏 125
水文循环的其他替代性标志 128
参考文献 131
思考题 138
推荐阅读 139
第4章 地球系统的碳循环 141
4.1 引言：温室气体与碳 142
4.2 地球系统各圈层中碳的赋存 143
大气圈 144
陆地生物圈 146
水圈 147
岩石圈与地球深部 148
碳储库与稳定同位素 149
4.3 地球表层系统的碳循环 151
寻找失踪的碳 151
表层海的碳汇与碳源 152
深层海的碳汇与碳源 154
陆地的碳汇与碳源 156
生命过程与水、碳循环 158
4.4 冰与碳：冰期旋回里的碳循环 159
海洋碳泵 160
陆地碳库 162
碳循环的时间尺度 163
4.5 地质碳储库的演变 164
地质碳储库 164
早期地球的碳储库演变 166
显生宙的碳储库演变 168
.1 海洋碳同位素变化 168
.2 海洋碳酸盐沉积 170
参考文献 173
思考题 178
推荐阅读 179
第5章 生物圈及其演化 181
5.1 重新认识生物圈 182
地球系统里的生物圈 182
微生物——地球生态系统的基础 183
.1 微型光合生物 183
.2 黑暗食物链和深部生物圈 186
.3 微生物与地球系统科学 192
生物的重新分类 195
.1 从形态分类到化学分类 195
.2 真核生物的演化和分类 197
5.2 生产力与化学过程 202
新陈代谢途径的多样性 202
生源要素的循环 204
.1 氮循环和碳循环 204
.2 限制性营养元素：磷还是氮 207
.3 硫循环和生源要素的耦合 210
生物泵和海洋有机碳 212
.1 微生物碳泵和溶解有机碳 212
.2 两种类型的碳循环 215
.3 海洋有机碳库的演变 217
5.3 生物演化与地球系统 219
生物圈的发展 219
.1 真核生物和多细胞生物的产生 219
.2 底栖动物及其骨骼的出现 221
.3 生物圈登陆 224
浮游生物演化与环境 224
参考文献 228
思考题 234
推荐阅读 235
第6章 构造尺度的演变 237
6.1 地球系统演变的时间尺度 238
能量和物质的转移 238
构造运动概念的变更 241
构造运动的时间尺度 244
6.2 海陆分布与环境演变 245
海陆分布的环境影响 245
海道启闭的环境效应 248
.1 白令海道开启和北冰洋的演变 249
.2 巴拿马和印尼海道关闭与大洋的不对称 253
.3 德雷克和塔斯马尼亚海道开启与南极冰盖的形成 257
大陆破裂的环境效应 260
6.3 岩浆活动与环境演变 262
地幔柱与大洋缺氧事件 262
.1 白垩纪大火成岩省 262
.2 白垩纪缺氧事件 264
.3 白垩纪环境变化 266
火山喷发与生物大灭绝 266
海底扩张与海水化学 270
6.4 地形改组与环境演变 274
古高度再造 275
地形和水系 275
剥蚀与沉积 278
参考文献 280
思考题 287
推荐阅读 288
第7章 轨道尺度的演变 291
7.1 地球上的周期性过程 292
循环，周期，韵律 292
冰期旋回及其轨道驱动的发现 294
地球过程中的天文因素 296
7.2 轨道驱动的气候变化 298
轨道参数的周期变化 298
.1 斜率 299
.2 偏心率与岁差 302
.3 轨道参数的不稳定性 305
气候旋回的轨道驱动 306
.1 冰期旋回的轨道驱动 307
.2 低纬过程的轨道驱动 309
7.3 地球过程轨道驱动研究的发展 311
地质历史上的轨道周期 311
.1 前第四纪的轨道周期 311
.2 地质计时的天文标尺 314
轨道驱动的计算和应用 316
.1 轨道驱动的计算问题 316
.2 轨道驱动的机制研究 317
地球表层过程中的轨道因素 320
.1 轨道驱动下的潮汐作用和海洋过程 320
.2 轨道周期与内力作用 321
.3 地外星球上的轨道周期 322
参考文献 326
思考题 332
推荐阅读 332
第8章 周期转型和气候突变 335
8.1 冰期旋回的多样性与跨冰期变化 336
冰期的多样性 336
间冰期的多样性 338
跨冰期变化 342
8.2 气候周期变化的转型 343
暖室期和冰室期的轨道周期 344
南极冰盖发育中的气候转型 346
北半球冰盖发育中的气候转型 348
8.3 气候环境的突变 352
冰消期的气候突变 352
.1 末次冰消期 353
.2 历次冰消期的比较 354
火山爆发事件 357
天体撞击事件 360
.1 从微陨石到小行星 360
.2 白垩纪末撞击事件与生物大灭绝 361
特大洪水事件 362
突发升温事件 366
参考文献 369
思考题 376
推荐阅读 377
第9章 人类尺度的演变 379
9.1 人类尺度环境变化的研究 380
人类尺度演变的记录载体 381
.1 冰芯 381
.2 纹层，石笋，珊瑚，树轮 383
人类尺度演变的测年方法 385
人类尺度演变的驱动机制 386
9.2 千年尺度演变的发现及其机理探索 387
冰芯记录的千年尺度变化 387
深海记录的千年尺度变化 388
石笋记录的千年尺度变化 391
“大洋传送带” 394
9.3 外因驱动下的人类尺度演变 399
轨道驱动的千年尺度变化 399
.1 半岁差和1/4 岁差 399
.2 潮汐作用与月球轨道周期 401
太阳活动周期与气候 405
.1 太阳活动周期的发现 405
.2 气候演变中的太阳活动周期 407
9.4 现代环境的周期变化 410
厄尔尼诺- 南方涛动 410
年际- 年代际尺度的气候涛动 412
参考文献 415
思考题 422
推荐阅读 423
第10章 全球变化与古环境研究 425
10.1 全球变化的提出与研究现状 426
全球变化科学问题的提出 426
全球变化与气候外交 428
全球变化的观测证据 430
全球变化研究的国际合作 433
.1 国际研究计划的演进 433
.2 国际地
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