同位素景观图谱——通过同位素制图认知地球物质移动、格局及其过程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

[美] 贾森·B·韦斯特 等 编，林光辉 等 译

图书标签:

• 同位素地貌学
• 同位素地球化学
• 地球物质循环
• 地球系统科学
• 环境同位素
• 地质制图
• 地球化学制图
• 地球动力学
• 地球演化
• 同位素示踪

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030372192

版次：01

商品编码：12332818

包装：平装

开本：32开

出版时间：2018-03-01

页数：424

正文语种：中文

内容简介

同位素景观图谱（isoscapes）是指运用地理信息系统（GIS）表征不同物质同位素比值大尺度时空变化格局的一种方法，现已成为稳定同位素生态学、同位素水文学等研究领域广泛应用的新方法。本书是依据一次国际学术研讨会的内容编写而成的全球第一部同位素景观图谱的专著，涉及从区域和全球尺度上的同位素数据收集、监测方法和数据整合分析，到区域和全球尺度上碳、氮、氢和氧同位素景观图谱的构建，再到如何利用同位素景观图谱开展动物在陆地-海洋环境间的迁移、污染物的追踪、食品产地溯源、考古与古生态重建，以及法医调查取证等不同领域的研究。

地质学前沿：深层探索与技术革新 本书聚焦于当前地质学研究中的几个关键前沿领域，旨在为读者提供一个全面、深入且具有前瞻性的视角，以理解地球系统的复杂性、演化历程及其内在的驱动机制。全书内容涵盖了从地幔深部动力学到地表水文地球化学的多个尺度，强调了多学科交叉融合在解决当代地球科学难题中的决定性作用。 第一部分：地球深部与板块构造的再审视 本部分着重探讨了地球内部结构、物质循环及其对地表环境的长期影响。 第一章：下地幔的相变与物质循环的驱动力 深入分析了下地幔中主要矿物（如布里奇曼石、后尖晶石等）在极端高压和高温条件下的晶体结构转变，及其对地幔对流模式的控制作用。探讨了深源地震、地幔柱的形成机制与地表火山活动之间的耦合关系。重点阐述了俯冲板块如何携带水和挥发性物质进入深部，以及这些物质如何影响地幔的粘滞性和熔融过程。通过数值模拟和高压实验数据，构建了更精细的下地幔物质输运模型，揭示了地球内部能量耗散与物质再分配的动态平衡。 第二章：板块构造的启动、维持与终结 重新审论了板块构造理论的驱动机制，超越传统的“推-拉力”模型，引入了俯冲带的弯曲应力、地幔楔的流变学特性以及地壳厚度变化对板块边界几何形态的影响。详细研究了超大陆旋回（Supercontinent Cycles）中构造事件的周期性，探讨了海洋岩石圈的消亡过程（Slab Graveyard）及其对地幔热结构的长时程影响。分析了不同构造带（如陆陆碰撞带、走滑断层带）的能量释放模式和地震风险评估的新方法。 第三章：岩浆房动力学与火山爆发预测 本章侧重于岩浆房内部的物理化学过程。解析了岩浆分异结晶、热对流以及流体逃逸对岩浆成分演化和压力的积累的影响。引入了地球物理成像技术（如大地电磁法、被动源地震学）在探测地下岩浆体结构方面的最新进展。针对高风险火山区，提出了基于多源数据融合的短期预测模型，特别是针对非爆炸性喷发与爆炸性喷发前兆信号的识别差异。 第二部分：陆地表过程与环境响应 本部分转向地球表层圈层的相互作用，重点关注风化作用、沉积记录和地表水系统的演变。 第四章：风化作用的速率与全球碳循环 详细考察了岩石圈化学风化的微观机制与宏观速率控制因素。探讨了气候变化（如降雨强度、温度波动）对不同岩石类型（硅酸盐、碳酸盐）风化速率的影响。引入了生物地球化学过程，特别是微生物活动在加速矿物分解中的作用。通过流域尺度的观测，量化了风化作用对大气CO2的长期汇集能力，并将其纳入更全面的全球碳循环模型中进行检验。 第五章：沉积盆地的热史与油气生成动力学 本章关注沉积岩石的埋藏、加热和成岩作用。利用裂变径迹定年法和热历史模拟，重建了大型沉积盆地的剥蚀与沉降历史。详细分析了有机质的生烃窗口（Oil Generation Window）的温度与时间依赖性，探讨了“生烃动力学”中的催化剂效应和反应动力学参数的准确性。讨论了非常规油气储层（如页岩）的孔隙结构特征与流体渗流性能之间的复杂关系。 第六章：河流地貌的自组织与流域演化 从复杂系统理论的角度审视河流网络的形成与调整。分析了河流下切率、坡度敏感性以及侵蚀系数在控制河流形态（如蜿蜒度、分形特征）中的作用。引入了气候变化背景下，极端降水事件对河流侵蚀与沉积通量的瞬时影响。重点研究了河流袭夺（River Capture）事件对流域间水分与沉积物分配的长期影响，以及这种变化如何重塑区域生态系统。 第三部分：先进分析技术与数据科学在地质学中的应用 本部分介绍支撑现代地球科学研究的关键技术方法和数据处理范式。 第七章：微区分析技术的突破：高空间分辨的物质探针 详述了同步辐射光源、聚焦离子束（FIB）技术与高分辨率质谱联用在微区原位分析中的应用。着重介绍了用于解析纳米尺度矿物表面吸附、扩散和界面反应的新技术。展示了如何利用这些技术对岩石破碎带中的流体包裹体进行成分和压力-温度条件的全定量解析，从而重建地壳应力场演变的历史。 第八章：地球科学中的机器学习与人工智能 探讨了如何利用深度学习模型处理海量的地球物理观测数据（如地震波形、卫星重力场数据）。介绍了基于卷积神经网络（CNN）的断层识别与岩性自动分类方法。讨论了高维地质数据的降维与可视化策略，以及如何利用贝叶斯反演方法，将先验知识有效地融入模型，以提高地球系统参数估计的可靠性。 第九章：古气候重建：多指标的协同约束 本章聚焦于如何整合来自冰芯、海洋沉积物、湖泊沉积和树木年轮等多个载体的代理指标（Proxy Data）。详细阐述了这些指标的校准、交叉验证方法，特别是如何利用同位素组学（稳定同位素、放射性同位素）数据来确定过去的温度、降水和生物地球化学循环的强度。提出了建立高时间分辨率、高可靠性古气候序列的新框架。 全书结构严谨，逻辑清晰，力求在保持科学严谨性的同时，展现地球科学研究的广阔视野和前沿动态。其内容深度和广度，旨在服务于相关专业的研究人员、高年级本科生及研究生，是理解当代地球科学复杂性与技术前沿的权威参考读物。

评分☆☆☆☆☆

读完《同位素景观图谱》，我感觉自己像是穿越了时空，亲眼见证了地球物质在不同尺度、不同时间尺度下的“迁徙记”。我是一名喜欢户外徒步和自然探索的普通人，过去我对大自然的感受更多是感性的，这次通过这本书，我获得了一种全新的、科学的视角来理解我所看到的一切。 书中对于生态系统物质循环的案例分析，让我对森林、草原、湿地等不同生态环境下的养分循环有了更为具象化的认识。例如，书中通过分析植物叶片、土壤有机质以及动物组织中的氮、磷同位素，清晰地展现了营养元素如何在生物圈内以及生物圈与非生物圈之间传递。这让我明白，为什么一片区域的植被生长旺盛，而另一片区域则显得贫瘠，这背后都有着同位素“标记”下的物质流动的逻辑。我特别喜欢书中对不同水文地质单元内地下水流动的同位素示踪研究。过去我只知道地下水是流动的，但究竟流向何方，在哪里补给，在哪里排泄，这本书用同位素数据给出了详尽的答案。这对于理解区域水资源承载能力、地下水污染扩散以及地下水与地表水之间的相互作用，提供了极其科学的依据。这本书让我觉得，大自然不再是简单的风景，而是充满了无数等待我们去解读的“秘密”。

评分☆☆☆☆☆

这本《同位素景观图谱》确实给我带来了前所未有的震撼，与其说是一本书，不如说是一扇打开地球奥秘之门的钥匙。我是一名地理学爱好者，一直对地球表面的物质循环和演变充满了好奇。过去，我尝试阅读过不少相关的书籍，但总是觉得隔靴搔痒，难以触及到问题的本质。直到我翻开这本《同位素景观图谱》，我才真正体会到什么叫做“拨云见日”。 书中那些精美绝伦的同位素图谱，简直就像是地球自身的DNA序列，将我们肉眼无法察觉的物质流动和能量转化过程，以一种直观而深刻的方式呈现出来。我尤其被书中关于水循环的章节所吸引，通过不同水体（例如地表水、地下水、大气水）的同位素指纹，作者细致入微地描绘了水分子跨越时空、经历蒸发、降水、渗透、汇流的漫长旅程。这让我对我们赖以生存的水资源有了全新的认识，不再仅仅是流动的水，而是携带着历史和地理信息的“活化石”。不仅仅是水，书中对碳、氮、氧等关键元素的同位素分布和迁移的详尽阐述，更是让我惊叹于地球系统内部错综复杂但又井然有序的联系。作者巧妙地将遥感技术、地理信息系统与同位素分析相结合，构建了一个立体的、动态的地球物质移动模型，这对于理解气候变化、生态系统健康以及资源可持续利用等重大议题，无疑具有极其重要的理论和实践意义。

评分☆☆☆☆☆

这本书对我来说，更像是一次对地球“深度体检”的邀请。作为一名曾经的地理科学专业学生，虽然毕业多年，但内心对地球科学的热情从未消减。这次偶然的机会读到《同位素景观图谱》，让我重新燃起了对专业知识的渴望，并且以一种全新的维度去审视我曾经学习过的知识体系。 书中关于地球系统物质循环的宏观视角，让我对“景观”的理解发生了根本性变化。我之前看山看水，更多是关注其形态和美学价值，但这本书让我看到了景观背后更深层的驱动力——物质的交换与转化。例如，书中关于冰川融水同位素特征的研究，不仅揭示了冰川的来源和演变历史，更重要的是，它揭示了冰川融水如何影响下游地表水的化学成分，进而影响整个流域的生态系统。这种从微观的同位素信号到宏观的景观格局的联系，正是本书最吸引我的地方。书中对全球范围内的同位素分布格局的梳理，让我仿佛看到了一张描绘地球生命脉络的“秘密地图”。我尤其对书中关于古气候重建的案例感兴趣，通过分析岩石、古生物化石中的同位素信息，科学家们能够“穿越”回遥远的过去，重建当时的温度、降水、大气成分等环境条件，这对于理解气候变化的长期趋势和规律，具有不可估量的价值。这本书让我觉得，地球科学的研究，不仅仅是为了认识地球，更是为了更好地理解和预测它的未来。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对地质学稍有了解的业余爱好者，在阅读《同位素景观图谱》之前，我对“同位素”这个概念的理解仅停留在教科书上的简单定义，认为它主要用于地质年代测定。然而，这本书彻底颠覆了我原有的认知，将同位素的应用领域拓展到了一个我从未设想过的广阔疆域。书中的内容，与其说是枯燥的科学数据堆砌，不如说是科学家们对地球母亲细腻观察和深刻解读的生动写照。 我特别欣赏书中关于区域地质背景下物质来源追踪的部分。比如，通过分析沉积物中的同位素组成，作者能够追溯出物源区的岩性、构造背景，甚至风化剥蚀过程的强度和持续时间。这就像是给每一块土壤、每一粒沙石赋予了“记忆”，让它们能够讲述自己身世的传奇故事。书中对不同矿物、岩石样品同位素特征的细致分析，不仅揭示了它们的形成环境，更重要的是，揭示了它们在漫长地质时期内所经历的复杂改造过程。这种“溯源”的能力，对于理解大陆地壳的演化、造山带的形成机制，以及找矿勘探等领域，都提供了极具价值的线索。书中的图谱清晰地展示了不同区域同位素异常的分布，这些异常点背后隐藏的，是地球内部能量的流动、岩浆的活动、甚至是板块构造的每一次呼吸。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我之前对“同位素”这个词的印象，停留在一些科幻作品或者新闻报道里，感觉离我的生活很遥远，甚至有些神秘和不可触及。然而，《同位素景观图谱》这本书，以一种极其接地气的方式，向我展示了同位素研究是如何深刻地影响着我们对地球的认知，并且与我们的生活息息相关。 我是一名对环境问题比较关注的读者，这本书中关于环境污染追踪和修复的章节，给我留下了深刻的印象。书中利用同位素技术，能够精确地识别污染物的来源，例如，通过分析河流中的重金属同位素，可以判断是工业排放、农业面源污染还是自然背景值。这对于污染治理和环境执法，无疑是强大的技术支撑。书中还展示了如何利用同位素示踪，来评估土壤修复的效果，监测大气污染物的迁移路径，甚至预测水体富营养化的风险。这些内容让我明白，同位素不仅仅是实验室里的研究工具，更是守护我们美好家园的“侦探”。书中的图谱和案例，都非常生动地说明了这一点。看到科学家们如何用同位素的“指纹”，来揭示那些隐藏在环境问题背后的真相，我感到非常鼓舞。