同位素景觀圖譜——通過同位素製圖認知地球物質移動、格局及其過程 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] 賈森·B·韋斯特 等 編，林光輝 等 譯

圖書標籤:

• 同位素地貌學
• 同位素地球化學
• 地球物質循環
• 地球係統科學
• 環境同位素
• 地質製圖
• 地球化學製圖
• 地球動力學
• 地球演化
• 同位素示蹤

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030372192

版次：01

商品編碼：12332818

包裝：平裝

開本：32開

齣版時間：2018-03-01

頁數：424

正文語種：中文

內容簡介

同位素景觀圖譜（isoscapes）是指運用地理信息係統（GIS）錶徵不同物質同位素比值大尺度時空變化格局的一種方法，現已成為穩定同位素生態學、同位素水文學等研究領域廣泛應用的新方法。本書是依據一次國際學術研討會的內容編寫而成的全球第一部同位素景觀圖譜的專著，涉及從區域和全球尺度上的同位素數據收集、監測方法和數據整閤分析，到區域和全球尺度上碳、氮、氫和氧同位素景觀圖譜的構建，再到如何利用同位素景觀圖譜開展動物在陸地-海洋環境間的遷移、汙染物的追蹤、食品産地溯源、考古與古生態重建，以及法醫調查取證等不同領域的研究。

地質學前沿：深層探索與技術革新 本書聚焦於當前地質學研究中的幾個關鍵前沿領域，旨在為讀者提供一個全麵、深入且具有前瞻性的視角，以理解地球係統的復雜性、演化曆程及其內在的驅動機製。全書內容涵蓋瞭從地幔深部動力學到地錶水文地球化學的多個尺度，強調瞭多學科交叉融閤在解決當代地球科學難題中的決定性作用。 第一部分：地球深部與闆塊構造的再審視 本部分著重探討瞭地球內部結構、物質循環及其對地錶環境的長期影響。 第一章：下地幔的相變與物質循環的驅動力 深入分析瞭下地幔中主要礦物（如布裏奇曼石、後尖晶石等）在極端高壓和高溫條件下的晶體結構轉變，及其對地幔對流模式的控製作用。探討瞭深源地震、地幔柱的形成機製與地錶火山活動之間的耦閤關係。重點闡述瞭俯衝闆塊如何攜帶水和揮發性物質進入深部，以及這些物質如何影響地幔的粘滯性和熔融過程。通過數值模擬和高壓實驗數據，構建瞭更精細的下地幔物質輸運模型，揭示瞭地球內部能量耗散與物質再分配的動態平衡。 第二章：闆塊構造的啓動、維持與終結 重新審論瞭闆塊構造理論的驅動機製，超越傳統的“推-拉力”模型，引入瞭俯衝帶的彎麯應力、地幔楔的流變學特性以及地殼厚度變化對闆塊邊界幾何形態的影響。詳細研究瞭超大陸鏇迴（Supercontinent Cycles）中構造事件的周期性，探討瞭海洋岩石圈的消亡過程（Slab Graveyard）及其對地幔熱結構的長時程影響。分析瞭不同構造帶（如陸陸碰撞帶、走滑斷層帶）的能量釋放模式和地震風險評估的新方法。 第三章：岩漿房動力學與火山爆發預測 本章側重於岩漿房內部的物理化學過程。解析瞭岩漿分異結晶、熱對流以及流體逃逸對岩漿成分演化和壓力的積纍的影響。引入瞭地球物理成像技術（如大地電磁法、被動源地震學）在探測地下岩漿體結構方麵的最新進展。針對高風險火山區，提齣瞭基於多源數據融閤的短期預測模型，特彆是針對非爆炸性噴發與爆炸性噴發前兆信號的識彆差異。 第二部分：陸地錶過程與環境響應 本部分轉嚮地球錶層圈層的相互作用，重點關注風化作用、沉積記錄和地錶水係統的演變。 第四章：風化作用的速率與全球碳循環 詳細考察瞭岩石圈化學風化的微觀機製與宏觀速率控製因素。探討瞭氣候變化（如降雨強度、溫度波動）對不同岩石類型（矽酸鹽、碳酸鹽）風化速率的影響。引入瞭生物地球化學過程，特彆是微生物活動在加速礦物分解中的作用。通過流域尺度的觀測，量化瞭風化作用對大氣CO2的長期匯集能力，並將其納入更全麵的全球碳循環模型中進行檢驗。 第五章：沉積盆地的熱史與油氣生成動力學 本章關注沉積岩石的埋藏、加熱和成岩作用。利用裂變徑跡定年法和熱曆史模擬，重建瞭大型沉積盆地的剝蝕與沉降曆史。詳細分析瞭有機質的生烴窗口（Oil Generation Window）的溫度與時間依賴性，探討瞭“生烴動力學”中的催化劑效應和反應動力學參數的準確性。討論瞭非常規油氣儲層（如頁岩）的孔隙結構特徵與流體滲流性能之間的復雜關係。 第六章：河流地貌的自組織與流域演化 從復雜係統理論的角度審視河流網絡的形成與調整。分析瞭河流下切率、坡度敏感性以及侵蝕係數在控製河流形態（如蜿蜒度、分形特徵）中的作用。引入瞭氣候變化背景下，極端降水事件對河流侵蝕與沉積通量的瞬時影響。重點研究瞭河流襲奪（River Capture）事件對流域間水分與沉積物分配的長期影響，以及這種變化如何重塑區域生態係統。 第三部分：先進分析技術與數據科學在地質學中的應用 本部分介紹支撐現代地球科學研究的關鍵技術方法和數據處理範式。 第七章：微區分析技術的突破：高空間分辨的物質探針 詳述瞭同步輻射光源、聚焦離子束（FIB）技術與高分辨率質譜聯用在微區原位分析中的應用。著重介紹瞭用於解析納米尺度礦物錶麵吸附、擴散和界麵反應的新技術。展示瞭如何利用這些技術對岩石破碎帶中的流體包裹體進行成分和壓力-溫度條件的全定量解析，從而重建地殼應力場演變的曆史。 第八章：地球科學中的機器學習與人工智能 探討瞭如何利用深度學習模型處理海量的地球物理觀測數據（如地震波形、衛星重力場數據）。介紹瞭基於捲積神經網絡（CNN）的斷層識彆與岩性自動分類方法。討論瞭高維地質數據的降維與可視化策略，以及如何利用貝葉斯反演方法，將先驗知識有效地融入模型，以提高地球係統參數估計的可靠性。 第九章：古氣候重建：多指標的協同約束 本章聚焦於如何整閤來自冰芯、海洋沉積物、湖泊沉積和樹木年輪等多個載體的代理指標（Proxy Data）。詳細闡述瞭這些指標的校準、交叉驗證方法，特彆是如何利用同位素組學（穩定同位素、放射性同位素）數據來確定過去的溫度、降水和生物地球化學循環的強度。提齣瞭建立高時間分辨率、高可靠性古氣候序列的新框架。 全書結構嚴謹，邏輯清晰，力求在保持科學嚴謹性的同時，展現地球科學研究的廣闊視野和前沿動態。其內容深度和廣度，旨在服務於相關專業的研究人員、高年級本科生及研究生，是理解當代地球科學復雜性與技術前沿的權威參考讀物。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對地質學稍有瞭解的業餘愛好者，在閱讀《同位素景觀圖譜》之前，我對“同位素”這個概念的理解僅停留在教科書上的簡單定義，認為它主要用於地質年代測定。然而，這本書徹底顛覆瞭我原有的認知，將同位素的應用領域拓展到瞭一個我從未設想過的廣闊疆域。書中的內容，與其說是枯燥的科學數據堆砌，不如說是科學傢們對地球母親細膩觀察和深刻解讀的生動寫照。 我特彆欣賞書中關於區域地質背景下物質來源追蹤的部分。比如，通過分析沉積物中的同位素組成，作者能夠追溯齣物源區的岩性、構造背景，甚至風化剝蝕過程的強度和持續時間。這就像是給每一塊土壤、每一粒沙石賦予瞭“記憶”，讓它們能夠講述自己身世的傳奇故事。書中對不同礦物、岩石樣品同位素特徵的細緻分析，不僅揭示瞭它們的形成環境，更重要的是，揭示瞭它們在漫長地質時期內所經曆的復雜改造過程。這種“溯源”的能力，對於理解大陸地殼的演化、造山帶的形成機製，以及找礦勘探等領域，都提供瞭極具價值的綫索。書中的圖譜清晰地展示瞭不同區域同位素異常的分布，這些異常點背後隱藏的，是地球內部能量的流動、岩漿的活動、甚至是闆塊構造的每一次呼吸。

評分☆☆☆☆☆

這本書對我來說，更像是一次對地球“深度體檢”的邀請。作為一名曾經的地理科學專業學生，雖然畢業多年，但內心對地球科學的熱情從未消減。這次偶然的機會讀到《同位素景觀圖譜》，讓我重新燃起瞭對專業知識的渴望，並且以一種全新的維度去審視我曾經學習過的知識體係。 書中關於地球係統物質循環的宏觀視角，讓我對“景觀”的理解發生瞭根本性變化。我之前看山看水，更多是關注其形態和美學價值，但這本書讓我看到瞭景觀背後更深層的驅動力——物質的交換與轉化。例如，書中關於冰川融水同位素特徵的研究，不僅揭示瞭冰川的來源和演變曆史，更重要的是，它揭示瞭冰川融水如何影響下遊地錶水的化學成分，進而影響整個流域的生態係統。這種從微觀的同位素信號到宏觀的景觀格局的聯係，正是本書最吸引我的地方。書中對全球範圍內的同位素分布格局的梳理，讓我仿佛看到瞭一張描繪地球生命脈絡的“秘密地圖”。我尤其對書中關於古氣候重建的案例感興趣，通過分析岩石、古生物化石中的同位素信息，科學傢們能夠“穿越”迴遙遠的過去，重建當時的溫度、降水、大氣成分等環境條件，這對於理解氣候變化的長期趨勢和規律，具有不可估量的價值。這本書讓我覺得，地球科學的研究，不僅僅是為瞭認識地球，更是為瞭更好地理解和預測它的未來。

評分☆☆☆☆☆

這本《同位素景觀圖譜》確實給我帶來瞭前所未有的震撼，與其說是一本書，不如說是一扇打開地球奧秘之門的鑰匙。我是一名地理學愛好者，一直對地球錶麵的物質循環和演變充滿瞭好奇。過去，我嘗試閱讀過不少相關的書籍，但總是覺得隔靴搔癢，難以觸及到問題的本質。直到我翻開這本《同位素景觀圖譜》，我纔真正體會到什麼叫做“撥雲見日”。 書中那些精美絕倫的同位素圖譜，簡直就像是地球自身的DNA序列，將我們肉眼無法察覺的物質流動和能量轉化過程，以一種直觀而深刻的方式呈現齣來。我尤其被書中關於水循環的章節所吸引，通過不同水體（例如地錶水、地下水、大氣水）的同位素指紋，作者細緻入微地描繪瞭水分子跨越時空、經曆蒸發、降水、滲透、匯流的漫長旅程。這讓我對我們賴以生存的水資源有瞭全新的認識，不再僅僅是流動的水，而是攜帶著曆史和地理信息的“活化石”。不僅僅是水，書中對碳、氮、氧等關鍵元素的同位素分布和遷移的詳盡闡述，更是讓我驚嘆於地球係統內部錯綜復雜但又井然有序的聯係。作者巧妙地將遙感技術、地理信息係統與同位素分析相結閤，構建瞭一個立體的、動態的地球物質移動模型，這對於理解氣候變化、生態係統健康以及資源可持續利用等重大議題，無疑具有極其重要的理論和實踐意義。

評分☆☆☆☆☆

讀完《同位素景觀圖譜》，我感覺自己像是穿越瞭時空，親眼見證瞭地球物質在不同尺度、不同時間尺度下的“遷徙記”。我是一名喜歡戶外徒步和自然探索的普通人，過去我對大自然的感受更多是感性的，這次通過這本書，我獲得瞭一種全新的、科學的視角來理解我所看到的一切。 書中對於生態係統物質循環的案例分析，讓我對森林、草原、濕地等不同生態環境下的養分循環有瞭更為具象化的認識。例如，書中通過分析植物葉片、土壤有機質以及動物組織中的氮、磷同位素，清晰地展現瞭營養元素如何在生物圈內以及生物圈與非生物圈之間傳遞。這讓我明白，為什麼一片區域的植被生長旺盛，而另一片區域則顯得貧瘠，這背後都有著同位素“標記”下的物質流動的邏輯。我特彆喜歡書中對不同水文地質單元內地下水流動的同位素示蹤研究。過去我隻知道地下水是流動的，但究竟流嚮何方，在哪裏補給，在哪裏排泄，這本書用同位素數據給齣瞭詳盡的答案。這對於理解區域水資源承載能力、地下水汙染擴散以及地下水與地錶水之間的相互作用，提供瞭極其科學的依據。這本書讓我覺得，大自然不再是簡單的風景，而是充滿瞭無數等待我們去解讀的“秘密”。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我之前對“同位素”這個詞的印象，停留在一些科幻作品或者新聞報道裏，感覺離我的生活很遙遠，甚至有些神秘和不可觸及。然而，《同位素景觀圖譜》這本書，以一種極其接地氣的方式，嚮我展示瞭同位素研究是如何深刻地影響著我們對地球的認知，並且與我們的生活息息相關。 我是一名對環境問題比較關注的讀者，這本書中關於環境汙染追蹤和修復的章節，給我留下瞭深刻的印象。書中利用同位素技術，能夠精確地識彆汙染物的來源，例如，通過分析河流中的重金屬同位素，可以判斷是工業排放、農業麵源汙染還是自然背景值。這對於汙染治理和環境執法，無疑是強大的技術支撐。書中還展示瞭如何利用同位素示蹤，來評估土壤修復的效果，監測大氣汙染物的遷移路徑，甚至預測水體富營養化的風險。這些內容讓我明白，同位素不僅僅是實驗室裏的研究工具，更是守護我們美好傢園的“偵探”。書中的圖譜和案例，都非常生動地說明瞭這一點。看到科學傢們如何用同位素的“指紋”，來揭示那些隱藏在環境問題背後的真相，我感到非常鼓舞。