地球動力學(xué)

前言

　　十多年前，本書第一作者從澳大利亞訪學(xué)回國，并繼續(xù)在中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)地球和空間科學(xué)系任教。其時，地球動力學(xué)在國際地球科學(xué)界已經(jīng)廣泛開展研究，成果累累。應(yīng)培養(yǎng)人才的需要，學(xué)校決定開設(shè)地球動力學(xué)課程。應(yīng)當(dāng)講，這是我國從地球物理的視角出發(fā)首次開設(shè)該課程。當(dāng)時由于國內(nèi)沒有合適的教材，曾融生院士推薦DonaldL．Turcotte和GeraldSchubert的Geodynamics作為教材。隨著教學(xué)的需要和學(xué)科不斷發(fā)展，我們在該書的基礎(chǔ)上綜合了20年來地球物理學(xué)、地球動力學(xué)，特別是地幔動力學(xué)的新知識和新成果，以及本人多年研究成果編成本書?！　〉厍騽恿W(xué)是一門新興學(xué)科，是涵蓋地球科學(xué)、力學(xué)以及系統(tǒng)科學(xué)在內(nèi)的綜合性學(xué)科?，F(xiàn)今，地球動力學(xué)這個名詞已廣泛地在地球科學(xué)的各個領(lǐng)域頻繁出現(xiàn)，而新的與地球動力學(xué)有關(guān)的學(xué)科如天文地球動力學(xué)、地球化學(xué)動力學(xué)等也不斷出現(xiàn)，大大地擴(kuò)展了地球動力學(xué)的實(shí)際內(nèi)涵和領(lǐng)域。要全面地論述地球動力學(xué)所有的內(nèi)容是不可能的，也是不現(xiàn)實(shí)的。我們從地球物理的視角出發(fā)，概述與地球動力系統(tǒng)有關(guān)的固體地球的構(gòu)造，板塊構(gòu)造理論，地殼及上地幔應(yīng)力狀態(tài)，地球內(nèi)部熱過程及地幔動力學(xué)等動力學(xué)過程?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)、現(xiàn)代觀測技術(shù)的飛速發(fā)展，加速了地球科學(xué)新知識的積累和觀念的更新。盡管我們作了很大的努力，也難以在本書中引進(jìn)學(xué)科的最前沿，這使我們在寫作時感到不安。但是，我們力圖將一些成熟和經(jīng)典的理論以及成果介紹給讀者。此外，在地球動力學(xué)研究的領(lǐng)域中很多問題至今尚無定論，有的尚存爭議。本書并不回避這些爭議，而有意識予以反映，希望讀者能夠獨(dú)立思考?！　∮捎诎婷娴南拗?，本書只列出一部分主要的參考文獻(xiàn)，對那些書中提及但是參考文獻(xiàn)目錄中未列入的作者我們表示深深的歉意。

內(nèi)容概要

　　《地球動力學(xué)（研究生教學(xué)用書）》以固體地球?yàn)橹黧w，系統(tǒng)地論述了地球動力學(xué)的基本概念、基本知識以及近20年來國際和國內(nèi)地球動力學(xué)最為重要的研究成果。全書分為八章，從固體地球系統(tǒng)的觀念出發(fā)，重點(diǎn)討論了與地球動力系統(tǒng)有關(guān)的固體地球的構(gòu)造，板塊構(gòu)造理論，地殼及上地幔應(yīng)力狀態(tài)，地球內(nèi)部熱過程及地幔動力學(xué)等動力學(xué)過程?！　　兜厍騽恿W(xué)（研究生教學(xué)用書）》可供地球科學(xué)研究生，大學(xué)地球科學(xué)高年級學(xué)生和從事行星和地球科學(xué)研究的有關(guān)研究人員參考。

書籍目錄

第一章 引論第二章 地球表面特征、內(nèi)部構(gòu)造和動力系統(tǒng)§2-1 大陸和大洋的分布§2-2 固體地球表面的起伏§2-3 地球表面主要構(gòu)造單元和特征§2-4 全球活動構(gòu)造體系§2-5 地球內(nèi)部構(gòu)造§2-6 地球的物質(zhì)組成§2-7 地球動力系統(tǒng)第三章 放射性衰變和地球年齡§3-1 放射性發(fā)現(xiàn)之前人類對地球年齡的認(rèn)識§3-2 放射性衰變和巖石的絕對年齡§3-3 地球的年齡第四章 板塊構(gòu)造§4-1 板塊構(gòu)造§4-2 板塊構(gòu)造的基本單元及特征§4-3 板塊構(gòu)造的主要證據(jù)§4-4 板塊運(yùn)動的描述——板塊運(yùn)動學(xué)§4-5 威爾遜循環(huán)§4-6 板塊運(yùn)動的驅(qū)動力第五章 固體的力學(xué)性質(zhì)§5-1 應(yīng)力和應(yīng)變§5-2 應(yīng)力和應(yīng)變之間的關(guān)系——物理關(guān)系（本構(gòu)關(guān)系）§5-3 彈性理論的基本方程及其解§5-4 平面問題§5-5 球體問題§5-6 彈性力學(xué)應(yīng)用于地球介質(zhì)§5-7 彈性二維平板彎曲或撓曲§5-8 地球巖石層的彎曲§5-9 固體的非彈性及粘滯性力學(xué)第六章 地殼及上地幔的應(yīng)力狀態(tài)§6-1 地球內(nèi)部的初始應(yīng)力§6-2 地球內(nèi)部的應(yīng)力與流體靜力學(xué)平衡的偏離§6-3 確定地殼及上地幔應(yīng)力狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)方法§6-4 利用地球物理資料推斷區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場§6-5 重力地幔對流地殼及上地幔的應(yīng)力狀態(tài)第七章 地球內(nèi)部熱狀態(tài)及熱輸運(yùn)過程§7-1 地球表面的熱流及測量§7-2 地球熱能的估算§7-3 地球內(nèi)部的熱輸運(yùn)§7-4 地球內(nèi)部的熱物理參數(shù)熱狀態(tài)及力學(xué)性質(zhì)§7-5 地球內(nèi)部熱傳導(dǎo)過程§7-6 與地幔熱傳導(dǎo)有關(guān)的幾個問題§7-7 對流一地幔中熱輸運(yùn)的主要機(jī)制第八章 地幔對流和地幔動力學(xué)§8-1 地幔對流§8 2 地幔對流的物理背景§8-3 描述地幔對流的基本方程§8-4 外部力驅(qū)動下的地幔物質(zhì)流動§8-5 平行板之間的熱對流——Bemrd問題§8-6 球域自由熱對流§8-7 地幔對流的結(jié)構(gòu)§8-8 地球物理觀測及地幔對流§8-9 地幔對流及地幔動力學(xué)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第二章　地球表面特征、內(nèi)部構(gòu)造和動力系統(tǒng)　　人類認(rèn)識地球是從地球表面開始的，因?yàn)槿祟惏l(fā)展的初期只能借助于自己的感觀去觀察自然界發(fā)生的一切現(xiàn)象。自然，人類首先關(guān)注的是與其生存有關(guān)的一些動力過程，例如天氣變化、自然災(zāi)害、日月運(yùn)行和潮起潮落等等。因?yàn)槿祟愖顬殛P(guān)心的問題之一是他們居住的這個星球。人類對于地球形狀的認(rèn)識是從最簡單的直觀開始的，世界上各古老民族對于地球表面形狀都有自己的理解，中國人所謂的“天圓地方說”認(rèn)為地球是一個大的平面被圓的天包圍。這里不去追述古代人類對于地球的認(rèn)識，但是從科學(xué)的目標(biāo)和思維方式出發(fā)，我們應(yīng)當(dāng)意識到地球表面的特征必然反映地球內(nèi)部發(fā)生的一切過程。反之，一切內(nèi)部過程又必將影響地球表面的特征。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)給人類提供了一個認(rèn)識地球的機(jī)會，使人類從更高的空間觀察這個星球，自然首先觀察的是地球表面的特征。因此僅就地球表面而言，其基本特性必然涉及有關(guān)地球科學(xué)早期的一系列重要的課題?！　‘?dāng)然，地球的表面并不是一成不變的，地球表面形態(tài)僅僅是整個地球動力系統(tǒng)中一個環(huán)節(jié)。地球表面不斷受到內(nèi)部和外部動力過程作用而改變自己的形態(tài)。所以當(dāng)我們討論地球內(nèi)部和外部發(fā)生的過程時，首先要認(rèn)識其表面的特征，同時將這些表面特征或者作為限定條件，或者作為最終判別標(biāo)準(zhǔn)去研究一切與其有關(guān)的動力學(xué)模型?！　　?-1大陸和大洋的分布　　翻開任何一張彩色世界地圖都可以一目了然地看到，地球表面有兩個基本的單元：藍(lán)色的海洋和黃色的大陸，而且大洋和大陸在地球表面的分布既不對稱也不均勻。同時還會發(fā)現(xiàn)，海洋在地球表面所占的面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于大陸所占有的面積。表2—1—1統(tǒng)計(jì)了世界大陸大洋的面積，及大洋的平均深度。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)：　　1）地球表面70％以上為大洋所覆蓋，而太平洋卻占整個大洋面積的一半，占地球總面積的35％左右。

編輯推薦

　　《地球動力學(xué)（研究生教學(xué)用書）》只列出一部分主要的參考文獻(xiàn)，對那些書中提及但是參考文獻(xiàn)目錄中未列入的作者我們表示深深的歉意。

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