地球系統(tǒng)

內(nèi)容概要

　　《地球系統(tǒng)(第3版)》與傳統(tǒng)的地球科學(xué)教科書(shū)相比，不僅對(duì)地球系統(tǒng)的各個(gè)圈層（固體地球、大氣、海洋）進(jìn)行了介紹，還講述了各圈層之間以及它們與生物體之間的相互作用（生態(tài)學(xué)課本的內(nèi)容）。《地球系統(tǒng)(第3版)》的第1章，全球變化，是對(duì)以上這些問(wèn)題的概述——觀測(cè)數(shù)據(jù)讓我們確信全球環(huán)境問(wèn)題的存在，而地球歷史上的事件反映出地球系統(tǒng)如何對(duì)壓力作出響應(yīng)?！兜厍蛳到y(tǒng)(第3版)》其余的篇幅由三個(gè)部分構(gòu)成。第2－9章主要探討地球是如何“運(yùn)轉(zhuǎn)”的。這部分講述了氣候、海洋、大氣環(huán)流以及元素再循環(huán)是活躍在地球表面的過(guò)程共同作用的結(jié)果，而所有這些過(guò)程中，生物起著非常重要的作用。第10－14章帶領(lǐng)讀者重溫地球的歷史，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了對(duì)未來(lái)具有警示作用的地球事件。第15－19章關(guān)注的是地球系統(tǒng)的未來(lái)，提出了現(xiàn)代全球變化的問(wèn)題，并結(jié)合前面兩部分內(nèi)容，探討了在其他行星上發(fā)現(xiàn)生命的可能性。關(guān)鍵詞：地球系統(tǒng)全球變化地球系統(tǒng)的演化和過(guò)程。

作者簡(jiǎn)介

　　Lee
R.Kump，美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)地球科學(xué)系教授。1981年于芝加哥大學(xué)獲得地球物理學(xué)學(xué)士學(xué)位，1986年于南佛羅里達(dá)大學(xué)獲得海洋科學(xué)博士學(xué)位。Kump博士是NASA天體生物研究所與賓州地球系統(tǒng)科學(xué)中心（ESSC）成員，加拿大遠(yuǎn)景研究所地球系統(tǒng)演變項(xiàng)目主任助理，美國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)會(huì)員，倫敦地質(zhì)學(xué)會(huì)會(huì)員，“地球生物學(xué)”雜志編輯委員會(huì)成員，“科學(xué)”雜志的審稿編輯。Kump博士于2000年獲得美國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)突出服務(wù)獎(jiǎng)，2008年與Michael
Mann合作編著了《恐怖的預(yù)測(cè)：了解全球變暖》（DK／，Pearson，2008）一書(shū)，此外他還在2009年獲得南佛羅里達(dá)大學(xué)“優(yōu)秀校友”稱號(hào)。Kump博士的研究興趣包括地球歷史上極端事件（大滅絕、超溫室時(shí)期、冰期）發(fā)生期間的環(huán)境和生物變化、地質(zhì)歷史時(shí)期海洋與大氣成分演變、水環(huán)境中的生物地球化學(xué)循環(huán)、自然環(huán)境中營(yíng)養(yǎng)和痕量元素變化等領(lǐng)域。

書(shū)籍目錄

第1章 全球變化
　導(dǎo)論
　短時(shí)間尺度的全球變化
　深入探討：颶風(fēng)隨著時(shí)間的推移會(huì)變得越來(lái)越強(qiáng)嗎？
　深入探討：南極臭氧洞的發(fā)現(xiàn)
　長(zhǎng)時(shí)間尺度的全球變化　
第2章 雛菊世界：對(duì)系統(tǒng)的介紹
　系統(tǒng)的方法
　量化思考：正反饋循環(huán)的穩(wěn)定性
　雛菊世界的氣候系統(tǒng)
　有用的概念：圖形和圖形的繪制
　外部強(qiáng)迫：雛菊世界對(duì)不斷增加的太陽(yáng)光度的響應(yīng)　
第3章 全球能量平衡：溫室效應(yīng)
　導(dǎo)論
　電磁輻射
　溫度的度量
　黑體輻射
　行星能量平衡
　深入探討：行星能量平衡
　大氣的成分與結(jié)構(gòu)
　量化思考：溫室效應(yīng)是如何起作用的：?jiǎn)螌哟髿?br />　溫室效應(yīng)的物理成因
　云對(duì)大氣輻射收支的影響
　氣候模型簡(jiǎn)介
　氣候的反饋過(guò)程　
第4章 大氣環(huán)流系統(tǒng)
　全球循環(huán)子系統(tǒng)
　大氣環(huán)流
　深入探討：溫度、壓強(qiáng)和體積之間的關(guān)系——理想氣體定律
　深入探討：颶風(fēng)(熱帶氣旋)的工作原理
　全球溫度和降雨的分布　
第5章 海洋環(huán)流
　風(fēng)和表面環(huán)流
　深入探討：渦度
　深入探討：1982-1983年和1997一1998年的ENSO事件
　深海環(huán)流
　深入探討：海洋的含鹽量和地球的年齡
　有用的概念：同位素及其應(yīng)用
　深入探討：“c——一種放射性時(shí)鐘　
第6章 冰凍圈
　導(dǎo)論
　河冰和湖冰，季節(jié)性積雪和永久凍土
　冰川與冰原
　量化思考：冰川的移動(dòng)
　海冰與氣候　
第7章 固體地球環(huán)流：板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)
　導(dǎo)論
　地球結(jié)構(gòu)剖析
　深入探討：地震儀的原理
　板塊構(gòu)造理論
　板塊與板塊邊界
　深入探討：大洋中脊噴出孔處的深海生命
　固體地球的生理學(xué)：板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的推動(dòng)力是什么？
　深入探討：地質(zhì)樣品的放射性年齡測(cè)定
　巖石圈的循環(huán)：巖石循環(huán)
　地球歷史中的板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)　
第8章 元素的循環(huán)：碳和營(yíng)養(yǎng)元素循環(huán)
　碳循環(huán)的系統(tǒng)方法
　有用的概念：摩爾的概念
　短期有機(jī)碳循環(huán)
　深入探討：氧含量最低區(qū)
　長(zhǎng)期有機(jī)碳循環(huán)
　無(wú)機(jī)碳循環(huán)
　有用的概念：pH
　碳酸鹽一硅酸鹽地球化學(xué)循環(huán)
　深入探討：化學(xué)風(fēng)化的生物增強(qiáng)作用
　有機(jī)碳循環(huán)與無(wú)機(jī)碳循環(huán)之間的聯(lián)系
　磷循環(huán)和氮循環(huán)　
第9章 聚焦生物圈：新陳代謝、生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性
　地球上的生命
　生物圈的構(gòu)成
　……
第10章 地球和生命起源
第11章 生命對(duì)大氣的影響：大氣中氧氣和臭氧含量的上升
第12章 長(zhǎng)時(shí)間尺度上的氣候調(diào)節(jié)
第13章 地球歷史時(shí)期的生物多樣性
第14章 更新世冰期
第15章 全球變暖（一）近期和未來(lái)氣候
第16章 全球變暖（二）影響、適應(yīng)與減緩
第17章 臭氧損耗
第18章 人類對(duì)生物多樣性的威脅
第19章 地球和類地行星的氣候穩(wěn)定性
附錄A 單位和單位換算
附錄B 溫度換算
附錄C 元素周期表
附錄D 常用數(shù)據(jù)
專業(yè)術(shù)語(yǔ)表
索引
譯后記
　　

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：插圖：地球在太陽(yáng)系中是一個(gè)非常特別的行星，它顯然是其中唯一支持生命存在的星球。地球不僅能夠支持生命存在，并且還張揚(yáng)著生命。生命參與幾乎所有的地表過(guò)程，這是因?yàn)樯囊恍┗咎卣魇蛊渚哂羞@樣的影響力性命以指數(shù)形式增長(zhǎng)。種群增長(zhǎng)率取決于特定時(shí)間內(nèi)具有繁殖力的個(gè)體數(shù)量。這個(gè)特點(diǎn)導(dǎo)致了指數(shù)增長(zhǎng)的現(xiàn)象。如果不加控制，第一代2個(gè)個(gè)體變成4個(gè)，第二代4個(gè)個(gè)體變成8個(gè)，第三代8個(gè)變16個(gè)，第四代16個(gè)變32個(gè)。盡管如此，在自然界，指數(shù)增長(zhǎng)會(huì)由于資源的限制而被抑制。生命需要能量。光合作用生物利用太陽(yáng)的能量，化學(xué)合成生物利用化學(xué)能，多數(shù)其他的生物利用的是儲(chǔ)存在光合生物和化學(xué)合成生物生產(chǎn)的物質(zhì)中的化學(xué)能。生命產(chǎn)生廢物。每個(gè)生命體都要進(jìn)行新陳代謝；當(dāng)進(jìn)行新陳代謝時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生廢物。一種生物的廢物也許可被另一種生物所利用，并且它們對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響（例如，呼吸和分解作用排放的cO：和cH是溫室氣體）。生命是多種多樣的。生物體之間的相互作用以及它們與環(huán)境之間的相互作用是多種多樣的。  植物和動(dòng)物的存在形式有很多種，表現(xiàn)行為也不同。但是它們的多樣性與微生物相比僅是中等水  平的。微生物表現(xiàn)出的新陳代謝行為各種各樣，對(duì)環(huán)境有極大的影響，并且使得它們?cè)诃h(huán)境中占據(jù)  了比真核生物更廣闊的空間。生命的所有這些特點(diǎn)使其能與地球上的自然過(guò)程發(fā)生相互作用，從而使地球成為一個(gè)適合生命居住的星球。為了更細(xì)致地研究生命的作用，下面我們根據(jù)新陳代謝的相似性（而非基因相似 性）并圍繞能量在生態(tài)系統(tǒng)的流動(dòng)，對(duì)生命進(jìn)行分類。盡管生物可以根據(jù)分類學(xué)（根據(jù)物種、屬、科等）進(jìn)行分類，從地球系統(tǒng)的角度根據(jù)生物體獲得能量和新陳代謝的途徑來(lái)進(jìn)行分類卻更加實(shí)用（表9-1）。如我們?cè)诘?章中所見(jiàn)，最基本的分類方法是：根據(jù)生物生長(zhǎng)利用的能量來(lái)源，生物分為兩類，即將二氧化碳還原為有機(jī)碳的生物（初級(jí)生產(chǎn)者或自養(yǎng)生物）和需要有機(jī)物來(lái)進(jìn)行生長(zhǎng)的生物（消費(fèi)者或異養(yǎng)生物）。自養(yǎng)生物包括植物、藻類和許多可進(jìn)行光合作用（如，藍(lán)藻菌、紫色和綠色的硫磺菌）或化學(xué)合成作用的細(xì)菌（如，無(wú)色硫磺菌）。這些自養(yǎng)生物利用無(wú)機(jī)碳源生產(chǎn)有機(jī)質(zhì)，這個(gè)過(guò)程需要能量（也就是說(shuō)，這些反應(yīng)在自然界中不會(huì)自發(fā)地進(jìn)行）。在光合作用的情況下，太陽(yáng)提供了必要的能量。在化學(xué)合成作用中，釋放能量的無(wú)機(jī)化學(xué)反應(yīng)（那些即使沒(méi)有生物體參與也會(huì)發(fā)生的反應(yīng)，因?yàn)樗鼈冡尫拍芰浚┙?jīng)常需要氧氣和還原性化合物（見(jiàn)第8章）的參與，是能量源?；瘜W(xué)合成作用是大洋中脊熱液噴出孔群落進(jìn)行初級(jí)生產(chǎn)的機(jī)制，這個(gè)機(jī)制存在于陽(yáng)光無(wú)法投射到的海洋深處（見(jiàn)第7章）。自養(yǎng)生物生產(chǎn)的有機(jī)物質(zhì)是能量的儲(chǔ)存庫(kù)，它將會(huì)進(jìn)行非生物分解（無(wú)生物體的參與）將能量以熱的形式釋放出來(lái)，但這個(gè)過(guò)程速度很慢。

編輯推薦

與傳統(tǒng)的地球科學(xué)教科書(shū)相比，《地球系統(tǒng)(第3版)》不僅對(duì)地球系統(tǒng)的各個(gè)圈層（固體地球、大氣、海洋）進(jìn)行了介紹，還講述了各圈層之間以及這些圈層與生物體之闖的相互作用，主要內(nèi)容包括：全球變化概述；，地球系統(tǒng)的演化和過(guò)程及生物在其中的重要作用，地球歷史及對(duì)未來(lái)具有警示作用的地球事件，地球系統(tǒng)未來(lái)和現(xiàn)代全球變化問(wèn)題，以及在其他行星上發(fā)現(xiàn)生命的可能性。

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