活力地球·地球面臨的挑戰(zhàn)

前言

現(xiàn)在，地球上的人口已超過60億，我們每一個(gè)人都需要空氣、食物、水和居住空間。地球還能承擔(dān)多少人口？現(xiàn)存人口的兩倍？是的，也許可以。由于地球處在不斷變化的過程中，因而要對(duì)可用資源和未來的資源需求進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)顯得著實(shí)不易。我們周圍正在發(fā)生的變化，其中一些是不可避免的自然演變的結(jié)果，但多數(shù)是人類活動(dòng)引發(fā)的后果。如果想要了解人類面臨的希望和災(zāi)難，我們必須更深入地了解環(huán)境變化的原因以及結(jié)果。對(duì)此環(huán)境地質(zhì)科學(xué)將是解決之道。地球總是處在運(yùn)動(dòng)中。地殼運(yùn)動(dòng)會(huì)形成火山，斷層不斷移動(dòng)會(huì)引發(fā)地震，地球表面太陽(yáng)能的分布不均會(huì)引起風(fēng)的激烈運(yùn)動(dòng)，形成巨大的破壞力。我們可能會(huì)把這些看作不幸的災(zāi)難，但是，如果沒有這些能量運(yùn)動(dòng)，地球?qū)⒊尸F(xiàn)一片死寂。我們需要學(xué)會(huì)與這些巨大力量相處，也許還需要將其收為己用。只有學(xué)習(xí)環(huán)境地質(zhì)學(xué)，我們才能實(shí)現(xiàn)這一目的。我們十分驚奇地發(fā)現(xiàn)，人類自身在地球上的活動(dòng)事實(shí)上能對(duì)大自然的力量產(chǎn)生巨大作用。在50年前，科學(xué)家就意識(shí)到，燃燒煤、石油等化石燃料會(huì)改變大氣中二氧化碳的含量。地球，大氣圈、海洋和土壤形成的儲(chǔ)層，能夠吸收人類傾倒的任何廢物。如今我們知道人類能夠打破大自然的平衡，并且正在進(jìn)行這個(gè)破壞過程。如果想要準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)并抑制人類的影響，我們需要通過更詳細(xì)地量化、分析、理解本書描述的碳、氮、水等地球大循環(huán)。

內(nèi)容概要

本書首先介紹了自然力量，介紹它們是如何影響地球生存環(huán)境并維持生物循環(huán)的，接著研究了大氣和水污染，廢棄物處置和環(huán)境修復(fù)，然后探討了品室氣體和大氣污染影響氣候的方式，之后介紹了氣候?qū)Υ箨懰植嫉淖饔?，洪水的影響以及如何控制洪水從而拯救人類生命和?cái)產(chǎn)，繼而探討了河流運(yùn)載的沉積物到達(dá)海洋時(shí)，海岸過程對(duì)沿海居民的影響，并探討了海洋如阿開墾新陸地。    接下來，本書介紹了地震和火山運(yùn)動(dòng)及其對(duì)社會(huì)的危害作用，然后具體介紹了土壤侵蝕、山體滑坡、地面斷裂等破壞作用，接著介紹了沙漠地區(qū)的地質(zhì)危害以及干旱、沙漠?dāng)U張、荒漠化和沙丘移動(dòng)對(duì)人類生活的影響，繼而探討了自然資源的耗竭和新能源的開發(fā)，最后介紹了正確使用土地對(duì)維持生命的重要性。    簡(jiǎn)而言之，地質(zhì)作用過程塑造了地球表面，使地球成為一個(gè)活的星體。對(duì)于科學(xué)愛好者來說，這是一門充滿魅力的學(xué)科。通過對(duì)本書的學(xué)習(xí)，讀者將更好地了解地球自然力的運(yùn)作方式。對(duì)于地質(zhì)學(xué)和地球科學(xué)專業(yè)的學(xué)生來說，本書將有助于他們將來的研究工作，是一本有價(jià)值的參考書。本書配有豐富的照片、具體的說明和詳細(xì)的表格，讀者將享受這種清晰并且通俗易懂的介紹方式。此外，本書附有全面的詞匯表，對(duì)書中較為難懂的專業(yè)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行了詳細(xì)的解釋。

作者簡(jiǎn)介

作者：（美國(guó)）喬恩·埃里克森 譯者：楊心鴿

書籍目錄

簡(jiǎn)表致謝序言簡(jiǎn)介1  大自然的平衡  自然進(jìn)程  生物圈／蓋亞假說／動(dòng)態(tài)平衡／能量收支／洋流  地球化學(xué)碳循環(huán)／氮循環(huán)2  環(huán)境惡化  生態(tài)及污染  大氣污染／酸沉降／地表水污染／地下水污染  廢棄物處置／環(huán)境修復(fù)3  氣候變化  溫室效應(yīng)  人類氣候／溫室氣體／全球氣候變暖  火山對(duì)氣候的影響／暴風(fēng)雨／對(duì)抗氣候變化4  水文地質(zhì)作用  水流和洪災(zāi)  水循環(huán)／水文制圖／河川水流／地下水流  灌溉／洪水危害／洪水類型／洪水控制5  海岸演變  海岸和河口  潮盆／海岸侵蝕／海岸沉積／海岸沉降／沿海被淹沒  沿海洪水／海浪作用／海嘯6  大地構(gòu)造災(zāi)害  地震和火山  地面運(yùn)動(dòng)／地震危害／災(zāi)害防治／地震預(yù)測(cè)  火山活動(dòng)／危險(xiǎn)的火山／預(yù)測(cè)火山噴發(fā)7  土地流失  侵蝕和滑坡  土壤侵蝕／河流沖刷／風(fēng)力侵蝕／冰川侵蝕  地球運(yùn)動(dòng)／地面破壞8  沙漠化  沙漠和旱災(zāi)  世界沙漠／干旱地區(qū)／旱災(zāi)成因／塵暴  人造沙漠／沙塵暴／沙丘9  自然資源  工業(yè)原料的消耗  能源／礦物／礦床／保護(hù)資源  循環(huán)利用／可再生能源10  土地利用  地貌的改變  全球環(huán)境／森林砍伐／生態(tài)環(huán)境毀壞／土地濫用  城市化／土地使用規(guī)劃結(jié)語(yǔ)專業(yè)術(shù)語(yǔ)譯后記

章節(jié)摘錄

插圖：生命在進(jìn)化過程中產(chǎn)生了許多緩慢穩(wěn)定的變化，對(duì)地球的成型產(chǎn)生了極大的影響。地球和其他行星及其衛(wèi)星一樣，都有地核、地幔、地殼，甚至大氣圈、液態(tài)或固態(tài)的水圈。但是，只有地球擁有生物圈，而且，這個(gè)生物圈不僅僅包含生命體。只有融合了生命的巖石圈、水圈和大氣圈才能組成完整的生物圈。板塊構(gòu)造是生命能在地球上繁衍的一個(gè)主要原因。也許，如果地球上不存在生命，這些活躍的板塊運(yùn)動(dòng)也不會(huì)活動(dòng)。大洋中形成碳酸鈣的生物體吸收了大氣中的二氧化碳（造成溫室效應(yīng)的重要?dú)怏w）并將其儲(chǔ)存于洋底的沉積物中。這能使地球表面的溫度保持在板塊構(gòu)造有效運(yùn)動(dòng)的必須范圍內(nèi)，進(jìn)而維持了地球的生存條件。原始大氣成分中近25％是二氧化碳，與當(dāng)前大氣的氧氣百分比大致相同。當(dāng)時(shí)，到達(dá)地球的太陽(yáng)光比現(xiàn)在少1／3，而高濃度的二氧化碳維持了地球的溫度。如果缺少這種起穩(wěn)定溫度作用的氣體，地球早已完全凍結(jié)，加上冰對(duì)陽(yáng)光強(qiáng)大的反射作用，地球?qū)⒆兂梢粋€(gè)冰球。事實(shí)上，在大約6億8千萬(wàn)年前，地球上發(fā)生過最嚴(yán)重的冰川作用，那時(shí)，連熱帶地區(qū)都被封凍住了。在進(jìn)化過程中。綠色植物通過光合作用吸收二氧化碳，生成復(fù)雜有機(jī)物、氧氣等副產(chǎn)物。在生命進(jìn)化過程中，太陽(yáng)在逐漸變熱，因此大氣中不再需要大量二氧化碳。如果生物圈沒有將大氣中的二氧化碳去除，那么地球早就遭遇了和火星一樣的命運(yùn)，早在幾千萬(wàn)年前地表的高溫就使海洋蒸發(fā)了；而如果地球一開始便擁有當(dāng)前的大氣，它會(huì)像水星一樣冷。不管是哪種情況，生命都不會(huì)生存。起初，簡(jiǎn)單生物體生存于厭氧（缺少氧氣）環(huán)境中，即氧氣對(duì)于生命是有毒的。早在35億年前，在光合作用起始階段，當(dāng)藻類建造了第一批疊層石時(shí)，植物生產(chǎn)的所有氧都與化學(xué)元素結(jié)合。這些氧被永遠(yuǎn)封存于地殼中。大約20億年前，這些氧庫(kù)吸納了最大量的氧氣。海洋與大氣中的氧氣開始逐漸積累。當(dāng)氧含量到達(dá)較高水平時(shí)，復(fù)雜生物開始進(jìn)化（表1）。當(dāng)氧含量達(dá)到當(dāng)前水平時(shí)，臭氧屏障使得植物和動(dòng)物占領(lǐng)了陸地。

后記

2008年3月份，我有幸負(fù)責(zé)翻譯喬恩·埃里克森（Jon Erickson）的著作《地球面臨的挑戰(zhàn)——環(huán)境與地質(zhì)》。一開始閱讀此書，我就喜歡上它通俗易懂、深入淺出的風(fēng)格。不同于國(guó)內(nèi)已經(jīng)出版的專業(yè)書刊，本書更像是一本科普著作。不管是對(duì)地質(zhì)學(xué)專業(yè)的學(xué)生，還是普通的科學(xué)愛好者來說，這都將是一本帶領(lǐng)大家認(rèn)識(shí)環(huán)境地質(zhì)學(xué)的優(yōu)秀參考書。環(huán)境地質(zhì)學(xué)是研究人類活動(dòng)和地質(zhì)環(huán)境相互作用的學(xué)科，它是地質(zhì)學(xué)的一個(gè)分支，也是一門融合了地質(zhì)學(xué)、環(huán)境生態(tài)學(xué)、物理學(xué)和化學(xué)等學(xué)科知識(shí)的交叉性學(xué)科。原著的作者埃里克森是一名才學(xué)淵博的地質(zhì)學(xué)家。在本書中，他不僅從專業(yè)的角度向我們介紹了自然地質(zhì)作用對(duì)環(huán)境的影響，介紹了人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的反作用，同時(shí)也從專業(yè)的角度提出了應(yīng)對(duì)災(zāi)害的觀點(diǎn)和對(duì)策。其中令我印象最深刻的一個(gè)觀點(diǎn)是，降低洪水危害的最佳方法是“漫灘”，即人類退出洪水易發(fā)區(qū)，而不是在同樣的漫灘上重建危險(xiǎn)的家園，若漫灘必須開發(fā)，那么就需要建造保護(hù)堤、水庫(kù)和改善河道。或許這個(gè)觀點(diǎn)對(duì)于災(zāi)區(qū)的重建有一定啟發(fā)：究竟人類應(yīng)該主動(dòng)地從危險(xiǎn)地帶撤退，還是應(yīng)該在危險(xiǎn)地帶建立保護(hù)帶7每個(gè)讀者通過閱讀本書后都將有自己的見解。

編輯推薦

《活力地球·地球面臨的挑戰(zhàn):環(huán)境與地質(zhì)》：我們每一個(gè)人都需要空氣、食物、水和居住空間。地球還能承擔(dān)多少人口？未知的希望和災(zāi)難在哪里？環(huán)境地質(zhì)科學(xué)將是解決之道。認(rèn)識(shí)面臨的挑戰(zhàn)，維護(hù)我們生存的地球。人類活動(dòng)導(dǎo)致的環(huán)境變化正影響著人類的生存。

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