地球系統(tǒng)

內容概要

　　《地球系統(tǒng)(第3版)》與傳統(tǒng)的地球科學教科書相比，不僅對地球系統(tǒng)的各個圈層（固體地球、大氣、海洋）進行了介紹，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)學課本的內容）?！兜厍蛳到y(tǒng)(第3版)》的第1章，全球變化，是對以上這些問題的概述——觀測數(shù)據(jù)讓我們確信全球環(huán)境問題的存在，而地球歷史上的事件反映出地球系統(tǒng)如何對壓力作出響應?！兜厍蛳到y(tǒng)(第3版)》其余的篇幅由三個部分構成。第2－9章主要探討地球是如何“運轉”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程共同作用的結果，而所有這些過程中，生物起著非常重要的作用。第10－14章帶領讀者重溫地球的歷史，重點強調了對未來具有警示作用的地球事件。第15－19章關注的是地球系統(tǒng)的未來，提出了現(xiàn)代全球變化的問題，并結合前面兩部分內容，探討了在其他行星上發(fā)現(xiàn)生命的可能性。關鍵詞：地球系統(tǒng)全球變化地球系統(tǒng)的演化和過程。

作者簡介

　　Lee
R.Kump，美國賓夕法尼亞州立大學地球科學系教授。1981年于芝加哥大學獲得地球物理學學士學位，1986年于南佛羅里達大學獲得海洋科學博士學位。Kump博士是NASA天體生物研究所與賓州地球系統(tǒng)科學中心（ESSC）成員，加拿大遠景研究所地球系統(tǒng)演變項目主任助理，美國地質學會會員，倫敦地質學會會員，“地球生物學”雜志編輯委員會成員，“科學”雜志的審稿編輯。Kump博士于2000年獲得美國地質學會突出服務獎，2008年與Michael
Mann合作編著了《恐怖的預測：了解全球變暖》（DK／，Pearson，2008）一書，此外他還在2009年獲得南佛羅里達大學“優(yōu)秀校友”稱號。Kump博士的研究興趣包括地球歷史上極端事件（大滅絕、超溫室時期、冰期）發(fā)生期間的環(huán)境和生物變化、地質歷史時期海洋與大氣成分演變、水環(huán)境中的生物地球化學循環(huán)、自然環(huán)境中營養(yǎng)和痕量元素變化等領域。

書籍目錄

第1章 全球變化
　導論
　短時間尺度的全球變化
　深入探討：颶風隨著時間的推移會變得越來越強嗎？
　深入探討：南極臭氧洞的發(fā)現(xiàn)
　長時間尺度的全球變化　
第2章 雛菊世界：對系統(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
　外部強迫：雛菊世界對不斷增加的太陽光度的響應　
第3章 全球能量平衡：溫室效應
　導論
　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
　大氣的成分與結構
　量化思考：溫室效應是如何起作用的：單層大氣
　溫室效應的物理成因
　云對大氣輻射收支的影響
　氣候模型簡介
　氣候的反饋過程　
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、壓強和體積之間的關系——理想氣體定律
　深入探討：颶風(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：同位素及其應用
　深入探討：“c——一種放射性時鐘　
第6章 冰凍圈
　導論
　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
　海冰與氣候　
第7章 固體地球環(huán)流：板塊構造學說
　導論
　地球結構剖析
　深入探討：地震儀的原理
　板塊構造理論
　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：板塊構造運動的推動力是什么？
　深入探討：地質樣品的放射性年齡測定
　巖石圈的循環(huán)：巖石循環(huán)
　地球歷史中的板塊構造運動　
第8章 元素的循環(huán)：碳和營養(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
　短期有機碳循環(huán)
　深入探討：氧含量最低區(qū)
　長期有機碳循環(huán)
　無機碳循環(huán)
　有用的概念：pH
　碳酸鹽一硅酸鹽地球化學循環(huán)
　深入探討：化學風化的生物增強作用
　有機碳循環(huán)與無機碳循環(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
　生物圈的構成
　……
第10章 地球和生命起源
第11章 生命對大氣的影響：大氣中氧氣和臭氧含量的上升
第12章 長時間尺度上的氣候調節(jié)
第13章 地球歷史時期的生物多樣性
第14章 更新世冰期
第15章 全球變暖（一）近期和未來氣候
第16章 全球變暖（二）影響、適應與減緩
第17章 臭氧損耗
第18章 人類對生物多樣性的威脅
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)術語表
索引
譯后記
　　

章節(jié)摘錄

版權頁：插圖：地球在太陽系中是一個非常特別的行星，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，并且還張揚著生命。生命參與幾乎所有的地表過程，這是因為生命的一些基本特征使其具有這樣的影響力性命以指數(shù)形式增長。種群增長率取決于特定時間內具有繁殖力的個體數(shù)量。這個特點導致了指數(shù)增長的現(xiàn)象。如果不加控制，第一代2個個體變成4個，第二代4個個體變成8個，第三代8個變16個，第四代16個變32個。盡管如此，在自然界，指數(shù)增長會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的能量，化學合成生物利用化學能，多數(shù)其他的生物利用的是儲存在光合生物和化學合成生物生產的物質中的化學能。生命產生廢物。每個生命體都要進行新陳代謝；當進行新陳代謝時，它會產生廢物。一種生物的廢物也許可被另一種生物所利用，并且它們對環(huán)境產生影響（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，對環(huán)境有極大的影響，并且使得它們在環(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使其能與地球上的自然過程發(fā)生相互作用，從而使地球成為一個適合生命居住的星球。為了更細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，對生命進行分類。盡管生物可以根據(jù)分類學（根據(jù)物種、屬、科等）進行分類，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進行分類卻更加實用（表9-1）。如我們在第8章中所見，最基本的分類方法是：根據(jù)生物生長利用的能量來源，生物分為兩類，即將二氧化碳還原為有機碳的生物（初級生產者或自養(yǎng)生物）和需要有機物來進行生長的生物（消費者或異養(yǎng)生物）。自養(yǎng)生物包括植物、藻類和許多可進行光合作用（如，藍藻菌、紫色和綠色的硫磺菌）或化學合成作用的細菌（如，無色硫磺菌）。這些自養(yǎng)生物利用無機碳源生產有機質，這個過程需要能量（也就是說，這些反應在自然界中不會自發(fā)地進行）。在光合作用的情況下，太陽提供了必要的能量。在化學合成作用中，釋放能量的無機化學反應（那些即使沒有生物體參與也會發(fā)生的反應，因為它們釋放能量）經常需要氧氣和還原性化合物（見第8章）的參與，是能量源?；瘜W合成作用是大洋中脊熱液噴出孔群落進行初級生產的機制，這個機制存在于陽光無法投射到的海洋深處（見第7章）。自養(yǎng)生物生產的有機物質是能量的儲存庫，它將會進行非生物分解（無生物體的參與）將能量以熱的形式釋放出來，但這個過程速度很慢。

編輯推薦

與傳統(tǒng)的地球科學教科書相比，《地球系統(tǒng)(第3版)》不僅對地球系統(tǒng)的各個圈層（固體地球、大氣、海洋）進行了介紹，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，主要內容包括：全球變化概述；，地球系統(tǒng)的演化和過程及生物在其中的重要作用，地球歷史及對未來具有警示作用的地球事件，地球系統(tǒng)未來和現(xiàn)代全球變化問題，以及在其他行星上發(fā)現(xiàn)生命的可能性。

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