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地球科學概論 版權信息
- ISBN：9787030714077
- 條形碼：9787030714077 ; 978-7-03-071407-7
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
地球科學概論 內容簡介
《地球科學概論》是高等學校地學基礎課教材，是大學生素質教育的重要內容。全書分3篇15章，**篇講述地球的宇宙背景、地球的圈層結構和物理性質、地殼的物質組成、巖石圈構造運動與地質構造及地球演化史，第二篇介紹土地資源、水資源、礦產資源、海洋資源、能源和生物資源的基本知識、資源現狀及對策，第三篇著重介紹生態平衡及其在人類環境保護中的應用、綠水青山就是金山銀山理論及地學旅游的發展、自然因素和人類活動的環境效應及相應保護措施、地球系統科學與人類未來。本書從“只有一個地球”的主題思想出發，強調人類應該與地球和諧相處，應當協調好發展經濟與保護環境之間的關系，把地球建成人類真正美好的家園。 本書可以作為地學各專業本科生、研究生、科技工作者和管理人員普及地球科學知識的教材和參考書。
地球科學概論 目錄
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 地球科學的性質、任務和作用 1
1.2 地球科學的研究方法 2
1.3 地球科學的歷史回顧和前景展望 5
名詞解釋 10
思考題 10
**篇 地球概述
第2章 地球與宇宙 13
2.1 宇宙概述 13
2.2 太陽系 16
2.3 天體的起源與演化 21
名詞解釋 23
思考題 23
第3章 地球的圈層結構和物理性質 24
3.1 地球的外部圈層 24
3.2 固體地球的表面形態 28
3.3 固體地球的物理性質 32
3.4 地球的內部圈層 37
名詞解釋 39
思考題 40
第4章 地殼的物質組成 41
4.1 地殼的化學組成 41
4.2 礦物 42
4.3 巖石 49
名詞解釋 58
思考題 58
第5章 巖石圈構造運動與地質構造 59
5.1 構造運動的方向性 59
5.2 構造旋回與主要構造運動 60
5.3 構造運動的產物 61
5.4 板塊構造理論簡介 66
名詞解釋 71
思考題 71
第6章 地球演化史 72
6.1 地球及其內部圈層的形成與演化 72
6.2 地球外部圈層的形成與演化 73
6.3 地質年代 76
6.4 地球的演化簡況 79
名詞解釋 81
思考題 82
第二篇 自然資源
第7章 土地資源 85
7.1 土地的概念、特性和功能 85
7.2 土地的類型 87
7.3 土地資源的評價 90
7.4 我國土地資源 92
名詞解釋 94
思考題 94
第8章 水資源 95
8.1 概述 95
8.2 全球水資源利用概況及我國水資源特點 97
8.3 地下水資源 101
8.4 熱水資源 103
名詞解釋 105
思考題 105
第9章 礦產資源 106
9.1 概述 106
9.2 礦床的概念和分類 107
9.3 金屬礦產資源 109
9.4 非金屬礦產資源 112
9.5 地質藥物 117
9.6 寶石和玉石資源 118
名詞解釋 125
思考題 125
第10章 海洋資源 126
10.1 概述 126
10.2 海洋礦產資源 127
10.3 海洋化學資源 130
10.4 海洋生物資源 131
10.5 海洋動力資源 133
10.6 海洋空間資源及旅游資源 134
名詞解釋 135
思考題 135
第11章 能源和生物資源 136
11.1 能源概述 136
11.2 煤、石油、天然氣、油頁巖和天然氣水合物 142
11.3 核能 145
11.4 生物資源概述 146
11.5 森林資源 148
11.6 草地資源 150
名詞解釋 152
思考題 152
第三篇 人類環境
第12章 環境生態學原理 155
12.1 生態系統 155
12.2 生態平衡 162
12.3 生態學在環境保護中的應用 164
名詞解釋 167
思考題 167
第13章 環境問題與環境保護 168
13.1 地質作用的環境效應 168
13.2 人類活動引起的環境問題 176
13.3 環境保護與可持續發展 184
名詞解釋 186
思考題 186
第14章 “兩山”理論與地學旅游 188
14.1 “兩山”理論與地學旅游概念 188
14.2 地學旅游資源類型 190
14.3 “兩山”理論引領下的地學旅游發展 198
名詞解釋 202
思考題 202
第15章 地球系統科學與“人類世” 203
15.1 地球系統科學的誕生 203
15.2 地球系統科學的理論框架 208
15.3 “人類世”的到來 212
名詞解釋 217
思考題 217
參考文獻 218
前言
第1章 緒論 1
1.1 地球科學的性質、任務和作用 1
1.2 地球科學的研究方法 2
1.3 地球科學的歷史回顧和前景展望 5
名詞解釋 10
思考題 10
**篇 地球概述
第2章 地球與宇宙 13
2.1 宇宙概述 13
2.2 太陽系 16
2.3 天體的起源與演化 21
名詞解釋 23
思考題 23
第3章 地球的圈層結構和物理性質 24
3.1 地球的外部圈層 24
3.2 固體地球的表面形態 28
3.3 固體地球的物理性質 32
3.4 地球的內部圈層 37
名詞解釋 39
思考題 40
第4章 地殼的物質組成 41
4.1 地殼的化學組成 41
4.2 礦物 42
4.3 巖石 49
名詞解釋 58
思考題 58
第5章 巖石圈構造運動與地質構造 59
5.1 構造運動的方向性 59
5.2 構造旋回與主要構造運動 60
5.3 構造運動的產物 61
5.4 板塊構造理論簡介 66
名詞解釋 71
思考題 71
第6章 地球演化史 72
6.1 地球及其內部圈層的形成與演化 72
6.2 地球外部圈層的形成與演化 73
6.3 地質年代 76
6.4 地球的演化簡況 79
名詞解釋 81
思考題 82
第二篇 自然資源
第7章 土地資源 85
7.1 土地的概念、特性和功能 85
7.2 土地的類型 87
7.3 土地資源的評價 90
7.4 我國土地資源 92
名詞解釋 94
思考題 94
第8章 水資源 95
8.1 概述 95
8.2 全球水資源利用概況及我國水資源特點 97
8.3 地下水資源 101
8.4 熱水資源 103
名詞解釋 105
思考題 105
第9章 礦產資源 106
9.1 概述 106
9.2 礦床的概念和分類 107
9.3 金屬礦產資源 109
9.4 非金屬礦產資源 112
9.5 地質藥物 117
9.6 寶石和玉石資源 118
名詞解釋 125
思考題 125
第10章 海洋資源 126
10.1 概述 126
10.2 海洋礦產資源 127
10.3 海洋化學資源 130
10.4 海洋生物資源 131
10.5 海洋動力資源 133
10.6 海洋空間資源及旅游資源 134
名詞解釋 135
思考題 135
第11章 能源和生物資源 136
11.1 能源概述 136
11.2 煤、石油、天然氣、油頁巖和天然氣水合物 142
11.3 核能 145
11.4 生物資源概述 146
11.5 森林資源 148
11.6 草地資源 150
名詞解釋 152
思考題 152
第三篇 人類環境
第12章 環境生態學原理 155
12.1 生態系統 155
12.2 生態平衡 162
12.3 生態學在環境保護中的應用 164
名詞解釋 167
思考題 167
第13章 環境問題與環境保護 168
13.1 地質作用的環境效應 168
13.2 人類活動引起的環境問題 176
13.3 環境保護與可持續發展 184
名詞解釋 186
思考題 186
第14章 “兩山”理論與地學旅游 188
14.1 “兩山”理論與地學旅游概念 188
14.2 地學旅游資源類型 190
14.3 “兩山”理論引領下的地學旅游發展 198
名詞解釋 202
思考題 202
第15章 地球系統科學與“人類世” 203
15.1 地球系統科學的誕生 203
15.2 地球系統科學的理論框架 208
15.3 “人類世”的到來 212
名詞解釋 217
思考題 217
參考文獻 218
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地球科學概論 節選
第1章緒論 1.1地球科學的性質、任務和作用 人類在地球母親的懷抱中逐漸成長，并了解了地球的基本特征及誕生和演化過程，從而創立了一門研究地球的科學一地球科學。地球科學經歷了長期的發展，逐漸成為一門全新的關于地球這個復雜巨系統產生、發展及變化規律的學科，它與當代社會經濟、政治、科技、文化等有著十分密切的聯系。 地球科學簡稱地學，是數學、物理學、化學、生物學、天文學、地球科學六大基礎學科之一。它以地球為研究對象，囊括了固體地球本身和分布在地球表層的水圈、生物圈和大氣圈。 地球科學的主要分支學科包括地質學、地理學、氣象學、水文學、海洋學、行星科學、土壤學、環境科學和地球系統科學等。其中，地質學著重研究地下，地理學著重研究地表，氣象學著重研究大氣圈，水文學和海洋學著重研究水圈，行星科學著重研究天體并從行星的角度研究地球的形成及演化過程，土壤學著重研究地球表層發育的土壤層，環境科學是一門新興的綜合性學科，著重研究人類生存環境的保護和改善。各學科從不同側面對地球加以研究，但它們的研究成果都有著密切聯系，構成了完整的科學體系，即地球系統科學。 地球科學擔負著人類社會發展的五大使命：研究地球的結構、成分及演化；解釋星體的成因；探索生命的起源；研究自然資源的勘查、開發與管理，探討合理利用資源和可持續發展的途徑；研究人類生存環境的構成、現狀和環境惡化的原因，探討保護和改善環境的措施。 地球科學在國民經濟中占有十分重要的地位，是服務于工農業發展和人類生存的基礎性學科，其作用主要體現在以下幾方面。 （1）現代化工業、農業、國防建設需要大量水資源、礦產資源和能源。制造農用化學肥料（如磷肥、鉀肥）的原料都是礦產（如磷塊巖、鉀鹽礦），工業生產上需要的各種金屬、化石燃料都是從地殼中開采出來的礦產。 20世紀中葉以來，世界經濟飛速發展，人類對各類礦產資源的需求也迅速增加。據統計，與1901年比較，2015年全球礦產開采總量增長了32倍，其中化石能源開采量增長14.6倍，金屬礦產開采量增長41.0倍，非金屬礦產開采量增長49.3倍（Krausmann et al.，2018）。人類對資源需求的增長與資源有限之間的矛盾將長期存在。因此，礦產資源、水資源及其他資源的合理開發和使用成為地球科學研究的新課題。例如，對于如何解決目前我國的水資源短缺問題，科學家指出，根據我國水資源分布不均勻和其季節性變化、年際變化大的特點，應按照水資源的不同條件與不同用途，因地制宜地合理開發利用水資源。大城市應在查明水資源的基礎上，選擇在較大范圍內建立分散式供水系統，防止水源地過度集中。 （2）大型工程建筑項目與地球科學密切相關。例如，公路、鐵路路線的選擇，城市、廠礦、橋梁、隧道、水庫等工程選址，都需要在工程地質詳細勘察基礎上才能確定，避免出現沉陷、傾斜和裂縫等現象。 （3）地球科學在防御和預測自然災害、減少自然災害的經濟損失等方面大有作為。自然災害的日益嚴重及其對社會經濟活動的巨大影響，已成為當代社會各界普遍關注的重大問題。氣象災害、地震以及“溫室效應”引發的各種災害嚴重威脅著人類。科學家預測，目前地球正步入一個新的活動期，天體活動也將進入一個新的變異周期。因此，地球的各個層圈（包括生物圈）都將發生變異并引發一系列災害。地震的活躍已使人們感受到這一點。20世紀我國死于地震災害的人數占各種自然災害死亡人數的一半。隨著全球人口的不斷增加并在地域上相對集中，地震造成的損失也將不斷增加。因此，地震科學的發展是與經濟發展、社會進步相關聯的，地震的預測、預防和減輕地震災害也成為今后優先發展的方向。氣象災害同樣時時影響著人類社會經濟的發展。例如，20世紀90年代以來，我國因氣象災害而造成的經濟損失每年在1000億元以上，1991年淮河流域及長江中下游地區發生的特大洪澇災害及華南、河套地區的嚴重干旱約造成1200億元的經濟損失。1998年長江流域和嫩江流域特大洪澇災害造成直接經濟損失2000億元以上。一般年份，氣象災害所造成的經濟損失可占到國內生產總值的3%～6%。因此，對氣象災害的研究和預報已成為當今地球科學家關注的重大問題。 （4）地球科學在解決當今社會經濟發展中出現的環境問題時將大顯身手。經濟的快速增長不僅造成資源、能源短缺，而且造成日益嚴重的環境污染、生態破壞。環境問題已成為制約經濟發展的重要因素。環境問題的突出表現主要是大氣污染、水污染、垃圾污染、噪聲污染、森林銳減及荒漠化等。地球科學的發展方向之一就是研究如何有效地治理環境、減少污染，為經濟建設提供良好的環境基礎。 地球科學服務于經濟建設、服務于社會，還有其他許多方面，如在農業、醫學、新能源開發、生物學等具體領域內，地球科學也將大有作為。 1.2地球科學的研究方法 地球科學的研究對象是一個復雜的巨系統，人-地生態系統的逐漸擴展使得地球成為具有自然屬性和社會屬性的統一體。地球已有46億年的歷史，現已測得地殼上*古老的巖石年齡超過40億年。地球的變化大到全球宏觀現象，小到原子和離子微觀世界，物理、化學、生物作用錯綜復雜。地球系統的復雜多樣決定了地球科學研究方法的豐富多樣。 1.2.1地學觀察方法 地學觀察方法是地學工作者有目的、有意識、有計劃地對地球客體進行感知的方法。李四光先生說：“觀察是得到一切知識的一個主要步驟。”大自然是地學實驗室，行萬里路重于讀萬卷書。 地學的發展歷史表明，古代和近代大量優秀的地學文獻、資料、論著都是在大量野外觀察中獲得的。明代地理學家徐霞客，自22歲開始，歷經三十余年，足跡遍及現今的21個省份，完成了著名的《徐霞客游記》，為后人留下了翔實、生動和豐富的**手資料。著名科學史家李約瑟評價徐霞客：“他的游記讀起來不像是十七世紀的學者寫的東西，卻像一位二十世紀的野外勘測家所寫的考察記錄。”獲取真實的**手資料是地學觀察的目的之一，而在觀察中進行科學發現又是其另一重要目的。當科學家借助科學儀器紛紛報道海洋地貌、海底沉積、古地磁等領域的新發現，特別是海底擴張、地幔對流等帶有決定性意義的證據時，板塊構造真正開始從假說向科學理論轉化。1996年第30屆國際地質大會在北京舉行，大會特意組織安排了75條地質旅行路線供中外學者實地考察，考察地幾乎遍布全國，這一舉措實際上繼承了國際地質大會百余年的優良傳統，也從另外意義上證明了地學觀察具有古老而旺盛的生命力。 1.2.2地學分析和綜合研究方法 地學分析方法是地球科學家進行地學信息加工的重要方法。其基本內涵是地球科學家在思維過程中把地學對象分解成不同部分（如按照其組成、要素、功能和關系等）分別加以研究，因而地學分支學科在近代紛紛涌現。地學研究的對象一般都是很復雜的，我們有必要首先對它們進行觀察分析，從而得以認識構成這些現象的本質，然后再摸清它們之間的相互關系，以及它們發生、發展、轉變乃至消失的過程，這樣才能全面掌握各種地質現象的內在規律。這是一個由局部到整體、由個別到一般的過程。 所謂的地學綜合研究方法，就是在地球科學研究的過程中，將已獲得的關于地學對象各個部分、方面和特性的認識結果統一起來，形成對客觀對象（地球客體）整體性認識的一種邏輯加工方法。它也是一種重要的地學信息加工和處理方法。一切地球物質客體、地質作用和地質過程都自成系統，又相互聯系，這就要求我們在研究地學問題時需要始終注意從整體出發，把研究對象看作由不同環節組成的統一體。大陸漂移說剛興起時，地質學家與物理學家如同分屬兩個對抗的陣營，到了20世紀60年代，他們共同攜手迎來了地球科學的現代革命。70年代，大陸地質學與海洋地質學又結成一體，從而引發了人們對地球和地球科學的新認識。板塊構造理論的*終形成，綜合了古地磁學、海洋學、地球物理學、古生物學、古氣候學、地震學等不同地學學科的研究成果，是綜合了陸殼、洋殼、大陸邊緣、深部地質資料而得出的統一理論。經濟地理學等綜合性學科就是地學與社會科學的結合。錢學森先生還提出建立“地球表層學”的綜合性學科。 1.2.3比較方法 比較方法是研究地球物質客體之間差異性和同一性的邏輯方法，是人類對地球系統的認識從直觀和描述階段過渡到理論階段的橋梁。地球上的自然現象豐富多彩，地球演化的歷史漫長曲折且大部分是人類所沒能經歷過的。若想深入了解和認識地球運動和演化的規律，僅靠直接觀察和描述是不夠的。地球上沒有兩件事物是絕對相同的，但它們之間往往在一定范圍內具有相似性和一定的內在聯系。在空間上同時并存的物質和現象之間，以及在時間上先后相隨的物質和現象之間都存在著差異性和同一性。地球科學的比較方法主要包括域間比較（即空間比較）和歷史比較（即時間比較）。 德國氣象學家魏格納（A.L.Wegener，1880—1930）將看來互不相干的歐非大陸和美洲大陸進行域間比較之后，發現了兩者的聯系，提出了大陸漂移說。當科學家們發現火星上具有河曲地形和流水作用地貌特征時，他們雖然知道現在火星上沒有流水，但由地球的河流地貌特征可以推測，火星上過去曾存在液態水。這都屬于域間比較。 歷史比較方法是遵循現實主義原則來認識地球演化歷史的一種方法。英國地質學家萊伊爾（C.Lyell，1797—1875）出版《地質學原理》（Principles of Geology）一書，標志著近代地質學的誕生。他在該書中用豐富的資料，系統地論證了古今地質作用的一致性和“將今論古”原則。“將今論古”現實主義方法后來被概括為一句格言：The present i the key to the past（現在是認識過去的鑰匙）。即用現在正在發生的自然作用的過程及其結果推測過去、類比過去、認識過去。例如，現代珊瑚只生活在溫暖、平靜、水質清潔的淺海環境中，如果發現含有珊瑚化石的石灰巖，可以推斷這種巖石是在古代淺海環境中形成的。“將今論古”仍是現代地球科學家分析問題的基本指導思想，但它也存在缺陷，因為地球演化畢竟是時間的函數。氣象、地質、地理環境隨著地球的發展進程而不斷變化。在大陸漂移說中，魏格納把“將古論今”的方法作為“將今論古”方法的補充，從而建立了科學的、辯證的歷史分析法。相連接的大陸上必然存在具有親緣關系的生物，大陸相隔絕則應有不同的生物種屬，特別是隨著時間的推移，生物變異加速，種屬越來越多，差別越來越大。生物物種史和大陸漂移史存在著密切的關系。 比較方法在地學發展過程中對地學家的影響很大，許多地學家都靠它建立起自己的理論。在當代，地學比較方法仍然是*重要的地學發現和理論創新的方法。由聯合國教育、科學及文化組織和國際地質科學聯合會共同舉辦的“國際地質對比計劃”（International Geological Correlation Programme，IGCP）發起于20世紀60年代，旨在進行全球范圍內的國際合作，共同著手研究地層、地質事件和礦產分布、成因關系等重大問題。 1.2.4實驗方法 地學實驗方法是地學家在主動控制地學對象運動、變化條件的情況下，對其進行認識和研究的方法。北魏地學家酈道元在對魚化石（亦稱為“魚石”）進行鑒別后，曾在其《水經注》中寫道：“東入衡陽湘鄉縣，歷石魚山，下多玄石，山高八十余丈，廣十里。石色黑而理若云母，開發一重，輒有魚形，鱗鰭首尾，宛若刻畫，長數寸，魚形備足，燒之作魚膏腥，因以名之。”燃燒作為一種地學測試手段，一直被后人沿用。現代地學實驗在手段、工藝和設備自動化、精確化及社會化程度等方面都有了空前的發展。模擬實驗可以精確地分析、認識和評價地球內部物質狀態，驗證和正確地解釋地球物理探測結果。人們在實驗室里可以收集到千萬千米以外的地學信息，可以看到月球和太陽表面的情況，這使得現代地學實驗真正成為多學科交叉滲透的系統工程。 1.2.5相關研究方法 地學相關研究方法是唯物辯證法關于客觀事物內在聯系和發展觀點的具體化。聯系的觀點是唯物辯證法首
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