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绪论1

1.地球科学的研究对象、内容和任务1

2.地球科学的特点和研究方法3

3.地球科学与人类社会可持续发展4

4.致读者6

思考题7

进一步阅读书目7

第一章 宇宙中的行星地球8

1 地球——人类在宇宙中的唯一家园8

1.1 太阳系的结构9

1.2 太阳的能量10

1.3 行星地球基本参数14

2 地球在太阳系中的运动17

2.1 地球自转与昼夜交替17

2.2 地月关系21

2.3 地球轨道参数23

2.4 星体影响和撞击事件26

思考题29

进一步阅读书目29

第二章 宇宙、地球的起源与演化31

1 银河系和宇宙起源学说31

1.1 银河系结构及太阳的运动31

1.2 星系运动和总星系32

1.3 大爆炸学说与宇宙起源问题33

2 恒星演化与太阳系形成35

2.1 星系的起源35

2.2 恒星的起源与演化36

2.3 太阳系形成假说40

2.4 似地行星和地外文明探索41

2.5 21世纪近地宇宙开发42

3.2 地球的年龄43

3 地球的起源与演化43

3.1 地球的起源和圈层分异43

3.3 地球上的生命起源45

3.4 生物圈的形成和发展47

3.5 人类圈的形成和发展趋势55

3.6 生物进化与地质年表55

思考题58

进一步阅读书目58

第三章 地球的物理性质和圈层结构60

1 地球的密度和弹性60

1.1 地球的质量和密度60

1.2 固体潮与地球的弹性62

1.3 地球的振荡63

2 地球的重力场64

2.1 地球上的重力64

1.4 地球的粘性64

2.2 重力均衡66

2.3 地球的压力67

3 地球内部的圈层结构和圈层耦合67

3.1 地球内部的圈层划分67

3.2 壳、幔、核之间的圈层耦合70

3.3 地核差异旋转71

3.4 地球系统的自然驱动力72

4 地球的磁场74

4.1 地球磁场的基本特征和地磁要素74

4.2 地磁场起源的成因假说76

4.3 地磁场反转与大陆漂移77

5 地球的能量和地震78

5.1 地球内部的温度78

5.2 地球的能量79

5.3 地幔部分熔融80

5.4 地震81

思考题83

进一步阅读书目84

第四章 地球及各圈层的物质组成85

1 地球的物质组成85

2 地壳的结构与物质组成86

2.1 地壳元素组合与矿物形成86

2.2 地壳的结构与岩石组成91

3 地球深部的物质成分分层98

3.1 地幔的分层结构和物质成分98

3.2 地核的结构与物质组成100

4 地球不同圈层间的物质-能量交换101

4.1 不同圈层的能量交换101

4.2 不同圈层的物质交换102

4.3 地壳-地幔的元素迁移和富集103

4.4 地壳表层元素的迁移和富集104

4.5 矿床与潘多拉魔盒106

思考题108

进一步阅读书目108

第五章 岩石圈板块运动与地质作用109

1 从大陆漂移到板块构造109

1.1 大陆漂移的证据109

1.2 海底扩张112

1.3 板块构造理论与威尔逊旋回114

1.4 板块构造的驱动机制和超级地幔柱学说118

2 板块构造与地壳运动121

2.1 板块运动与地壳运动类型122

2.2 构造变形123

3 岩浆作用、变质作用与板块构造124

3.1 岩浆作用与板块构造124

3.2 变质作用与板块构造128

4.1 沉积盆地与板块构造130

4 沉积作用与板块构造130

4.2 地球外部地质营力和沉积作用131

思考题137

进一步阅读书目138

第六章 大气圈139

1 大气的组成和结构139

1.1 大气的组成139

1.2 大气的结构141

2 大气的热力状况143

2.1 太阳辐射、大气辐射和地面辐射143

2.2 空气温度145

2.3 全球热量带148

3 大气的运动149

3.1 气压和风149

3.2 大气环流150

4.1 大气中水的三态变化155

4 大气中的水分155

4.2 大气降水156

5 天气159

5.1 气团159

5.2 锋160

5.3 气旋161

5.4 反气旋163

5.5 天气预报简介165

6 气候165

6.1 气候概念165

6.2 气候形成166

6.3 气候类型166

6.4 气候变化168

思考题171

进一步阅读书目171

1 地球表层的水分循环和水量平衡172

1.1 地球表层的水分循环172

第七章 水圈172

1.2 地球上的水量平衡173

2 陆地水174

2.1 河流174

2.2 湖泊、沼泽和水库178

2.3 地下水181

2.4 冰川184

2.5 水资源和水污染186

3 海洋187

3.1 海水的物理化学性质188

3.2 海水的运动191

3.3 海平面变化195

3.4 海-气相互作用与厄尔尼诺-拉尼娜现象196

思考题199

进一步阅读书目200

第八章 地表形态201

1 内营力与构造地貌202

1.1 地壳运动与地貌发育202

1.2 构造地貌205

2 外营力地貌210

2.1 风化作用210

2.2 流水作用与流水地貌210

2.3 喀斯特作用与喀斯特地貌215

2.4 风沙作用与风沙地貌218

2.5 黄土地貌219

2.6 冰川作用与冰川地貌220

2.7 冻融作用与冻土地貌223

2.8 海岸地貌224

3 地貌演化225

思考题227

进一步阅读书目227

第九章 土壤圈228

1.1 土壤的无机组成229

1 土壤的组成229

1.2 土壤的有机组成230

1.3 土壤水分230

1.4 土壤空气231

2 土壤的性质232

2.1 土壤剖面232

2.2 土壤的物理性质233

2.3 土壤的化学性质237

3 土壤的形成240

3.1 土壤形成因素240

3.2 土壤形成过程244

4 土壤分类简介246

思考题248

进一步阅读书目248

1.1 环境因素与生物的相互影响250

第十章 生物圈250

1 生物与环境250

1.2 生物的适应性和指示现象252

2 生物群落254

2.1 生物的分布254

2.2 种群255

2.3 生物群落256

2.4 生物多样性259

3 生态系统260

3.1 生态系统的概念260

3.2 生态系统的组成成分261

3.3 生态系统的营养结构262

3.4 生态系统的功能263

4 地球上主要生态系统类型269

4.1 陆地生态系统269

4.2 水域生态系统270

4.3 农业生态系统和城市生态系统273

思考题275

进一步阅读书目275

第十一章 地球环境及其变迁276

1 自然地理环境的整体性与地域分异规律276

1.1 自然地理环境的整体性276

1.2 自然地理环境的地域分异规律277

2 环境变迁与气候变化283

2.1 气候变化的史实与意义283

2.2 气候突变及其成因解释285

3 地史中的生物绝灭与环境变迁286

3.1 物种的形成、寿命和数量286

3.2 生物绝灭的类型与规模288

3.3 二叠纪末的集群绝灭289

3.4 白垩纪末恐龙绝灭和地外陨击事件292

4.1 温室气体排放与全球变暖295

4 人类在环境变迁中的作用295

4.2 土地利用与土地退化297

4.3 生物多样性的减少300

4.4 环境污染301

思考题303

进一步阅读书目303

第十二章 自然资源及其利用304

1 自然资源的类型和性质304

1.1 自然资源的分类304

1.2 自然资源的性质305

2 自然资源可得性的度量311

2.1 储存性自然资源可得性的度量312

2.2 流动性自然资源可得性的度量317

3 自然资源稀缺320

3.1 全球性资源稀缺320

3.2 地区性资源稀缺323

4 自然资源的可持续利用327

思考题328

进一步阅读书目328

第十三章 自然灾害与减灾对策330

1 自然灾害的一般特征和分类330

1.1 自然灾害及其危害330

1.2 自然灾害的一般特征331

1.3 自然灾害的分类333

2 气象灾害334

2.1 干旱与荒漠化335

2.2 洪涝灾害336

2.3 热带气旋337

3 地质灾害339

3.1 滑坡和崩塌339

3.2 泥石流341

3.3 地裂缝和地面塌陷342

4 地震、火山和海啸灾害344

4.1 地震灾害344

4.2 火山灾害347

4.3 海啸348

5 减灾对策349

5.1 自然灾害的预报349

5.2 自然灾害的风险评价352

5.3 自然灾害的减灾工程354

思考题356

进一步阅读书目356

结语357

1.人类家园地球的可持续性357

2.21世纪地球科学展望358

思考题361

进一步阅读书目361

索引362