內容簡介
美國國家研究委員會(nrc)固體地球科學重大研究問題委員會，在廣泛研究和徵求專家意見的基礎上，歸納總結出21世紀固體地球科學研究的十大科學問題，並將其歸結為四大類主題進行闡述：“起源”——地球與太陽系其他行星的起源，地球的早期歷史，生命起源；“內部地球”——地球內部的運行與地表的現狀，包括地球的物質特性及其對地球過程的基礎作用；“宜居星球”——氣候與氣候變化，地球—生命相互作用；“災害與資源”——地震、火山，以及與地球內、地球上的水和其他流體相關的現代環境問題。
本書對科學問題的論述深入淺出，適合地球科學領域的科研、教育和管理工作者以及研究生閱讀。
目錄
中文版序
preface for chinese edition
譯者序
前言
致謝
摘要
第一篇 起源
問題1：地球和其他行星是如何形成的?
行星怎樣在恆星周圍形成?
太陽系行星如何形成?
隕石就地球的起源顯示了些什麼?
地球的化學組成是什麼?
月球是經大撞擊形成的嗎?
小結
問題2：地球“黑暗時期”(地球誕生後的最初5億年)究竟發生了什麼?
地球向目前環境的轉變如何發生?
地球如何形成海洋和大氣?
地球金屬核何時和如何形成?
最早的地殼如何形成和由什麼形成?
小結
.問題3：生命是如何起源的?
自上而下與自下而上的方法
實驗室線索
生命如何出現?
生命何時出現?
生命起源不止一次?
什麼是生命，而什麼又不是生命?
是否存在地外生命?
小結
第二篇 內部地球
問題4：地球內部如何運動及其如何影響地表?
對流和熱流
地幔對流和地球熱演化之間有何關係?
關於地幔對流和熱傳遞，地幔柱告訴了我們什麼?
地幔是整體對流還是分層流動?
地球的核心何時形成?
地球磁場隨時間如何演化?
地幔對流的化學結果是什麼?
小結
問題5：地球為何擁有板塊構造禾口大陸?
何為板塊構造?
為何存在板塊構造?
板塊構造何時開始?
什麼造成了新板塊邊界的形成?
大陸如何形成?
下伏地幔如何影響大陸形成?
大陸在漫長的歷史中是如何演化的?
氣候、構造和剝蝕是如何造就地貌景觀的?
小結
問題6：物質特徵如何控制地球演化過程?
行星內部由什麼礦物構成?
固體地球內有多少水?
礦物和流體如何反應?
能夠預測大範圍、多尺度和極端緩慢的地質過程嗎?
小結
第三篇宜居星球
問題7：什麼原因引起氣候變化，氣候變化幅度能有多大?
什麼過程控制了氣候變化?
氣候因何保持在宜人的範圍之內?
是什麼造成了地質年代中異常溫暖和異常寒冷時期?
是什麼觸發了氣候突變?
可以確定地球過去的co2歷史嗎?
小結
問題8：生命如何改變地球，地球又如何塑造生命?
生命是如何影響地質過程的?
生命在這個可居住的地表環境寄養了多長時間?
生物體如何影響大氣和海洋中的充氧作用?
生命和地球之間的其他互相作用
是什麼造成生物大滅絕?
什麼主宰著生物多樣性的歷史?
小結
第四篇 災害與資源
問題9：能夠預測地震、火山噴發及其後果嗎?
地震災害
地震預測：何地、何時與多大?
預測地震何地發生
預測地震何時發生?
長期預測
短期預測可能嗎?
複雜性
地震前能夠發出多少預警?
強地面運動預測
慢地震的作用是什麼?
海嘯
火山災害
是什麼控制了火山噴發的大小、頻率和方式?
火山噴發的哪些方面可以預測?
小結
問題10：流體流動和搬運如何影響人類環境?
流體在地質介質中如何流動?
流體-岩石化學和生物學相互作用如何影響流體的流動?
熱反應和機械反應如何影響流體的流動?
地下流體的行為可以預測嗎?
多時間和多長度尺度對流體-岩石體系的影響是什麼?
地球過程中水的作用可以預測嗎?
可以通過管理地形來維持人口和生態系統嗎?
小結
參考文獻
附錄a 委員會成員簡介
附錄b 縮寫詞和縮略語
