●目 錄 第0章 地球科學導論  10.1 什麼是地球科學  20.2 地球的圈層  30.2.1 水圈  40.2.2 大氣圈  40.2.3 生物圈  50.2.4 岩石圈  50.3 地球繫統  70.3.1 什麼是繫統  70.3.2 各個部分的相互關聯  80.4 地球科學中的時間與空間尺度  80.5 資源和環境問題  100.5.1 資源  100.5.2 環境問題  110.6 科學探索的本質  120.6.1 假說  120.6.2 理論  130.6.3 科學方法  13概念回顧：地球科學導論  14思考題  15章 物質成分和礦物組成  161.1 礦物：組成岩石的  171.1.1 礦物的定義  171.1.2 岩石的定義  181.2 原子：礦物的  191.2.1 質子、中子和電子的屬性  191.2.素：由質子數決定  201.3 原子結合的原因  211.3.1 八隅規則與化學鍵  211.3.2 離子鍵：電子轉移  211.3.3 共價鍵：共用電子  221.3.4 金屬鍵：電子自由移動  231.4 礦物的物理性質  231.4.1 光學性質  23.4.2 晶體形態和結晶習性  241.4.3 礦物強度  241.4.4 密度和比重  271.4.5 礦物的其他性質  271.5 礦物分類  281.5.1 硅酸鹽礦物  281.5.2 常見的淺色硅酸鹽  301.5.3 常見的暗色硅酸鹽礦物  311.5.4 重要的非硅酸鹽礦物  31概念回顧：物質成分和礦物組成  33思考題  35第2章 岩石：固體地球的物質  362.1 地球繫統：岩石循環  372.1.1 基本循環  372.1.2 其他途徑  372.2 火成岩：“浴火而生”  392.2.1 從岩漿到結晶岩  392.2.2 火成結構能告訴我們什麼？  402.2.3 火成岩的成分  412.2.4 火成岩的分類  412.2.5 不同火成岩的成因  442.3 岩石風化形成沉積物  452.3.1 機械風化作用  462.3.2 化學風化作用  472.4 沉積岩：壓實和膠結的沉積物  482.4.1 沉積岩分類  492.4.2 沉積物的石化作用  532.4.3 沉積岩的特征  532.5 變質岩：由老變新的岩石  542.5.1 變質作用的動力是什麼？  552.5.2 變質結構  572.5.3 常見的變質岩石  57概念回顧：岩石：固態岩石圈的組成物質  59思考題  61第3章 水成地貌  633.1 地球的外力作用  643.2 崩塌作用：重力作用的結果  643.2.1 崩塌作用和地貌形成  653.2.2 崩塌作用的控制和誘發  673.2.3 無誘因的滑坡？  683.3 水循環  683.4 流動的水  693.4.1 流域  703.4.2 河流繫統  703.4.3 水繫類型  713.5 流速  723.5.1 影響流速的因素  733.5.2 從上遊到下遊的變化  733.6 流水的作用  743.6.1 河流侵蝕  743.6.2 河流的搬運作用  753.6.3 河流的沉積作用  763.7 河道  763.7.1 基岩河道  763.7.2 衝積河道  763.8 河谷的形態  783.8.1 基準面和河流侵蝕  783.8.2 深切河谷  793.8.3 河谷拓寬  803.8.4 基準面的變化和深切的河曲  813.9 沉積地貌  813.9.1 三角洲  813.9.2 天然堤壩  833.10 洪水與防洪  833.10.1 洪水的成因  833.10.2 防洪  843.11 地下水：地表之下的水  853.11.1 地下水的重要性  853.11.2 地下水的地質作用  863.11.3 地下水的分布  863.11.4 影響地下水存儲和運動的 因素  873.11.5 隔水層與含水層  883.11.6 地下水的運動  883.12 泉、井和承壓繫統  883.12.1 泉  893.12.2 井  903.12.3 承壓繫統  903.13 地下水的環境問題  923.13.1 不可再生的地下水資源  923.13.2 地下水開采引起的地面沉降  933.13.3 地下水污染  933.14 地下水的地質作用  953.14.1 溶洞  953.14.2 喀斯特地貌  96概念回顧：水成地貌  98思考題  100第4章 冰川與干旱地貌  1024.1 冰川：兩個基本循環的一部分  1034.1.1 山嶽（阿爾卑斯）冰川  1034.1.2 冰蓋  1044.1.3 其他類型的冰川  1054.2 冰川如何移動  1054.2.1 觀察並測量冰川的運動  1064.2.2 冰川的估算：增長與消融  1074.3 冰蝕作用  1084.3.1 冰川如何侵蝕  1084.3.2 冰蝕地貌  1094.4 冰川沉積  1114.4.1 冰磧物的類型  1114.4.2 冰磧石、冰水沉積平原和 冰磧湖  1124.4.3 鼓丘、蛇丘和冰礫阜  1144.5 冰期冰川的其他作用  1154.6 冰期冰川作用的範圍  1164.7 荒原  1174.7.1 干涸土地的分布與成因  1184.7.2 水在干旱氣候中的作用  1204.8 盆地和山脈：多山荒漠地貌的演化  1214.9 風蝕作用  1224.9.1 風蝕、膨脹露頭和沙漠礫石蓋層  1234.9.2 風蝕作用  1254.10 風成沉積  1254.10.1 黃土  1254.10.2 沙丘  125概念回顧：冰川和干旱地貌  127思考題  129第5章 板塊構造論：一場科學的革命  1315.1 從大陸漂移說到板塊構造論  1325.2 大陸漂移說：超越時代的一個想法  1335.2.1 證據：大陸拼圖  1335.2.2 證據：跨海化石的吻合  1345.2.3 證據：岩石類型和地質 特征  1355.2.4 證據：古氣候  1355.3 大辯論  1375.3.1 對漂移學說的抵制  1375.4 板塊構造論  1385.4.1 覆蓋軟流圈的剛性岩石圈  1385.4.2 地球的主要板塊  1405.4.3 板塊邊界  1405.5 離散板塊邊界和海底擴張  1405.5.1 洋中脊和海底擴張  1405.5.2 大陸裂谷  1435.6 彙聚板塊邊界與俯衝作用  1435.6.1 洋－陸彙聚  1445.6.2 洋－洋彙聚  1455.6.3 陸－陸彙聚  1465.7 轉換板塊邊界  1475.8 檢驗板塊構造模型  1495.8.1 證據：大洋鑽探  1495.8.2 證據：地幔柱和熱點  1505.8.3 證據：古地磁學  1515.9 什麼驅使板塊運動？  1545.9.1 驅使板塊運動的力  1545.9.2 板塊－地幔對流模型  1565.10 板塊和板塊邊界如何變化？  1575.10.1 泛大陸的裂解  1575.10.2 未來的板塊構造  158概念回顧：板塊構造：一場科學的革命  159思考題  162第6章 動蕩的地球：地震、地質構造 和造山運動  1646.1 什麼是地震  1656.1.1 探索地震的成因  1666.1.2 斷層與地震  1676.2 地震學：地震波研究  1696.2.1 記錄地震的儀器  1696.3 震源定位  1716.4 確定地震大小  1726.4.1 烈度表  1736.4.2 震級表  1736.5 地震的破壞作用  1766.5.1 火災  1796.5.2 什麼是海嘯？  1796.6 地震帶與板塊邊界  1816.7 地球內部  1826.7.1 地球分層結構的形成  1836.7.2 探索地球內部：“透視”地球的地震波  1836.8 地球圈層  1846.8.1 地殼  1846.8.2 地幔  1846.8.3 地核  1856.9 岩石變形  1856.9.1 岩石為什麼變形  1856.9.2 岩石變形的類型  1856.10 褶皺：韌性變形構造  1866.10.1 背斜和向斜  1866.10.2 穹窿和盆地  1876.11 斷層：脆性變形構造  1886.11.1 傾向滑移斷層  1886.12 造山運動  1906.13 俯衝作用與造山運動  1916.13.1 島弧型造山運動  1926.13.2 安第斯型造山運動  1926.14 踫撞造山帶  1936.14.1 科迪勒拉型造山運動  1936.14.2 大陸踫撞：阿爾卑斯型造山 運動  194概念回顧：動蕩的地球：地震、地質構造和造山運動  197思考題  200第7章 火山及其他岩漿活動  2027.1 聖海倫火山和基拉韋阨火山  2037.2 火山噴發的性質  2047.2.1 影響黏度的因素  2047.2.2 寧靜式和爆裂式火山噴發  2057.3 火山噴發期間擠出的物質  2067.3.1 熔岩流  2067.3.2 氣體  2077.3.3 火成碎屑物  2077.4 火山結構  2097.5 盾狀火山  2107.5.1 莫納羅亞火山：地球上優選的盾狀火山  2107.5.2 夏威夷基拉韋阨火山：噴發的盾狀火山  2117.6 火山錐  2127.6.1 帕裡庫廷火山：各種火山錐的花園  2137.7 復式火山  2137.8 火山災害  2147.8.1 火山碎屑流：致命的自然力量  2157.8.2 火山泥流：活躍和不活躍火山錐的火山泥流  2167.8.3 其他火山災害  2167.9 其他火山地貌  2187.9.1 破火山口  2187.9.2 裂隙噴發和玄武岩高原  2207.9.3 火山頸和火山管道  2217.10 侵入岩漿活動  2217.10.1 侵入岩體的性質  2217.10.2 板狀侵入岩體：岩牆和岩席  2227.10.3 塊狀侵入岩體：岩基、岩株和岩蓋  2247.11 部分熔融和岩漿的成因  2247.11.1 部分熔融  2257.11.2 從固態岩石產生岩漿  2257.11.3 壓力降低：減壓熔融  2257.12 板塊構造和火山活動  2277.12.1 彙聚板塊邊界的火山活動  2277.12.2 離散板塊邊界的火山活動  2297.12.3 板內火山活動  229概念回顧：火山和其他岩漿活動  230思考題  233第8章 地質年代  2358.1 地質學簡史  2368.1.1 災變論  2368.1.2 現代地質學的誕生  2378.1.3 當代地質學  2378.2 創建年代表――相對定年原理  2378.2.1 年代表的重要性  2378.2.2 絕對年代和相對年代  2388.2.3 疊加原理  2388.2.4 原始水平原理  2388.2.5 穿切關繫原理  2398.2.6 包裹物原理  2398.2.7 不整合  2408.2.8 相對定年原理的應用  2418.3 化石：過去生命的證據  2438.3.1 化石類型  2438.3.2 保留化石的條件  2448.4 岩層對比  2448.4.1 有限區域內的對比  2458.4.2 化石對比  2458.5 放射性測年  2478.5.1 基本的原子結構回顧  2478.5.2 放射性  2478.5.3 半衰期  2488.5.4 使用不同的同位素  2498.5.5 C14測年  2498.6 地質年代表  2508.6.1 年代表的結構  2508.6.2 前寒武紀  2508.6.3 術語和地質年代表  2518.7 確定沉積岩的絕對年代  252概念回顧：地質年代  253思考題  254第9章 海洋：最後的淨土  2569.1 浩瀚的海洋世界  2579.1.1 海洋地理學  2579.1.2 對比海洋與大陸  2589.2 海水的構成  2589.2.1 鹽度  2599.2.2 海鹽的來源  2599.2.3 影響海水鹽度的過程  2599.3 溫度和密度隨深度的變化  2609.3.1 溫度變化  2619.3.2 密度變化  2619.3.3 海洋分層  2629.4 新興的海底圖像  2639.4.1 繪制海底地形圖  2639.4.2 從太空繪制海底地形圖  2649.4.3 海底  2669.5 大陸邊緣  2669.5.1 被動大陸邊緣  2669.5.2 活動大陸邊緣  2699.6 深海盆地的特征  2699.6.1 深海溝  2699.6.2 深海平原  2699.6.3 海底火山結構  2709.7 洋脊  2709.7.1 洋脊剖析  2709.7.2 洋脊抬升的原因  2719.8 海底沉積物  2729.8.1 海底沉積物的類型  2729.8.2 海底沉積物――氣候數據寶庫  273概念回顧：海洋：最後的淨土  274思考題  2760章 動蕩的海洋  27810.1 海洋的表層環流  27910.1.1 洋流模式  27910.1.2 洋流影響氣候  28110.2 上升流和深海環流  28210.2.1 海岸上升流  28210.2.2 深海環流  28310.3 海岸：一個動態界面  28410.4 波浪  28510.4.1 波浪的特征  28510.4.2 圓周運動  28610.4.3 碎波帶的波浪  28610.5 海灘和海岸的形成過程  28710.5.1 波浪侵蝕  28810.5.2 海灘上的泥沙運動  28810.6 海岸的特點  29010.6.1 侵蝕的特點  29010.6.2 沉積特征  29110.6.3 不斷變化的海岸  29210.7 海岸加固  29310.7.1 硬加固  29410.7.2 硬加固的替代方法  29510.8 美國海岸的比較  29610.8.1 大西洋和墨西哥灣海岸  29610.8.2 太平洋海岸  29710.8.3 海岸分類  29810.9 潮汐  29910.9.1 潮汐的成因  30010.9.2 月潮周期  30010.9.3 潮汐類型  30010.9.4 潮汐流  301概念回顧：動蕩的海洋  302思考題  3041章 大氣加熱  30611.1 關注大氣  30711.1.1 美國的天氣  30711.1.2 天氣和氣候  30711.2 大氣的組成  30911.2.1 主要成分  30911.2.2 二氧化碳（CO2）  31011.2.3 變化的成分  31011.2.4 臭氧減少――一個全球性問題  31111.3 大氣的垂向結構  31211.3.1 壓力變化  31211.3.2 溫度變化  31311.4 地日關繫  31511.4.1 地球運動  31511.4.2 四季的成因  31511.4.3 地球的方向  31611.4.4 夏至/鼕至和春分/秋分  31711.5 能量、熱量和溫度  31911.5.1 熱傳遞方式：傳導  31911.5.2 熱傳遞方式：對流  32011.5.3 熱傳遞方式：熱輻射  32011.6 大氣加熱  32211.6.1 吸收太陽輻射發生了什麼？  32211.6.2 反射和散射  32211.6.3 吸收  32311.6.4 大氣層變暖：溫室效應  3231.7 人類活動對全球氣候的影響  32411.7.1 二氧化碳含量增加  32411.7.2 大氣響應  32611.7.3 一些可能的後果  32611.8 氣溫數據  32711.9 影響氣溫的因素  32911.9.1 海陸分布  32911.9.2 海撥高度  33011.9.3 地理位置  33011.9.4 雲量和反照率  33111.10 氣溫的全球分布  332概念回顧：加熱大氣  333思考題  3352章 濕度、雲和降水  33712.1 水的相變  33812.1.1 冰、液態水和水汽  33812.1.2 潛熱  33812.2 濕度：空氣中的水汽  34012.2.1 飽和  34012.2.2 混合比  34112.2.3 相對濕度  34112.2.4 露點溫度  34312.2.5 測量濕度  34312.3 雲的形成基礎：絕熱冷卻  34412.3.1 霧、露和雲的形成  34412.3.2 絕熱溫度變化  34512.3.3 絕熱冷卻和凝結  34512.4 空氣上升過程  34612.4.1 地形抬升  34612.4.2 鋒面楔入  34712.4.3 局地對流抬升  34712.5 天氣的形成：大氣穩定度  34812.5.1 穩定度類型  34912.5.2 穩定度和日常天氣  35012.6 凝結和雲的形成  35112.6.1 雲的分類  35112.7 霧  35412.7.1 冷卻霧  35412.7.2 蒸發霧  35512.8 降水的形成  35712.8.1 冷雲降水：伯傑龍過程  35812.8.2 暖雲降水：踫並過程  35912.9 降水類型  35912.9.1 雨  36012.9.2 雪  36012.9.3 雨夾雪和凍雨  36012.9.4 冰雹  36012.9.5 霧凇  36112.10 降水的觀測  36212.10.1 降雪測量  36212.10.2 天氣雷達測量降水  362概念回顧：濕度、雲和降水  363思考題  3653章 大氣運動  36713.1 了解氣壓  36813.1.1 觀察氣壓  36913.1.2 測量氣壓  36913.2 影響風的因素  37013.2.1 科裡奧利力  37213.2.2 地面摩擦力  37313.3 高壓與低壓  37513.3.1 氣旋風和反氣旋風  37513.3.2 與高壓和低壓相關的 天氣  37613.4 大氣環流  37713.4.1 地球不自轉時的環流  37713.4.2 理想的全球環流  37713.4.3 大陸的影響  37813.4.4 西風帶  37913.5 局地風  38013.5.1 陸風和海風  38013.5.2 山風和谷風  38013.5.3 欽諾克風和聖塔安娜風  38113.6 風的觀測  38213.7 全球降水分布  383概念回顧：大氣運動  384思考題  3864章 天氣模式與惡劣天氣  38714.1 氣團  38814.1.1 氣團是什麼？  38814.1.2 氣團的發源地  38814.1.3 與氣團相關的天氣  38914.2 鋒面  39114.2.1 暖鋒  39114.2.2 冷鋒  39214.2.3 靜止鋒和錮囚鋒  39314.3 中緯度氣旋  39414.3.1 理想的中緯度氣旋天氣  39514.3.2 高空氣流的作用  39614.4 雷暴  39714.4.1 名稱的含義  39714.4.2 雷暴的形成  39814.4.3 雷暴發展的各個階段  39914.5 龍卷風  40014.5.1 龍卷風的形成和發展  40114.5.2 龍卷風的破壞性  40314.5.3 龍卷風預報  40414.6 颶風  40514.6.1 颶風概況  40614.6.2 颶風的形成與消亡  40714.6.3 颶風的破壞性  40814.6.4 颶風跟蹤  410概念回顧：天氣模式和惡劣天氣  411思考題  4135章 太陽繫的特點  41515.1 古代天文學  41615.1.1 天文學的黃金時代  41615.1.2 托勒密模型  41715.2 現代天文學的誕生  41915.2.1 哥白尼  41915.2.2 第谷  42015.2.3 開普勒  42015.2.4 伽利略  42215.2.5 牛頓  42415.3 太陽繫概述  42515.3.1 星雲說：太陽繫的形成  42515.3.2 行星：內部結構和大氣層  42715.3.3 行星踫撞  42915.4 地球的衛星――月球：古老 地體的碎片  43015.4.1 月球的成因  43015.5 類地行星  43315.5.1 水星：最靠內的行星  43315.5.2 金星：神秘的行星  43415.5.3 火星：紅色的行星  43515.6 類木行星  43715.6.1 木星：天體的主宰  43715.6.2 土星：優雅的行星  43915.6.3 天王星和海王星：雙胞胎  44115.7 太陽繫中的小型天體  44215.7.1 小行星：剩下的星子  44315.7.2 彗星：“髒雪球”  44415.7.3 彗星的範圍：柯伊伯帶 和奧爾特雲帶  44515.7.4 流星：地球的造訪者  44515.7.5 矮行星  447概念回顧：太陽繫的性質  448思考題  4506章 繫外宇宙  45216.1 宇宙  45316.1.1 宇宙有多大？  45316.1.2 宇宙簡史  45416.2 星際物質：星星的溫床  45516.2.1 亮星雲  45516.2.2 暗星雲  45716.3 星體分類：赫羅圖  45716.4 恆星演化  45916.4.1 恆星的誕生  45916.4.2 原恆星階段  46016.4.3 主序星階段  46016.4.4 紅巨星階段  46016.4.5 燃盡和消亡階段  46016.5 恆星殘骸  46216.5.1 白矮星  46216.5.2 中子星  46216.5.3 黑洞  46316.6 星繫和星團  46416.6.1 星繫分類  46416.6.2 星團  46616.6.3 星團踫撞  46616.7 大爆炸理論  46716.7.1 宇宙擴張的證據  46716.7.2 大爆炸理論的預言  46816.7.3 宇宙的命運是什麼？  468概念回顧：繫外宇宙  468思考題  470附錄A 公制和英制單位的換算  472附錄B 地球的網格繫統  474附錄C 相對濕度和露點溫度對照表  476附錄D 恆星的性質  478詞彙表  482

地球科學是以地球繫統（包括大氣圈、水圈、岩石圈、生物圈和日地空間）的過程與變化及其相互作用為研究對像的基礎學科。本書通過對地質學、海洋學、氣像學和天文學等的簡要介紹，旨在讓人們了解地球科學的基本原理。首先介紹了什麼是地球科學，然後分七篇分別介紹了構成地球的物質、地表的形成過程、地球內部活動、地球的演化、海洋學、大氣學、天文學等。全書通過日常生活中的示例，說明了地質、海洋、氣像和天文活動對生活的影響，同時說明了各學科在國民經濟發展中的作用。

（美）Frederick K. Lutgens（弗裡德雷克 K. 拉更斯），Edward J. Tarbuck（愛德華 J. 塔巴克） 著 徐學純等 譯