活力地球·地球面临的挑战

章节摘录

插图：生命在进化过程中产生了许多缓慢稳定的变化，对地球的成型产生了极大的影响。地球和其他行星及其卫星一样，都有地核、地幔、地壳，甚至大气圈、液态或固态的水圈。但是，只有地球拥有生物圈，而且，这个生物圈不仅仅包含生命体。只有融合了生命的岩石圈、水圈和大气圈才能组成完整的生物圈。板块构造是生命能在地球上繁衍的一个主要原因。也许，如果地球上不存在生命，这些活跃的板块运动也不会活动。大洋中形成碳酸钙的生物体吸收了大气中的二氧化碳（造成温室效应的重要气体）并将其储存于洋底的沉积物中。这能使地球表面的温度保持在板块构造有效运动的必须范围内，进而维持了地球的生存条件。原始大气成分中近25％是二氧化碳，与当前大气的氧气百分比大致相同。当时，到达地球的太阳光比现在少1／3，而高浓度的二氧化碳维持了地球的温度。如果缺少这种起稳定温度作用的气体，地球早已完全冻结，加上冰对阳光强大的反射作用，地球将变成一个冰球。事实上，在大约6亿8千万年前，地球上发生过最严重的冰川作用，那时，连热带地区都被封冻住了。在进化过程中。绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳，生成复杂有机物、氧气等副产物。在生命进化过程中，太阳在逐渐变热，因此大气中不再需要大量二氧化碳。如果生物圈没有将大气中的二氧化碳去除，那么地球早就遭遇了和火星一样的命运，早在几千万年前地表的高温就使海洋蒸发了；而如果地球一开始便拥有当前的大气，它会像水星一样冷。不管是哪种情况，生命都不会生存。起初，简单生物体生存于厌氧（缺少氧气）环境中，即氧气对于生命是有毒的。早在35亿年前，在光合作用起始阶段，当藻类建造了第一批叠层石时，植物生产的所有氧都与化学元素结合。这些氧被永远封存于地壳中。大约20亿年前，这些氧库吸纳了最大量的氧气。海洋与大气中的氧气开始逐渐积累。当氧含量到达较高水平时，复杂生物开始进化（表1）。当氧含量达到当前水平时，臭氧屏障使得植物和动物占领了陆地。

前言

现在，地球上的人口已超过60亿，我们每一个人都需要空气、食物、水和居住空间。地球还能承担多少人口？现存人口的两倍？是的，也许可以。由于地球处在不断变化的过程中，因而要对可用资源和未来的资源需求进行准确预测显得着实不易。我们周围正在发生的变化，其中一些是不可避免的自然演变的结果，但多数是人类活动引发的后果。如果想要了解人类面临的希望和灾难，我们必须更深入地了解环境变化的原因以及结果。对此环境地质科学将是解决之道。地球总是处在运动中。地壳运动会形成火山，断层不断移动会引发地震，地球表面太阳能的分布不均会引起风的激烈运动，形成巨大的破坏力。我们可能会把这些看作不幸的灾难，但是，如果没有这些能量运动，地球将呈现一片死寂。我们需要学会与这些巨大力量相处，也许还需要将其收为己用。只有学习环境地质学，我们才能实现这一目的。我们十分惊奇地发现，人类自身在地球上的活动事实上能对大自然的力量产生巨大作用。在50年前，科学家就意识到，燃烧煤、石油等化石燃料会改变大气中二氧化碳的含量。地球，大气圈、海洋和土壤形成的储层，能够吸收人类倾倒的任何废物。如今我们知道人类能够打破大自然的平衡，并且正在进行这个破坏过程。如果想要准确认识并抑制人类的影响，我们需要通过更详细地量化、分析、理解本书描述的碳、氮、水等地球大循环。

后记

2008年3月份，我有幸负责翻译乔恩·埃里克森（Jon Erickson）的著作《地球面临的挑战——环境与地质》。一开始阅读此书，我就喜欢上它通俗易懂、深入浅出的风格。不同于国内已经出版的专业书刊，本书更像是一本科普著作。不管是对地质学专业的学生，还是普通的科学爱好者来说，这都将是一本带领大家认识环境地质学的优秀参考书。环境地质学是研究人类活动和地质环境相互作用的学科，它是地质学的一个分支，也是一门融合了地质学、环境生态学、物理学和化学等学科知识的交叉性学科。原著的作者埃里克森是一名才学渊博的地质学家。在本书中，他不仅从专业的角度向我们介绍了自然地质作用对环境的影响，介绍了人类活动对环境的反作用，同时也从专业的角度提出了应对灾害的观点和对策。其中令我印象最深刻的一个观点是，降低洪水危害的最佳方法是“漫滩”，即人类退出洪水易发区，而不是在同样的漫滩上重建危险的家园，若漫滩必须开发，那么就需要建造保护堤、水库和改善河道。或许这个观点对于灾区的重建有一定启发：究竟人类应该主动地从危险地带撤退，还是应该在危险地带建立保护带7每个读者通过阅读本书后都将有自己的见解。

内容概要

作者：（美国）乔恩·埃里克森 译者：杨心鸽

书籍目录

简表致谢序言简介1  大自然的平衡  自然进程  生物圈／盖亚假说／动态平衡／能量收支／洋流  地球化学碳循环／氮循环2  环境恶化  生态及污染  大气污染／酸沉降／地表水污染／地下水污染  废弃物处置／环境修复3  气候变化  温室效应  人类气候／温室气体／全球气候变暖  火山对气候的影响／暴风雨／对抗气候变化4  水文地质作用  水流和洪灾  水循环／水文制图／河川水流／地下水流  灌溉／洪水危害／洪水类型／洪水控制5  海岸演变  海岸和河口  潮盆／海岸侵蚀／海岸沉积／海岸沉降／沿海被淹没  沿海洪水／海浪作用／海啸6  大地构造灾害  地震和火山  地面运动／地震危害／灾害防治／地震预测  火山活动／危险的火山／预测火山喷发7  土地流失  侵蚀和滑坡  土壤侵蚀／河流冲刷／风力侵蚀／冰川侵蚀  地球运动／地面破坏8  沙漠化  沙漠和旱灾  世界沙漠／干旱地区／旱灾成因／尘暴  人造沙漠／沙尘暴／沙丘9  自然资源  工业原料的消耗  能源／矿物／矿床／保护资源  循环利用／可再生能源10  土地利用  地貌的改变  全球环境／森林砍伐／生态环境毁坏／土地滥用  城市化／土地使用规划结语专业术语译后记

编辑推荐

《活力地球·地球面临的挑战:环境与地质》：我们每一个人都需要空气、食物、水和居住空间。地球还能承担多少人口？未知的希望和灾难在哪里？环境地质科学将是解决之道。认识面临的挑战，维护我们生存的地球。人类活动导致的环境变化正影响着人类的生存。

作者简介

《活力地球·地球面临的挑战:环境与地质》内容简介：环境地质学是一门相对较新的学科。它涉及人和地质环境的关系，主要研究由人类活动引起的自然环境恶化及生态问题。环境地质学应用地质学知识去解决自然和人为的环境问题。环境地质学的其他重要主题包括生态学（生命及其生存环境的相互关系）、水文学（研究从海洋到大陆的水循环）、自然资源（矿产资源和能源资源）和土地利用（地球表面土地的利用）。

地球一直在变化。这些变化有些是自然演变的结果，但是也有很多是由人类活动引起的。随着人口数量的快速增长，人们的需求也随之增加，由于人类活动引起的环境污染正不断地改变着地球。在某种意义上，这种改变足以与长期的地质作用的影响相提并论。因为人类对于环境的影响是全球范围的，与大火山爆发类似，所以人们称之为“人类火山”。因此人类成了地质活动的重要组成部分。

《活力地球·地球面临的挑战:环境与地质》首先介绍了自然力量，介绍它们是如何影响地球生存环境并维持生物循环的，接着研究了大气和水污染，废弃物处置和环境修复，然后探讨了温室气体和大气污染影响气候的方式，之后介绍了气候对大陆水分布的作用，洪水的影响以及如何控制洪水从而拯救人类生命和财产，继而探讨了河，流运载的沉积物到达海洋时，海岸过程对沿海居民的影响，并探讨了海洋如何开垦新陆地。



点击链接进入科普读物系列：

  活力地球•寻找地球的宝藏:化石与矿物  



  活力地球•生命的舞台:地球历史演义  



  活力地球•地球面临的挑战:环境与地质  



  活力地球•蓝色星球:海底世界的源起  



  活力地球•地球的入侵者:小行星、彗星和陨星  



  活力地球•揭开地球神秘的面纱:板块构造  



  活力地球•探索地表的奥秘:岩石与特殊地质  



  活力地球•地球上失落的生命:大灭绝  



  活力地球•沧海桑田:地球之形成  



  活力地球•地球的灾难:地震、火山及其他地质灾害

图书封面

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