美国国家研究委员会（NRC）固体地球科学重大研究问题委员会，在广泛研究和征求专家意见的基础上，归纳总结出２１世纪固体地球科学研究的十大科学问题，并将其归结为四大类主题进行阐述：“起源”——地球与太阳系其他行星的起源，地球的早期历史，生命起源；“内部地球”——地球内部的运行与地表的现状，包括地球的物质特性及其对地球过程的基础作用；“宜居星球”——气候与气候变化，地球生命相互作用；“灾害与资源”——地震、火山，以及与地球内、地球上的水和其他流体相关的现代环境问题。
本书对科学问题的论述深入浅出，适合地球科学领域的科研、教育和管理工作者以及研究生阅读。
样章试读
目录
- 中文版序
Preface for Chinese Edition
译者序
前言
致谢
摘要
第一篇 起源
问题1:地球和其他行星是如何形成的?
行星怎样在恒星周围形成?
太阳系行星如何形成?
陨石就地球的起源显示了些什么?
地球的化学组成是什么?
月球是经大撞击形成的吗?
小结
问题2:地球“黑暗时期”(地球诞生后的最初5 亿年)究竟发生了什么?
地球向目前环境的转变如何发生?
地球如何形成海洋和大气?
地球金属核何时和如何形成?
最早的地壳如何形成和由什么形成?
小结
问题3:生命是如何起源的?
自上而下与自下而上的方法
实验室线索
生命如何出现?
生命何时出现?
生命起源不止一次?
什么是生命,而什么又不是生命?
是否存在地外生命?
小结
第二篇 内部地球
问题4:地球内部如何运动及其如何影响地表?
对流和热流
地幔对流和地球热演化之间有何关系?
关于地幔对流和热传递, 地幔柱告诉了我们什么?
地幔是整体对流还是分层流动?
地球的内核何时形成?
地球磁场随时间如何演化?
地幔对流的化学结果是什么?
小结
问题5:地球为何拥有板块构造和大陆?
何为板块构造?
为何存在板块构造?
板块构造何时开始?
什么造成了新板块边界的形成?
大陆如何形成?
下伏地幔如何影响大陆形成?
大陆在漫长的历史中是如何演化的?
气候、构造和剥蚀是如何造就地貌景观的?
小结
问题6:物质特征如何控制地球演化过程?
行星内部由什么矿物构成?
固体地球内有多少水?
矿物和流体如何反应?
能够预测大范围、多尺度和极端缓慢的地质过程吗?
小结
第三篇 宜居星球
问题7:什么原因引起气候变化,气候变化幅度能有多大?
什么过程控制了气候变化?
气候因何保持在宜人的范围之内?
是什么造成了地质年代中异常温暖和异常寒冷时期?
是什么触发了气候突变?
可以确定地球过去的CO2 历史吗?
小结
问题8:生命如何改变地球,地球又如何塑造生命?
生命是如何影响地质过程的?
生命在这个可居住的地表环境寄养了多长时间?
生物体如何影响大气和海洋中的充氧作用?
生命和地球之间的其他互相作用
是什么造成生物大灭绝?
什么主宰着生物多样性的历史?
小结
第四篇 灾害与资源
问题9:能够预测地震、火山喷发及其后果吗?
地震灾害
地震预测:何地、何时与多大?
预测地震何地发生
预测地震何时发生?
长期预测
短期预测可能吗?
复杂性
地震前能够发出多少预警?
强地面运动预测
慢地震的作用是什么?
海啸
火山灾害
是什么控制了火山喷发的大小、频率和方式?
火山喷发的哪些方面可以预测?
小结
问题10:流体流动和搬运如何影响人类环境?
流体在地质介质中如何流动?
流体-岩石化学和生物学相互作用如何影响流体的流动?
热反应和机械反应如何影响流体的流动?
地下流体的行为可以预测吗?
多时间和多长度尺度对流体岩石体系的影响是什么?
地球过程中水的作用可以预测吗?
可以通过管理地形来维持人口和生态系统吗?
小结
参考文献
附录A 委员会成员简介
附录B 缩写词和缩略语
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