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地球科學(xué)與生活(第7版) 讀者對象:本書可作為非地球科學(xué)專業(yè)本科生的地球科學(xué)導(dǎo)論性教材,也可作為相關(guān)人員了解地球科學(xué)的科普圖書。
地球科學(xué)是以地球系統(tǒng)(包括大氣圈、水圈、巖石圈、生物圈和日地空間)的過程與變化及其相互作用為研究對象的基礎(chǔ)學(xué)科。本書通過對地質(zhì)學(xué)、海洋學(xué)、氣象學(xué)和天文學(xué)等的簡要介紹,讓人們了解地球科學(xué)的基本原理。首先介紹什么是地球科學(xué),然后分7個單元分別介紹構(gòu)成地球的物質(zhì)、地表的形成過程、地球內(nèi)部活動、地球的演化、海洋學(xué)、大氣學(xué)、天文學(xué)等。全書通過日常生活中的示例,說明了地質(zhì)、海洋、氣象和天文活動對生活的影響,同時說明了各學(xué)科在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用。本書可作為高校理工科專業(yè)學(xué)生地球科學(xué)導(dǎo)論的教材,也可供其他需要了解地球科學(xué)是什么的人士閱讀和參考。
Frederick K. Lutgens(弗里德雷克?K. 拉更斯):美國伊利諾伊大學(xué)教授,長期從事氣象學(xué)、地質(zhì)學(xué)的教學(xué)與研究工作。Frederick K. Lutgens與同事Edward J. Tarbuck已有50多年的教學(xué)和教材編寫經(jīng)驗(yàn),并且都是公認(rèn)的杰出教授。1983年,Dennis Tasa加入教材編寫團(tuán)隊,主要從事繪圖工作。三人合作,完成了氣象學(xué)、地球科學(xué)、地質(zhì)學(xué)等教材的撰寫與更新。
徐學(xué)純:吉林大學(xué)地學(xué)部地球科學(xué)學(xué)院教授,博士生導(dǎo)師,主要從事巖石學(xué)、變質(zhì)地質(zhì)學(xué)的研究和教學(xué)工作;在國內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物和學(xué)術(shù)會議上發(fā)表論文100多篇,合作出版專著10部,主持和參加國家科技專項、自然科學(xué)基金等各類科技項目50多項;曾獲中國青年地質(zhì)科技獎——金錘獎、教育部科技進(jìn)步一等獎等多項國家和省級科技獎勵。
第0章 地球科學(xué)導(dǎo)論 1
0.1 什么是地球科學(xué) 2 0.2 地球的圈層 3 0.2.1 水圈 4 0.2.2 大氣圈 4 0.2.3 生物圈 5 0.2.4 巖石圈 5 0.3 地球系統(tǒng) 7 0.3.1 什么是系統(tǒng) 7 0.3.2 各個部分的相互關(guān)聯(lián) 8 0.4 地球科學(xué)中的時間與空間尺度 8 0.5 資源和環(huán)境問題 10 0.5.1 資源 10 0.5.2 環(huán)境問題 11 0.6 科學(xué)探索的本質(zhì) 12 0.6.1 假說 12 0.6.2 理論 13 0.6.3 科學(xué)方法 13 概念回顧:地球科學(xué)導(dǎo)論 14 思考題 15 第1單元 地球物質(zhì) 第1章 物質(zhì)成分和礦物組成 16 1.1 礦物:組成巖石的基本單元 17 1.1.1 礦物的定義 17 1.1.2 巖石的定義 18 1.2 原子:礦物的結(jié)構(gòu)單元 19 1.2.1 質(zhì)子、中子和電子的屬性 19 1.2.2 元素:由質(zhì)子數(shù)決定 20 1.3 原子結(jié)合的原因 21 1.3.1 八隅規(guī)則與化學(xué)鍵 21 1.3.2 離子鍵:電子轉(zhuǎn)移 21 1.3.3 共價鍵:共用電子 22 1.3.4 金屬鍵:電子自由移動 23 1.4 礦物的物理性質(zhì) 23 1.4.1 光學(xué)性質(zhì) 23 1.4.2 晶形和晶體習(xí)性 24 1.4.3 礦物強(qiáng)度 24 1.4.4 密度和比重 27 1.4.5 礦物的其他性質(zhì) 27 1.5 礦物分類 28 1.5.1 硅酸鹽礦物 28 1.5.2 常見的淺色硅酸鹽 30 1.5.3 常見的暗色硅酸鹽礦物 31 1.5.4 重要的非硅酸鹽礦物 31 概念回顧:物質(zhì)成分和礦物組成 33 思考題 35 第2章 巖石:固體地球的物質(zhì) 36 2.1 地球系統(tǒng):巖石循環(huán) 37 2.1.1 基本循環(huán) 37 2.1.2 其他途徑 37 2.2 火成巖:“浴火而生” 39 2.2.1 從巖漿到結(jié)晶巖 39 2.2.2 火成結(jié)構(gòu)能告訴我們什么? 40 2.2.3 火成巖的成分 41 2.2.4 火成巖的分類 41 2.2.5 不同火成巖的成因 44 2.3 巖石風(fēng)化形成沉積物 45 2.3.1 機(jī)械風(fēng)化作用 46 2.3.2 化學(xué)風(fēng)化作用 47 2.4 沉積巖:壓實(shí)和膠結(jié)的沉積物 48 2.4.1 沉積巖分類 49 2.4.2 沉積物的石化作用 53 2.4.3 沉積巖的特征 53 2.5 變質(zhì)巖:由老變新的巖石 54 2.5.1 變質(zhì)作用的動力是什么? 55 2.5.2 變質(zhì)結(jié)構(gòu) 57 2.5.3 常見的變質(zhì)巖石 57 概念回顧:巖石:固態(tài)巖石圈的組成物質(zhì) 59 思考題 61 第2單元 地表變遷 第3章 水成地貌 63 3.1 地球的外力作用 64 3.2 崩塌作用:重力作用的結(jié)果 64 3.2.1 崩塌作用和地貌形成 65 3.2.2 崩塌作用的控制和誘發(fā) 67 3.2.3 無誘因的滑坡? 68 3.3 水循環(huán) 68 3.4 流動的水 69 3.4.1 流域 70 3.4.2 河流系統(tǒng) 70 3.4.3 水系類型 71 3.5 流速 72 3.5.1 影響流速的因素 73 3.5.2 從上游到下游的變化 73 3.6 流水的作用 74 3.6.1 河流侵蝕 74 3.6.2 河流的搬運(yùn)作用 75 3.6.3 河流的沉積作用 76 3.7 河道 76 3.7.1 基巖河道 76 3.7.2 沖積河道 76 3.8 河谷的形態(tài) 78 3.8.1 基準(zhǔn)面和河流侵蝕 78 3.8.2 深切河谷 79 3.8.3 河谷拓寬 80 3.8.4 基準(zhǔn)面的變化和深切的河曲 81 3.9 沉積地貌 81 3.9.1 三角洲 81 3.9.2 天然堤壩 83 3.10 洪水與防洪 83 3.10.1 洪水的成因 83 3.10.2 防洪 84 3.11 地下水:地表之下的水 85 3.11.1 地下水的重要性 85 3.11.2 地下水的地質(zhì)作用 86 3.11.3 地下水的分布 86 3.11.4 影響地下水存儲和運(yùn)動的因素 87 3.11.5 隔水層與含水層 88 3.11.6 地下水的運(yùn)動 88 3.12 泉、井和承壓系統(tǒng) 88 3.12.1 泉 89 3.12.2 井 90 3.12.3 承壓系統(tǒng) 90 3.13 地下水的環(huán)境問題 92 3.13.1 不可再生的地下水資源 92 3.13.2 地下水開采引起的地面沉降 93 3.13.3 地下水污染 93 3.14 地下水的地質(zhì)作用 95 3.14.1 溶洞 95 3.14.2 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 102 4.1 冰川:兩個基本循環(huán)的一部分 103 4.1.1 山岳(阿爾卑斯)冰川 103 4.1.2 冰蓋 104 4.1.3 其他類型的冰川 105 4.2 冰川如何移動 105 4.2.1 觀察并測量冰川的運(yùn)動 106 4.2.2 冰川的估算:增長與消融 107 4.3 冰蝕作用 108 4.3.1 冰川如何侵蝕 108 4.3.2 冰蝕地貌 109 4.4 冰川沉積 111 4.4.1 冰磧物的類型 111 4.4.2 冰磧石、冰水沉積平原和冰磧湖 112 4.4.3 鼓丘、蛇丘和冰礫阜 114 4.5 冰期冰川的其他作用 115 4.6 冰期冰川作用的范圍 116 4.7 荒漠 117 4.7.1 干涸土地的分布與成因 118 4.7.2 水在干旱氣候中的作用 120 4.8 盆地和山脈:多山荒漠地貌的演化 121 4.9 風(fēng)蝕作用 122 4.9.1 風(fēng)蝕、膨脹露頭和沙漠礫石蓋層 123 4.9.2 風(fēng)蝕作用 125 4.10 風(fēng)成沉積 125 4.10.1 黃土 125 4.10.2 沙丘 125 概念回顧:冰川和干旱地貌 127 思考題 129 第3單元 內(nèi)部力 第5章 板塊構(gòu)造:一場科學(xué)的革命 131 5.1 從大陸漂移說到板塊構(gòu)造論 132 5.2 大陸漂移說:超越時代的一個想法 133 5.2.1 證據(jù):大陸拼圖 133 5.2.2 證據(jù):跨;奈呛 134 5.2.3 證據(jù):巖石類型和地質(zhì)特征 135 5.2.4 證據(jù):古氣候 135 5.3 大辯論 137 5.3.1 對漂移學(xué)說的抵制 137 5.4 板塊構(gòu)造論 138 5.4.1 覆蓋軟流圈的剛性巖石圈 138 5.4.2 地球的主要板塊 139 5.4.3 板塊邊界 139 5.5 離散板塊邊界和海底擴(kuò)張 140 5.5.1 洋中脊和海底擴(kuò)張 140 5.5.2 大陸裂谷 142 5.6 匯聚板塊邊界與俯沖作用 143 5.6.1 洋-陸匯聚 144 5.6.2 洋-洋匯聚 145 5.6.3 陸-陸匯聚 146 5.7 轉(zhuǎn)換板塊邊界 147 5.8 檢驗(yàn)板塊構(gòu)造模型 149 5.8.1 證據(jù):大洋鉆探 149 5.8.2 證據(jù):地幔柱和熱點(diǎn) 150 5.8.3 證據(jù):古地磁學(xué) 151 5.9 板塊運(yùn)動的驅(qū)動力是什么? 154 5.9.1 板塊運(yùn)動的驅(qū)動力 154 5.9.2 板塊-地幔對流模型 156 5.10 板塊和板塊邊界如何變化? 157 5.10.1 泛大陸的裂解 157 5.10.2 未來的板塊構(gòu)造 158 概念回顧:板塊構(gòu)造:一場科學(xué)的革命 159 思考題 162 第6章 動蕩的地球:地震、地質(zhì)構(gòu)造和 造山運(yùn)動 164 6.1 什么是地震 165 6.1.1 探索地震的成因 166 6.1.2 斷層與地震 167 6.2 地震學(xué):地震波研究 169 6.2.1 記錄地震的儀器 169 6.2.2 地震波 170 6.3 震源定位 171 6.4 確定地震大小 172 6.4.1 烈度表 173 6.4.2 震級表 173 6.5 地震的破壞作用 176 6.5.1 火災(zāi) 179 6.5.2 什么是海嘯? 179 6.6 地震帶與板塊邊界 181 6.7 地球內(nèi)部 182 6.7.1 地球分層結(jié)構(gòu)的形成 183 6.7.2 探索地球內(nèi)部:“透視”地球的 地震波 183 6.8 地球圈層 184 6.8.1 地殼 184 6.8.2 地幔 184 6.8.3 地核 185 6.9 巖石變形 185 6.9.1 巖石為什么變形 185 6.9.2 巖石變形的類型 185 6.10 褶皺:韌性變形構(gòu)造 186 6.10.1 背斜和向斜 186 6.10.2 穹窿和盆地 187 6.11 斷層:脆性變形構(gòu)造 188 6.11.1 傾向滑移斷層 188 6.12 造山運(yùn)動 190 6.13 俯沖作用與造山運(yùn)動 191 6.13.1 島弧型造山運(yùn)動 192 6.13.2 安第斯型造山運(yùn)動 192 6.14 碰撞造山帶 193 6.14.1 科迪勒拉型造山運(yùn)動 193 6.14.2 大陸碰撞:阿爾卑斯型造山運(yùn)動 194 概念回顧:動蕩的地球:地震、地質(zhì)構(gòu)造和 造山運(yùn)動 197 思考題 200 第7章 火山及其他巖漿活動 202 7.1 圣海倫火山和基拉韋厄火山 203 7.2 火山噴發(fā)的性質(zhì) 204 7.2.1 影響?zhàn)ざ鹊囊蛩? 204 7.2.2 寧靜式和爆裂式火山噴發(fā) 205 7.3 火山噴發(fā)期間擠出的物質(zhì) 206 7.3.1 熔巖流 206 7.3.2 氣體 207 7.3.3 火成碎屑物 207 7.4 火山結(jié)構(gòu) 209 7.5 盾狀火山 210 7.5.1 莫納羅亞火山:地球上最大的盾狀火山 210 7.5.2 夏威夷基拉韋厄火山:噴發(fā)的盾狀火山 211 7.6 火山錐 212 7.6.1 帕里庫廷火山:各種火山錐的花園 213 7.7 復(fù)式火山 213 7.8 火山災(zāi)害 214 7.8.1 火山碎屑流:致命的自然力量 215 7.8.2 火山泥流:活躍和不活躍火山錐的 火山泥流 216 7.8.3 其他火山災(zāi)害 216 7.9 其他火山地貌 218 7.9.1 破火山口 218 7.9.2 裂隙噴發(fā)和玄武巖高原 220 7.9.3 火山頸和火山管道 221 7.10 侵入巖漿活動 221 7.10.1 侵入巖體的性質(zhì) 221 7.10.2 板狀侵入巖體:巖墻和巖席 222 7.10.3 塊狀侵入巖體:巖基、巖株和巖蓋 224 7.11 部分熔融和巖漿的成因 224 7.11.1 部分熔融 225 7.11.2 從固態(tài)巖石產(chǎn)生巖漿 225 7.11.3 壓力降低:減壓熔融 225 7.12 板塊構(gòu)造和火山活動 227 7.12.1 匯聚板塊邊界的火山活動 227 7.12.2 離散板塊邊界的火山活動 229 7.12.3 板內(nèi)火山活動 229 概念回顧:火山和其他巖漿活動 230 思考題 233 第4單元 地球歷史 第8章 地質(zhì)年代 235 8.1 地質(zhì)學(xué)簡史 236 8.1.1 災(zāi)變論 236 8.1.2 現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)的誕生 237 8.1.3 當(dāng)代地質(zhì)學(xué) 237 8.2 創(chuàng)建年代表——相對定年原理 237 8.2.1 年代表的重要性 237 8.2.2 絕對年代和相對年代 238 8.2.3 疊加原理 238 8.2.4 原始水平原理 238 8.2.5 穿切關(guān)系原理 239 8.2.6 包體原理 239 8.2.7 不整合 240 8.2.8 相對定年原理的應(yīng)用 241 8.3 化石:過去生命的證據(jù) 243 8.3.1 化石類型 243 8.3.2 保留化石的條件 244 8.4 巖層對比 244 8.4.1 有限區(qū)域內(nèi)的對比 245 8.4.2 化石對比 245 8.5 放射性測年 247 8.5.1 基本的原子結(jié)構(gòu)回顧 247 8.5.2 放射性 247 8.5.3 半衰期 248 8.5.4 使用不同的同位素 249 8.5.5 C14測年 249 8.6 地質(zhì)年代表 250 8.6.1 年代表的結(jié)構(gòu) 250 8.6.2 前寒武紀(jì) 250 8.6.3 術(shù)語和地質(zhì)年代表 251 8.7 確定沉積巖的絕對年代 252 概念回顧:地質(zhì)年代 253 思考題 254 第5單元 全球海洋 第9章 海洋:最后的凈土 256 9.1 浩瀚的海洋世界 257 9.1.1 海洋地理學(xué) 257 9.1.2 對比海洋與大陸 258 9.2 海水的構(gòu)成 258 9.2.1 鹽度 259 9.2.2 海鹽的來源 259 9.2.3 影響海水鹽度的過程 259 9.3 溫度和密度隨深度的變化 260 9.3.1 溫度變化 261 9.3.2 密度變化 261 9.3.3 海洋分層 262 9.4 新興的海底圖像 263 9.4.1 繪制海底地形圖 263 9.4.2 從太空繪制海底地形圖 264 9.4.3 海底地貌單元 266 9.5 大陸邊緣 266 9.5.1 被動大陸邊緣 266 9.5.2 活動大陸邊緣 268 9.6 深海盆地的特征 269 9.6.1 深海溝 269 9.6.2 深海平原 269 9.6.3 海底火山結(jié)構(gòu) 270 9.7 洋脊 270 9.7.1 洋脊剖析 270 9.7.2 洋脊抬升的原因 271 9.8 海底沉積物 272 9.8.1 海底沉積物的類型 272 9.8.2 海底沉積物——?dú)夂驍?shù)據(jù)寶庫 273 概念回顧:海洋:最后的凈土 274 思考題 276 第10章 動蕩的海洋 278 10.1 海洋的表層流 279 10.1.1 洋流模式 279 10.1.2 洋流影響氣候 281 10.2 上升流和深海環(huán)流 282 10.2.1 海岸上升流 282 10.2.2 深海環(huán)流 283 10.3 海岸:一個動態(tài)界面 284 10.4 波浪 285 10.4.1 波浪的特征 285 10.4.2 圓周運(yùn)動 286 10.4.3 碎波帶的波浪 286 10.5 海灘和海岸的形成過程 287 10.5.1 波浪侵蝕 288 10.5.2 海灘上的泥沙運(yùn)動 288 10.6 海岸的特點(diǎn) 290 10.6.1 侵蝕的特點(diǎn) 290 10.6.2 沉積特征 291 10.6.3 不斷變化的海岸 292 10.7 海岸加固 293 10.7.1 硬加固 294 10.7.2 硬加固的替代方法 295 10.8 美國海岸的比較 296 10.8.1 大西洋和墨西哥灣海岸 296 10.8.2 太平洋海岸 297 10.8.3 海岸分類 298 10.9 潮汐 299 10.9.1 潮汐的成因 300 10.9.2 月潮周期 300 10.9.3 潮汐類型 300 10.9.4 潮汐流 301 概念回顧:動蕩的海洋 302 思考題 304 第6單元 動態(tài)大氣 第11章 大 氣 加 熱 306 11.1 關(guān)注大氣 307 11.1.1 美國的天氣 307 11.1.2 天氣和氣候 307 11.2 大氣的組成 309 11.2.1 主要成分 309 11.2.2 二氧化碳(CO2) 310 11.2.3 變化的成分 310 11.2.4 臭氧減少—— 一個全球性問題 311 11.3 大氣的垂向結(jié)構(gòu) 312 11.3.1 壓力變化 312 11.3.2 溫度變化 313 11.4 地日關(guān)系 315 11.4.1 地球運(yùn)動 315 11.4.2 四季的成因 315 11.4.3 地球的方向 316 11.4.4 夏至/冬至和春分/秋分 317 11.5 能量、熱量和溫度 319 11.5.1 熱傳遞方式:傳導(dǎo) 319 11.5.2 熱傳遞方式:對流 320 11.5.3 熱傳遞方式:熱輻射 320 11.6 大氣加熱 322 11.6.1 吸收太陽輻射發(fā)生了什么? 322 11.6.2 反射和散射 322 11.6.3 吸收 323 11.6.4 大氣層變暖:溫室效應(yīng) 323 11.7 人類活動對全球氣候的影響 324 11.7.1 二氧化碳含量增加 324 11.7.2 大氣響應(yīng) 326 11.7.3 一些可能的后果 326 11.8 氣溫數(shù)據(jù) 327 11.9 影響氣溫的因素 329 11.9.1 海陸分布 329 11.9.2 海拔高度 330 11.9.3 地理位置 330 11.9.4 云量和反照率 331 11.10 氣溫的全球分布 332 概念回顧:加熱大氣 333 思考題 335 第12章 濕度、云和降水 337 12.1 水的相變 338 12.1.1 冰、液態(tài)水和水汽 338 12.1.2 潛熱 338 12.2 濕度:空氣中的水汽 340 12.2.1 飽和 340 12.2.2 混合比 341 12.2.3 相對濕度 341 12.2.4 露點(diǎn)溫度 343 12.2.5 測量濕度 343 12.3 云的形成基礎(chǔ):絕熱冷卻 344 12.3.1 霧、露和云的形成 344 12.3.2 絕熱溫度變化 345 12.3.3 絕熱冷卻和凝結(jié) 345 12.4 空氣上升過程 346 12.4.1 地形抬升 346 12.4.2 鋒面楔入 347 12.4.3 輻合 347 12.4.4 局地對流抬升 347 12.5 天氣的形成:大氣穩(wěn)定度 348 12.5.1 穩(wěn)定度類型 349 12.5.2 穩(wěn)定度和日常天氣 350 12.6 凝結(jié)和云的形成 351 12.6.1 云的分類 351 12.7 霧 354 12.7.1 冷卻霧 354 12.7.2 蒸發(fā)霧 355 12.8 降水的形成 357 12.8.1 冷云降水:伯杰龍過程 358 12.8.2 暖云降水:碰并過程 359 12.9 降水類型 359 12.9.1 雨 360 12.9.2 雪 360 12.9.3 雨夾雪和凍雨 360 12.9.4 冰雹 360 12.9.5 霧凇 361 12.10 降水的測量 362 12.10.1 降雪測量 362 12.10.2 天氣雷達(dá)測量降水 362 概念回顧:濕度、云和降水 363 思考題 365 第13章 大氣運(yùn)動 367 13.1 了解氣壓 368 13.1.1 氣壓可視化 369 13.1.2 測量氣壓 369 13.2 影響風(fēng)的因素 370 13.2.1 科里奧利效應(yīng) 372 13.2.2 地面摩擦力 373 13.3 高壓與低壓 375 13.3.1 氣旋風(fēng)和反氣旋風(fēng) 375 13.3.2 與高壓和低壓相關(guān)的天氣 376 13.4 大氣環(huán)流 377 13.4.1 地球不自轉(zhuǎn)時的環(huán)流 377 13.4.2 理想的全球環(huán)流 377 13.4.3 大陸的影響 378 13.4.4 西風(fēng)帶 379 13.5 局地風(fēng) 380 13.5.1 陸風(fēng)和海風(fēng) 380 13.5.2 山風(fēng)和谷風(fēng) 380 13.5.3 欽諾克風(fēng)和圣塔安娜風(fēng) 381 13.6 風(fēng)的觀測 382 13.7 全球降水分布 383 概念回顧:大氣運(yùn)動 384 思考題 386 第14章 天氣模式與惡劣天氣 387 14.1 氣團(tuán) 388 14.1.1 氣團(tuán)是什么? 388 14.1.2 氣團(tuán)的發(fā)源地 388 14.1.3 與氣團(tuán)相關(guān)的天氣 389 14.2 鋒面 391 14.2.1 暖鋒 391 14.2.2 冷鋒 392 14.2.3 靜止鋒和錮囚鋒 393 14.3 中緯度氣旋 394 14.3.1 理想的中緯度氣旋天氣 395 14.3.2 高空氣流的作用 396 14.4 雷暴 397 14.4.1 名稱的含義 397 14.4.2 雷暴的形成 398 14.4.3 雷暴發(fā)展的各個階段 399 14.5 龍卷風(fēng) 400 14.5.1 龍卷風(fēng)的形成和發(fā)展 401 14.5.2 龍卷風(fēng)的破壞性 403 14.5.3 龍卷風(fēng)預(yù)報 404 14.6 颶風(fēng) 405 14.6.1 颶風(fēng)概況 406 14.6.2 颶風(fēng)的形成與消亡 407 14.6.3 颶風(fēng)的破壞性 408 14.6.4 颶風(fēng)跟蹤 410 概念回顧:天氣模式和惡劣天氣 411 思考題 413 第7單元 地球在宇宙中的位置 第15章 太陽系的特點(diǎn) 415 15.1 古代天文學(xué) 416 15.1.1 天文學(xué)的黃金時代 416 15.1.2 托勒密模型 417 15.2 現(xiàn)代天文學(xué)的誕生 419 15.2.1 哥白尼 419 15.2.2 第谷 420 15.2.3 開普勒 420 15.2.4 伽利略 422 15.2.5 牛頓 424 15.3 太陽系概述 425 15.3.1 星云說:太陽系的形成 425 15.3.2 行星:內(nèi)部結(jié)構(gòu)和大氣層 427 15.3.3 行星碰撞 429 15.4 地球的衛(wèi)星——月球:古老地體的碎片 430 15.4.1 月球的成因 430 15.5 類地行星 433 15.5.1 水星:最靠內(nèi)的行星 433 15.5.2 金星:神秘的行星 434 15.5.3 火星:紅色的行星 435 15.6 類木行星 437 15.6.1 木星:天體的主宰 437 15.6.2 土星:優(yōu)雅的行星 439 15.6.3 天王星和海王星:雙胞胎 441 15.7 太陽系中的小型天體 442 15.7.1 小行星:剩下的星子 443 15.7.2 彗星:“臟雪球” 444 15.7.3 彗星的范圍:柯伊伯帶和奧爾特 云帶 445 15.7.4 流星:地球的造訪者 445 15.7.5 矮行星 447 概念回顧:太陽系的性質(zhì) 448 思考題 450 第16章 系外宇宙 452 16.1 宇宙 453 16.1.1 宇宙有多大? 453 16.1.2 宇宙簡史 454 16.2 星際物質(zhì):星星的溫床 455 16.2.1 亮星云 455 16.2.2 暗星云 457 16.3 恒星分類:赫羅圖 457 16.4 恒星演化 459 16.4.1 恒星的誕生 459 16.4.2 原恒星階段 460 16.4.3 主序星階段 460 16.4.4 紅巨星階段 460 16.4.5 燃盡和消亡階段 460 16.5 恒星殘骸 462 16.5.1 白矮星 462 16.5.2 中子星 462 16.5.3 黑洞 463 16.6 星系和星團(tuán) 464 16.6.1 星系分類 464 16.6.2 星團(tuán) 466 16.6.3 星團(tuán)碰撞 466 16.7 大爆炸理論 467 16.7.1 宇宙擴(kuò)張的證據(jù) 467 16.7.2 大爆炸理論的預(yù)言 468 16.7.3 宇宙的命運(yùn)是什么? 468 概念回顧:系外宇宙 468 思考題 470 附錄A 公制和英制單位的換算 472 A.1 單位 472 A.2 換算 472 附錄B 地球的網(wǎng)格系統(tǒng) 474 B.1 緯度和經(jīng)度 474 B.2 距離測量 474 附錄C 相對濕度和露點(diǎn)溫度對照表 476 附錄D 恒星的性質(zhì) 478 D.1 測量到最近恒星的距離 478 D.2 恒星的亮度 478 D.3 視星等 478 D.4 絕對星等 479 D.5 恒星的顏色和溫度 479 D.6 雙星和恒星質(zhì)量 480 D.7 多普勒效應(yīng) 480 詞匯表 482
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