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宇宙化學(xué)和地球化學(xué)在上一個20年里雖然已經(jīng)取得了飛躍發(fā)展,但分支學(xué)科的細(xì)化使得研究在越來越深入的同時也變得越來越分散。許多研究論文不可避免地專注于某一分支的問題,而很少與主題相關(guān)的其它分支的工作有關(guān)聯(lián)。本書由Tolstikhin博士和Kramers博士撰寫,其難度介于教科書和專著之間,作者在闡述相關(guān)科學(xué)問題時,試圖將專著的深度和教科書的廣度完美地結(jié)合起來。
為此,作者把重點放在了同位素資料上。一個原因在于相對同位素豐度是同位素產(chǎn)生和比率變化過程的“指紋”。有些元素的同位素組成可作為“恒星溫度計”或者“恒星放射量測定器”,強化元素產(chǎn)生的“親密”特征。在很多情況下,母體和子體同位素間的關(guān)系可以把事件產(chǎn)生的時間封閉起來,這對于物質(zhì)的演化是最重要的,而且在大多數(shù)情況下,同位素豐度要比元素豐度更少受干擾。因此它們是早期事件強有力的示蹤者。一旦同位素豐度比發(fā)生變化,它們的行為遵循簡單的自然法則,產(chǎn)生的同位素組成變化能幫助我們理解基本的化學(xué)和物理過程。另一個原因是在文獻(xiàn)中有巨量的高質(zhì)量同位素數(shù)據(jù),整合起來就能“說出”一個迷人的令人信服的故事。
這本書由四個部分組成。第一部分解決核合成的原理和星體的演化問題,特別是核合成活動事件以及能被新生星體和太陽系接納的星際空間物質(zhì)形式等問題。第二部分使用數(shù)據(jù)和模型描述了太陽系從最初圓盤狀的氣體和塵埃通過凝聚、蒸發(fā)、再凝聚和融化過程演化到到星子(planetesimal,例如球粒狀隕石和無球粒隕石母體)的早期過程。第三部分涉及行星的吸積(accretion)和地球一月亮系統(tǒng)。第四部分評述了現(xiàn)代地球動力學(xué)和地球化學(xué),也闡述了可利用的構(gòu)成有關(guān)地球歷史的“硬數(shù)據(jù)”(hard data),例如同位素和地球化學(xué)方面的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)包括最古老的陸地(由巖屑形成的)鋯石Hf同位素數(shù)據(jù)和它們的解譯等。
該書解釋了宇宙中的物質(zhì)是怎樣在宇宙大爆炸的幾分鐘內(nèi)從輕元素的原始產(chǎn)物中產(chǎn)生,又怎樣在隨后的恒星過程中不斷以輕元素為基礎(chǔ)創(chuàng)造重元素的發(fā)展歷程。描述了星際物質(zhì)的演化以及它們在行星吸積(accretion)和地球歷史期間的差異。與其它地球化學(xué)書籍不同的是,這本書按照物質(zhì)的化學(xué)演化歷史,演示了物質(zhì)在時間和空間上的聯(lián)系,也給出了天體物理過程和行星過程中宇宙化學(xué)和地球化學(xué)間的緊密聯(lián)系。
總之,該書根據(jù)化學(xué)組成和同位素組成追蹤溯源到宇宙的起源,給我們展現(xiàn)了一個完整世界的圖畫。在這個圖畫里面,主要過程是用較多的數(shù)據(jù)表和簡要方程進(jìn)行描繪的,比較令人信服;本書使用的術(shù)語表和超過900篇的參考文獻(xiàn),也方便了各專業(yè)讀者的理解接受,并為進(jìn)一步研究提供了資料來源。Igor Tolstikhin,1966年被圣彼得堡礦業(yè)研究所(St.Petersburg Mining Institute)授予地球化學(xué)博士學(xué)位,1975年被莫斯科維爾納茨基研究所(Vernadsky Institute,Moscow)授予理學(xué)博士學(xué)位。他目前是空間研究所(Space Research Institue)和科拉科學(xué)中心(Kola Scientific Center)地質(zhì)研究所的高級研究員,這兩個研究所屬于俄羅斯科學(xué)院。他的研究包括惰性氣體、放射性同位素地球化學(xué)、同位素水文學(xué)和地球化學(xué)模擬。全對流地幔的化學(xué)地球模型是他最新的研究成果之一。Jan Kramers,1973年被瑞士波爾尼大學(xué)(University 0fBerne)授予博士學(xué)位,在重回波爾尼大學(xué)之前先后在南非(South Africa)、英國和津巴布韋工作。他現(xiàn)在是波爾尼大學(xué)地質(zhì)科學(xué)研究所的地球化學(xué)教授。他的研究領(lǐng)域包括地幔地球化學(xué)(金伯利巖,金剛石)、太古代大陸殼的起源、全球放射性同位素分類法和地球大氣圈的早期演化,最近他的興趣在使用洞穴沉積物(如鐘乳石)研究古氣候。
這本書對研究地球、太陽系以至于宇宙化學(xué)演化的科研工作者和高年級大學(xué)生將是一本有價值的參考書。