地球：行星的力量-BBC科普三部曲

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绘本简介

编辑推荐：

在地球的45亿年里，是什么力量塑造了今天的模样? 地球又是如何工作的？BBC史诗作品《地球：行星的力量》远赴世界各地，逐一揭示对地球演化起到关键作用的5种力量：天体碰撞、火山、大气层、海洋和冰川。它们帮助地球历经令人难以置信的历史灾难和恢复，并使地球生命保持微妙的平衡。

● BBC标杆作品，科普典范，豆瓣9.4分高评！

《地球：行星的力量》作为BBC纪录的标杆作品，采用了实地考证，科学演示的手法，阐述地球的形成与运作机制，形象而生动地展示了地球为何如何幸运。在45亿年的历程中，天体碰撞、火山、大气层、海洋和冰川，维持着系统微妙的平衡。基于多次难得的巧合，历经劫难和重生，孕育和保护着各类生命。

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《地球：行星的力量》入选教育部基础教材课程发展中心中小学生阅读指导目录（2020版），并由中科院专家全新修订，更新了前沿数据和科学发现，补充不同的研究观点，使读者能够以更新更宽广的视野来进行阅读。《地球：行星的力量》还同步赠送有声书，扫码即可收听，宜听宜看，更适合亲子阅读。

● 讲述5种自然原力，全面理解地球如何工作！

天体碰撞、火山、大气层、海洋和冰川，形塑地球和生命。天体碰撞不仅使地球成为太阳系中的宜居带，而且还直接带来了氨基酸等生命支持元素；火山是地球恒温器重要的一环；大气层是生命必不可少的支持系统；海洋无论对地球的进化，还是对人类的生存，都发挥了至关重要的作用；冰川不仅塑造了地貌，也影响了“进化”的过程。

● 230张全方位照片和科学示意图，立体展现地球！

《地球：行星的力量》包含了230张极具冲击力的图片，包括太空卫星俯瞰，火山喷发、闪电等现场，显微镜下的蓝藻细菌，以及地球内部“热力发动机”工作示意图，等等。它们不仅让读者对地球的面貌和历史有了直观的认识，也对地球的工作原理有了形象生动的理解 。

● 16开大幅面，双封硬精装，典雅设计！

《地球：行星的力量》由世界三大印刷企业之一的当纳利承印；采用128开高档铜版纸，全彩印刷；环保油墨，无异味，不伤眼；柔和色彩，高度还原多彩的自然世界。

《地球：行星的力量》运用高端拍摄科技，历时三年，远赴世界各地，探索地球如何运转，逐一介绍塑造地球并维持生命的五种力量：天体碰撞、火山、大气层、海洋和冰川。著名科普作家伊恩·斯图尔特和约翰·林奇用令人震撼的图片和最new科学发现，讲述关于地球的诞生、生命和未来的史诗故事。

来自地球“孪生兄弟”的撞击如何形成了今天的月球？地球又是如何从长达几百万年的冰冻期活过来的？地球是如何升温的？地核又是如何发挥它的“热动机”作用的？恐龙是怎样灭绝的？火星又是如何挽救了地球？

地球能够维持复杂的生命，得益于大量的幸运与巧合。经历了45亿年来自“地心的搅动”和“太空撞击”，经过漫长的演变才成为一颗生机勃勃的蓝色星球。但如今，在21世纪初，地球正面临着由人类活动带来的新威胁：资源消耗殆尽，珍稀物种灭绝，污染日益严重。虽然科学家们预测，在未来的某一天，地球上的生命会随着太阳的急剧升温和膨胀而消亡，但人类的某些行为是否加快了这一进程呢？

人类的未来命运如何，最终取决于我们自己。现在是回顾非凡的生命历程、给地球进行一次全面体检的最佳时机。

作者简介：

【英】伊恩·斯图尔特（Iain Stewart），地质学家，苏格兰皇家地质学会会长，普利茅斯大学地质学教授，联合国教育科学及文化组织国际地质项目学术委员。因制作《地球：行星的力量》（Earth: The Power of the Planet）而为公众所熟知，并获得英国电影与电视艺术学院奖（BAFTA）提名。他还制作了BBC6集纪录片《地质学面面观》（Journeys From the Centre of the Earth），并撰写了配套图书作品。

【英】约翰·林奇（John Lynch)，BBC科学历史组主任。作为制片人和导演，选题涉猎广泛，制作了一系列广受好评的纪录片，包括获得英国电影与电视艺术学院奖（BAFTA）的《BBC费玛最后定理》(Fermat's Last Theorem) ，以及《地平线》（Horizon）、《行星》（The Planets）、《与恐龙同行》（Walking With Dinosaurs）等。图书作品有《天有风云》（Wild Weather）和《与远古人同行》（Walking With Cavemen）。

译者简介：

审校：

王冠群，博士，工程师，中国科学院南京古生物地质研究所南京古生物博物馆科教部主任，主要研究方向为地层学。

目 录

序 言 9

第一章 碰撞 31

第二章 火山 63

第三章 大气 103

第四章 海洋 139

第五章 冰川 177

第六章 地球 215

序言

切尔斯基是俄罗斯东北部的一个城镇。这里寒冷而偏僻，是地球上最荒凉的地区之一：到处都是一望无际的泥地、沼泽和湿地。这里就是西伯利亚冻土带。切尔斯基位于一片泥炭沼泽区内，一年的大部分时间都是冻结的，其面积和法国相当。目前这里的人口仅有两万，其中许多是当地的雅库特人，他们以放牧驯鹿为生。

在地球上，除了南极洲，几乎没有什么地方比这儿更空旷了。这个地区也因其苦寒和偏远而得名，因此，曾被选为战俘集中营。在这里几乎不费吹灰之力就能把战俘监禁起来，因为他们无处可逃。如今，战俘集中营消失了，但是，这块土地却仍然具有惩戒的意味。没有充足的理由，一般人是不会去那里的。但对于科学家而言，该地区可能会对探索地球的未来起到关键作用。

西伯利亚的夏天是短暂的。在此期间，冰冻的地面融化开来，冻土带变成一块由湿地和湖泊组成的浸过水的“拼布”。血湖位于切尔斯基市郊，它的名字源于该地区关于古拉格的可怕的历史。冬天，就像这里所有的湖泊一样，血湖也会全部冻结，湖面上覆盖着不透明的灰白色冰层，大约一米厚的冰层能够安全地承受一个人或一辆雪车的重量。但是，有一年春末我去那里的时候，发现湖面的冰层变得很薄，也更容易脆裂了。而且，湖面边缘出现了深色的斑块，薄薄的冰面已经变得像玻璃一样透明了。我们可以看到封在冰层下面的气穴，以及从湖水深处不断往上冒的小气泡——血湖像是在装死，它微弱地呼吸着，像是在等待着从那冰冷的坟墓中解脱出来。然而，这些并不是普通的空气气泡。如果将冰层刺穿，然后用火焰对准咝咝冒出的气体，一股炽热的气流就会喷射出来。不一会儿，熊熊的火焰就会照亮极地的夜空。火焰和周围的落叶松林一样高，像是燃烧了几百升气体。退后几米，你很快便会发现其他气穴，在那里，你可以重复相同的实验，实际上，这个地区几乎所有的湖泊都会排放出同样奇怪的气体：一种无色、无味、极易燃烧的气体，这些都足以说明西伯利亚冻土地带正在泄漏甲烷。

甲烷是地球上效力最强的温室气体之一。它或许不像二氧化碳那样广为人知，但它的危害更大：每分子甲烷的吸热量是二氧化碳的21 倍。这就是说，即使甲烷的泄漏量相对较少，也有可能会对气候产生巨大的影响。自上个冰河时代以来，西伯利亚地区的甲烷就一直被封在“永久冻土层”中。只有最上面大约半米厚的冻土层会在夏天融化，又在冬天重新结冰，而其下深达1 000 多米的地层却是永久冻结的。自一万年前的冰河时代以来，只有极少量甲烷从这块冰封的土地下面逃逸出来，但是现在，这里的热量似乎已经被人类发现了。

在地球上，北极地区的温度上升得比其他任何地区都要快。在阿拉斯加，春天的到来比半个世纪以前提前了两周。自1950 年以来，内陆气温升高了2℃，永久冻土层的气温上升了2.5℃。西伯利亚可能正在以更快的速度变暖。在过去十多年中，该地区的平均气温大约上升了3℃。同样，自20 世纪80 年代初开始使用卫星测量以来，这里的春天每年大约提前了—天。从阿拉斯加横跨加拿大北部，再到西伯利亚地区，你会发现永久冻土层正逐渐变成泥浆，坚固的地基塌陷致使公路和建筑物下沉断裂。一年的大部分时间里，冻结的河流充当着公路，不过，如今可以在上面开车行走的时间变得更短了。越来越多的土地逐渐变成沼泽，而且每年都有不断蔓延的趋势。当西伯利亚永久冻土层融化的时候，那里的甲烷就会喷涌出来。

据估计，西伯利亚永久冻土层中的甲烷含量是世界陆地甲烷总量的1/4。这里的湖泊正在融化，甲烷也正以越来越快的速度泄漏。更糟的是，随着冻土带的气温逐渐升高，积雪的覆盖面也不断减少，这样一来，冻土带融化的速度会更快，因为裸露的土壤会吸收太阳的热量，而不是像积雪那样把热量反射回太空。而一旦酝酿已久的甲烷找到突破口，就会源源不断地向外排放，永不停歇。

这听起来就像另一个全球变暖的恐怖故事，不同的是，许多地质学家认为在此之前也发生过类似的情况。有人认为，大约5 500 万年前（早在冰河时代以前），数万亿吨甲烷从海底沉积物中逃逸出来，又在大气层中聚集了数千年，导致地球急剧变暖。地球表面的平均气温从18℃上升到了24℃ ；相比之下，目前全球平均温度大约是15℃。所以，在当时整个世界都被改变了。湖水蒸发，海洋消失，森林变成灌木林，灌木林再变成荒漠。极地冰川融化，北冰洋的温度变得和今天的热带海洋一样高。北极圈的松林痕迹就是那时候留下来的，当时在暖流的作用下，这些树木长得非常茂盛。而现在，只有一些苔藓才能够在这里存活。动物向新大陆迁徙，到达那些曾经被冰川或海水阻隔的地区。但也有不利的一面：由于气候的变化，海洋遭受污染，海水深处缺氧，造成数百万海洋生物死亡，许多物种濒临灭绝。

今天，我们排放到大气中的温室气体促使地球气温持续上升，且比5 500 万年前上升得更快。如果气候的变化也会将封存在北冰洋永久冻土层中或海底沉积物中的甲烷释放出来，那么，全球变暖的速度就会超出预期。过去的种种迹象表明：以前发生过的情况将很可能再次发生。

近几十年科学家才开始探索地球对人类强加给它的变化究竟会敏感到何种程度。要使生命能够在地球上存活，就需要有稳定的气候，而这取决于海洋、陆地和大气之间连接的隐形网络。海洋、陆地和大气这些元素组成了这个世界，它们表面上相互独立，但事实上，它们就像安装在一台复杂机器上的齿轮一般紧密地配合运转，并设法通过原材料和能量之间的不断交换来维持气候平衡，从而使地球成为宜居星球。我们这个相互连通的世界不仅是复杂的，而且是多变的，即使系统中的某个部分发生一些看似微小的变化——比如从西伯利亚沼泽中泄漏出来的甲烷也能通过相互之间的连锁反应在全球产生深远影响。