给忙碌青少年讲地球科学：重新认识生命家园（高分学生在看的科普通识课，一本书打通一门未来热门学科，提升中小学生科学思维）

★超豪华创作阵容，英国科普顶流、现今已有66年历史的《新科学家》杂志发起，7位名校教授联袂创作。
★地质科普作家、地质勘探高级工程师马志飞翻译
★适宜的气候是如何产生的，咆哮的海洋与水系，不定性的火山与地质构造，狂暴的天气与气候，从已有的知识，到未知的学问，藏着令人着迷的规律。
★书后附有精心策划的50个有用知识点，包括阅读建议和深度学习的参考书，地球史上的大爆炸、世界之*等有趣的内容……寓教于乐，既有知识密度，读起来又轻松有趣。

作为人类现今所知的、宇宙中*存在生命的星球，地球能否算是星海中*特殊的存在？这颗已经诞生了45亿年的星球，究竟经历了怎样的变化和磨难，才演化出生命这一*为神奇的造物。
本书讲述地球的诞生和历史、地球结构、板块构造、地球“圈层”以及人类对它的影响，并教你如何像科学家一样仔细观察地球，欣赏这颗貌似平淡而又充满奇迹的行星。你将惊奇地发现：地球曾由一团红彤彤的熔岩变作一颗巨大的雪球；北极地区曾在高温下晒过太阳；整个地中海沧海变作桑田，化作沙漠又被洪水填满。而这一切，只是地球上发生的真正伟大奇迹的序幕，生命诞生才是45亿年里的真正高潮。在浩瀚的宇宙剧场里，地球或许只是一个极小的舞台，但作为我们迄今所知的*家园，我们有必要去重新认识它。

《新科学家》，创刊于1956年，是一个国际化的科学杂志，内容聚焦的科技发展。因其独特的视角和新颖的切入点，被科学家和普通民众广为传阅，在全世界有500万忠实读者，是英国高校的必订刊物。
马志飞，地质勘探高级工程师，北京科普作协会员，著有《石头记》等作品。在《中国科学报》《中国矿业报》《南方周末》《地球》等多家报刊杂志发表文章500多篇。

1 诞生之初 
2 漫长的时间 
3 地球内外 
4 板块、地震和火山喷发
5 转变观念 
6 大气、气候和天气 
7 海洋 
8 生命
9 欢迎来到人类世 
10　气候变化 

结语 
50 个有用的知识点 
名词表

地球是一个令人惊讶的地方。或许你并不这么认为，特别是当你眺望窗外时，看到眼前的一切都觉得十分平凡。但是，如果你能像科学家一样仔细研究它，就会发现一些更有趣的东西，甚至包括一些令人难以置信的事情。这颗行星曾经是一团炽热的熔岩，也曾经是一个巨大的雪球。北极的温度曾一度炎热如同热带，整个地中海也曾是一片干涸，直到大洪水将其重新填满。
即使在今天，我们的生存依然要依赖于那些看不见的奇迹。这颗行星得益于一层看不见的防护罩的庇护才免受紫外线的伤害，而另一层防护罩则使它免受来自太阳高能带电粒子流的侵袭。我们适宜的气候本身就是一个奇迹，它受到土壤、海风、云层反射、岩石锻造的侵蚀以及火山喷发的制约（火山喷出的气体使地球变得既凉爽又温暖）。
还有地球的奇迹：生命。你或许认为，你—作为生物的代表—显得没什么特别。但从整个宇宙的尺度来看，情况并非如此。你出生在目前所知宇宙中一个存在生命的星球上，当然这也是生物汲取营养的之地。
还有一点需要特别强调的，生物不是生活在地球上，它是地球不可分割的一部分。土壤调节气候的作用是由微生物主导的，当大气中的微生物数量增多使云层变得更白时，云层把阳光反射回太空的能力就会增强，甚至地球浅表的一些岩石也是由死去很久的生物组成的。
地球可不仅仅是一个在太空遨游的巨大飞行物，而是一台由生物与地质、水、冰和大气相互作用的机器。一切都是相互联系的。这本书将会帮助读者更好地认识这些事物，理解它们是如何相互作用的。
前两章讨论地球的诞生和历史，从它次出现围绕早期太阳旋转的气体云，一直讲到海啸将英国与欧洲其他地区隔绝。第3 章研究地球的结构，我们从地表开始，由哺育生命的土壤讲到坚硬的铁质地核。第4 章和第5 章引出板块构造的概念，这将使我们能够更多地了解地震、地球温度的调节机制以及我们大陆未来的漂移。
第6、第7、第8 章从大气层开始探索地球不同的“圈层”。我们用大部分篇幅探讨生命繁衍和天气变化的大气底层，但也会有一部分内容涉及太空边缘。对于水系，我们将潜入海洋，研究驱动全球水流的力量。对于生物圈，我们将探索生命是如何出现的，以及它们是如何影响地球演化的。
后，我们关注的是人类对地球系统的影响。第9 章介绍了人类世，这是一个新提出的地质时代，旨在认识我们对地球的深刻影响。第10 章介绍了当今气候变化对生命的威胁。我们审视人类已有的知识与未知的学问，并思考我们是否能够解决这些问题。
衷心地希望这本书能改变你对地球的看法，让你不再认为它很平凡。或许你会深深入迷的。

神秘的开始

人们一般认为太阳系诞生的时间零点是45.67亿年前，而到了45.5 亿年前，地球约65% 的部分已经组装完毕。
早期的太阳系是一个充满活力的地方。在初的几亿年里，碰撞很常见，地球很受伤。大约45.3 亿年前，就在幼年的地球乳臭未干时，灾难降临了。它被一个火星大小的物体扫了一脚。撞击将碎片抛入轨道形成了月球，碰撞产生的能量熔融了地球的表层，抹去了以前所有的地质记录。那些没有到达月球的汽化硅凝结为熔岩雨，沉积形成熔岩海。地球终熔融到地核，形成固体表面的过程再次开始。
正如你稍后将看到的那样，这并不是月球诞生过程的版本。然而，似乎可以肯定的是，暴力事件仍在继续，直到41 亿至38 亿年前的一次持续猛击才结束，也就是今天所说的“晚期重轰炸”。至于这一阶段究竟有多么激烈，持续了多长时间，目前仍在争论之中。
这些暴力的事件是我们对地球初5 亿年的认识存在偏差的原因之一，这是一个被称为冥古宙（Hadean）的地质时代，该名称源自古希腊神话中的冥王哈得斯（Hades）。科学家编造的故事符合他们所掌握的证据，证据来自我们的物理和化学知识、动手实验的结果、对其他天体的观测以及计算机模拟。
目前科学家正在进行研究，并不断获得新的发现，建立新的模型，以回答我们的许多问题。那些被我们自以为已经掌握的理论在不断受到新证据的挑战，所以科学家的故事也在变化。
在我们尚未回答的问题中，有一个是关于地球上的水来自哪里。地球离太阳很近，在形成之初，它可能太热了，使得水很难从气云中简单地凝结出来。无论如何，在形成月球的大碰撞过程中，地球收集到的水很可能会蒸发掉。一种可能的解释是，水是后来才获得的，在后期重轰炸期，来自太阳系外的冰冷彗星和小行星将水送到了地球上。
还有一个问题是地壳是什么时候形成的。今天的地壳几乎全部由不超过诞生之初38 亿年的岩石组成，所以在地面上，冥古宙遗留下的痕迹很少。现存的古老岩石，绝大部分都被热和压力改变了。值得庆幸的是，有一种可能已经非常古老，被称为锆石的微小晶体，正在向我们传递重要信息。再加上不断改进的微量分析方法，这些发现可能会改写早期地球的故事。
还有一种方法可以让我们更多地了解冥古宙，在月球和火星上进行矿产勘探也可以揭示地球在大碰撞之前的样子。与地球不同的是，这些星球没有经历重新熔融，因此在它们的表面上找到真正古老岩石的机会要大得多。我们甚至会有如同中大奖一样的幸运，找到一块冥古宙时期被小行星撞击而进入太空，随后又降落在月球或火星上的碎片。
有了这些关于对地球诞生之初的知识基础，接下来让我们深入探讨那些让地球科学家、天体物理学家和古生物学家夜不能寐的问题。