給孩子的地質學實驗室（簡體書）

本書提供了52個簡單、有趣的實驗，帶領孩子認識並探索腳下地球的表面、結構和演變歷程。
這本既適合家庭也適合學校的實驗指南為孩子展現了地質學的各種奇妙景象，例如水晶和化石的形成、地殼的層次以及山脈、山谷和峽谷的形成。提供了足足一年份的令人著迷的STEAM(科學、技術、工程、藝術和數學)活動。
地質學是關於地球的科學，在這本書裡，孩子將學會以一種全新的、令人激動的方式來思考地球，瞭解現象背後的科學原理，例如： 如何識別最常見的岩石和礦物？ 如何維護和展示您的搖滾系列？ 昆蟲如何被捕獲並保存在琥珀中？ 間歇泉和火山是如何形成和爆發的？ 岩石的層次如何揭示時間的記錄？ 如何像真正的探礦者一樣淘金？

加勒特·羅曼(Garret Romaine)衷情於礦物岩石和化石搜尋，做過35年的黃金勘探者。他也是一位資深記者、專欄作家，在美國波特蘭州立大學教授科技寫作課程。他還是技術交流協會(Society for Technical Communication)的成員，這個組織專注於解釋和闡述複雜的科學技術。他擁有美國俄勒岡大學的地質學學位以及華盛頓大學的地理學學位。他撰寫了許多關於地質學和野外活動的書籍，包括《現代岩石採集與探礦手冊》(The Modern Rockhounding and Prospecting Handbook)、《愛達荷岩石採集指南》(Rockhounding Idaho)、《俄勒岡的寶石蹤跡》(Gem Trails of Oregon)、《華盛頓的寶石蹤跡》(Gem Trails of Washington)以及《西北太平洋地區淘金》(Gold Panning the Pacifc Northwest)。他還是萊斯西北礦物岩石博物館(Rice Northwest Museum of Rocks and Minerals)的董事會成員，同時在北美研究小組(North American Research Group)的董事會任職，這是一個由業餘古生物學家組成的團體。

★中國教育學會地理教學專業委員會理事長、華東師範大學地理科學學院教授審定推薦。
★通過52個精心設計的實驗，模擬原理，提出相關科學問題，讓孩子在“做中學“、“做中思考”，提升對科學的興趣以及對大自然的探索好奇。
★具有超前的理念，與當前推行的核心素養、關鍵能力的教育改革理念相同，強調動手實驗、動手實踐。並貫穿通識教育理念，培養孩子跨學科能力、思辨和創造性思維。
★實驗材料均來自日常生活，易於取得與操作，讓家長和孩子們享受愉悅親子時光的同時，換個角度認識地球！

【譯後記】

我於2006年畢業于中國地質大學（北京），獲得理學碩士學位，專業為礦物學、岩石學、礦床學（寶石學方向）。這些年主要做一些與礦物寶石晶體和地學科普相關的工作，參與編寫過礦物相關的專業書籍。
作為一個地學科普工作者，除了編寫這些方面書籍和文章，我還經常帶香港礦物學會等一些愛好者團體去江西、廣東、廣西、湖南、內蒙等地一些產出漂亮礦物晶體的礦山和表現廣東丹霞地貌、廣西岩溶地貌、內蒙古大興安嶺火山地貌、第四紀冰川蝕刻地貌等不同特色的地理地貌的地質公園或旅遊區考察。在帶團考察的過程中，經常有非專業的參團考察人員會向我問許多問題，類似於礦物晶體如何形成？黃鐵礦和金子該怎麼區分？火山口湖泊是怎樣形成的？我們路過的山體剖面為什麼會有一層層的明顯界線？……
對於非專業的普通地球科學愛好者，尤其是廣大青少年讀者來說，他們對大自然充滿熱愛，對這個熟悉而陌生的地球充滿疑問，希望有人能給他們解答，有人能夠引導他們去瞭解，去探索他們身邊的環境和所接觸到的世界。
我們這一代人，上大學之前，書店和學校圖書館看到的主要是教學輔導書，老師和家長把一切不以增加分數為目的的書籍都視為洪水猛獸……現在，作為一個父親，我不希望我的孩子將來重複這樣的成長路徑， 我希望他將來能接觸許許多多喜歡的東西，培養方方面面的興趣，成為一個知識面廣、動手能力強的人。
這本書是我一直以來所想找的一本書，國內針對非專業人士，尤其是針對青少年簡單易懂的地學科普讀物並不多，大多是比較晦澀難懂的專業書籍，當我看到這本書後，非常高興。因為我可以通過書中的那些實驗，讓我的孩子對我們所生活的地球有個啟蒙瞭解，同時也能讓他瞭解我的工作、我的專業。
這本書在引導讀者通過動手做實驗，瞭解平時所接觸到的一些自然事物，探索周圍的地球環境，激發學習大自然和地球科學的興趣方面做得很好。
對於做實驗需要注意的問題，當然首要是安全問題。這上面許多實驗涉及到用烤爐、用開水、用刀切……等等一些有一定危險性的操作。孩子們在做這些有一定危險性的實驗之前，一定得有成年人在旁邊輔助。
其次，有朋友問我是不是必須循序漸進？我覺得，不一定非得那麼按部就班，其實這本書裡的地質實驗，可以說是涉及了地球科學的許多方面，包括礦物學、岩石學類，也包括古生物學、地層學、動力地質學……讀者可以按照自己的興趣，挑選某一部分，甚至某一節來閱讀並動手做實驗，雖然不同章節之間有邏輯聯繫，但並沒有固定的前後基礎和延續關係。
總體來說，這本書裡的實驗非常棒，值得向希望滿足孩子求知欲的家長推薦，成年人可以輔助或旁觀孩子完成部分或者全部實驗。

劉知綱（本書譯者）
畢業于中國地質大學（北京），地學科普工作者

概 述

鑒別岩石與礦物

單元1 單個的晶體

實驗1 美味的款待

實驗2 鹽方塊

實驗3 寶石級的晶體

單元2 晶 簇

實驗4 晶體外殼

實驗5 晶體花園

實驗6 針狀晶體巢穴

實驗7 好玩的晶洞

單元3 探究礦物標本

實驗8 刮擦表面

實驗9 神秘的條痕

實驗10 冒泡泡的煩惱

實驗11 晶體裡的幾何學

實驗12 估測密度

單元4 岩漿探秘

實驗13 火山活動

實驗14 有趣的侵入岩

實驗15 製作岩漿蛋糕

實驗16 火山坍塌

實驗17 可可地殼

單元5 超級沉積物

實驗18 玩泥巴的樂趣

實驗19 讓沉澱物沉積下來

實驗20 疊層的午餐

實驗21 美味的礫岩

單元6 主要的變質岩

實驗22 布丁漩渦

實驗23 像蛇一樣彎曲的片岩

實驗24 巧克力岩石循環

單元7 破碎岩石

實驗25 尋找斷層

實驗26 陽光曝曬

實驗27 瘋狂的植物根

實驗28 搖晃並破碎

實驗29 冰凍的力量

實驗30 看！生銹了

單元8 理解地球

實驗31 歲月滄桑

實驗32 對立的兩極

實驗33 地層露頭

實驗34 哇！間歇泉

單元9 生命的印記

實驗35 樹葉的印記

實驗36 恐龍的足跡

實驗37 瘋狂的結核

實驗38 挖掘珍寶

實驗39 侏羅紀的琥珀

實驗40 尋找小化石

單元10 探尋財富

實驗41 淘金盤中的閃光物

實驗42 美麗的彩帶

實驗43 晶洞和礦脈

單元11 太空岩石，也這樣

實驗44 絢麗的粒子流

實驗45 天外來石

實驗46 好玩的隕石

單元12 岩石的藝術

實驗47 讓我來畫畫

實驗48 迷人的黏泥

實驗49 製作磚塊

實驗50 石頭人

實驗51 看看你能堆多高

實驗52 我的藏寶格

相關資源

關於作者

致 謝

譯後記

【概述】

地質學是關於地球的科學，學習地質學的目的是為了當你向其他人描述所看到的景色時，他們能同樣理解。一旦你善於談論你所生活的這個世界，你對地球的瞭解就會上升到一個新的水平，你會想弄清楚過去發生在地球上的事情，即使你在今天看不到發生了什麼。沒有人到過地球的中心，但是基於我們曾經到過的地方的信息所建立的模型，我們能夠想像那裡是怎麼個情況。做一個預測，看你是否能證明它，並將這個結論應用到更大的問題上去，這就是科學。
在這本書裡，你將學習到許多關於事情是怎麼發生的以及為什麼會發生。你將瞭解所看到的現象背後的科學原理，並且將學會以一種全新的令人激動的方式來思考地球。地質學其實並不難，其核心可歸結為幾個非常簡單的概念――重力、摩擦、熱量以及水的作用。在這本書中，你將學到：
如何製作屬￿自己的晶體
你會瞭解晶體是如何形成的以及如何區分它們。所有的岩石裡都包含著礦物晶體，所以這是個不錯的學習起點。
主要岩石類型之間的區別
你會瞭解三大主要岩類的形成，發現火成岩、沉積岩和變質岩背後的力量。
鑒定與探尋
你會瞭解科學家如何把寶石從普通晶體裡辨別出來，以及他們如何尋找價值高的岩石。一旦你學會了如何把一種礦物與其他礦物區分開來，就能開始鑒別身邊所發現的岩石和礦物。
如何分解（熵）
你會瞭解地球的作用力如何把新鮮的熔岩流變成海灘上的沙子，當然太陽和植物也在其中起了部分作用。熵（entropy）是指關於萬事萬物最終都會分解消亡的理念，就像鋼鐵會生銹、山脈會崩塌。
化石是生命的線索
我們生活的地球上，有著無數令人驚歎的化石等著被發現，你會瞭解古生物學家們如何去探索地球幾百萬年前的模樣。
為何太空隕石很重要
你會瞭解彗星與隕石改變地球表面形態的過程。
岩石的意義不僅僅是石頭
當你瞭解了岩石或者礦物晶體的內部結構和成分等性質後，你就可以在學習和玩耍中做些與岩石和礦物有關的事了。在這裡你可以有許多方式展示你的石頭寶貝，並用它們來製作工藝品或者日常用品。古代先民就是使用他們身邊的這些材料來製作工具的，你也同樣可以。
地質學有一系列的詞匯表，其中許多專業詞匯很古老，能追溯到很早的時期。許多外來詞也會出現在地質學的專業詞匯表裡。例如：德語裡單詞schist (片岩，發“shist”的音)以及gneiss (片麻岩，發“nice”的音)都被用來描述某種變質岩類。夏威夷語裡aa (發“ah-ah”的音)和pahoehoe (發“pa-hoyhoy”的音)都被用來描述火山熔岩流，想想在夏威夷群島上火山運動是那麼活躍，詞匯產生也就不難理解了。我們用aa lava指代塊狀和鋸齒狀的塊狀熔岩，用pahoehoe lava指代繩狀且有波紋動感的繩狀熔岩。這些只是其中幾個例子。
地質學是一門基於大量觀察進行收集、分析數據並通過建立部分科學模型進行預測的學科。幸運的是，地球按一種我們能夠理解的方式在運動，所以如果我們能設計出一個合理的科學分析模型，就能用我們從這個模型裡得到的數據來預測地球運動中其他力量的存在。我們可以通過用建立小的模型和實驗來揭示一些秘密，哪怕是一些有趣的簡單小實驗，都能向大家展示我們生活的偉大地球的運動和變遷模式。這本書裡的實驗項目會幫助你理解、認識到身邊的世界是多麼的有趣。
最值得高興的是大部分實驗不需要多麼昂貴的物料，從家裡的廚房和車庫就能找到。如果你想認真地學習並理解地質學，瞭解你所生活的地球，這本書也能幫到你。有些物料需要你費點心去尋找。例如，某些不容易找到的物料可能得通過在線訂購等方式買到；也許你還需要跑去一些舊貨店或二手市場淘些罎罎罐罐回來；或者光顧一些當地的工藝品商店，不過這些都能成為樂趣的一部分。
最後，一定要去光顧一下附近售賣礦物岩石和寶石的商店，去找找有沒有相關的標本、書籍、工具以及如何開展你的收藏之旅的建議。
多年來，我花費無數時間與孩子們一起工作，例如給孩子們做講座、實驗演示或者成為一位金牌顧問，幫助他們去瞭解周圍的世界。這本書裡的許多實驗久經考驗，廣為人知，但也有些實驗是全新的，或者在一些舊的方法上加入了新的創意。我們將從一些簡單的概念開始，然後把一個個小概念串聯成更大的奇思妙想。這種模式下，這些地質學實驗的玩法就像是搭積木：一開始只有一點點，慢慢地，越搭越大。某種情況下，你也許會發現，學到的東西越來越多，就像拼圖一塊塊被拼接起來。向別人展示他們已經瞭解的各種知識點怎樣被串聯起來進行應用，這一直是我最享受的事情。跑到海邊去撿些岩石是件很有趣的事情，但是當你知道如何去鑒別各種岩石並且能解釋它們是如何形成的時候，你就會有種自己是偵探，解開了一樁疑案的感覺。未來，你們中有些人也許會以地球科學研究為職業，或者成為到遙遠的外星球去旅行的天體科學家。我希望你們夢想成真！
現在，讓我們開始吧！但是先記住一點：沒有誰會喜歡一個做事沒條理的實驗室夥伴。