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第1章 引言2

1.1为什么要将研究的时间段定在10万年呢？2

1.2人口和资源6

1.3管理与合作8

1.4全书的布局9

1.5注释和参考文献12

第2章 地球简史13

2.1地球年龄13

2.2地质年代表17

2.3月球的形成和太阳系晚期重大撞击事件18

2.4大陆和板块构造23

2.4.1大陆23

2.4.2板块构造23

2.4.3地球磁场27

2.5地球大气演变30

2.6生命及其演化33

2.6.1太古代的早期化石33

2.6.2元古代和氧气的出现36

2.6.3新元古代：埃迪卡拉生物群和冰冻的地球38

2.6.4显生代，生物灭绝41

2.7结论46

2.8注释和参考文献47

第3章 宇宙中的天体威胁52

3.1引言52

3.2来自银河系的威胁55

3.2.1太阳之死55

3.2.2遭遇星际云和恒星56

3.2.3超新星爆发、紫外辐射和宇宙射线58

3.2.4伽马射线暴和磁星60

3.3来自太阳系的威胁62

3.3.1先前撞击的痕迹63

3.3.2撞击物的性质：小行星和彗星67

3.3.3危险性预估75

3.3.4撞击在继续78

3.3.5缓解措施82

3.3.6偏离危险82

3.3.7决策86

3.3.8空间碎片87

3.4结论91

3.5注释和参考文献92

第4章 地球灾害95

4.1引言95

4.2疾病98

4.2.1 10万年后人类寿命会多长？100

4.2.2 10万年后人类身高会多高？103

4.3地质灾害：火山103

4.3.1火山和构造活动104

4.3.2火山的毁灭性力量107

4.3.3火山和气候变化111

4.3.4预测火山喷发113

4.4地震灾害：地震的威胁116

4.4.1地震强度的测量120

4.4.2地震预报121

4.4.3防震减灾125

4.5海啸126

4.5.1海啸是什么？126

4.5.2 2004年12月26日的苏门答腊海啸128

4.5.3海啸预报和减灾措施129

4.6气候灾害132

4.6.1风暴：气旋、飓风、台风132

4.6.2洪灾138

4.6.3旱灾143

4.7结论146

4.8注释和参考文献148

第5章 变化的气候152

5.1气候变化的各种证据152

5.2全球气候系统155

5.3远古时期的气候160

5.4最近的冰期162

5.5近期的气候169

5.6太阳的变化172

5.7火山喷发175

5.8人类活动产生的二氧化碳176

5.9对最近2000年气候记录的分析177

5.10臭氧空洞178

5.11注释和参考文献181

第6章 未来的气候185

6.1未来气候的设想185

6.2变暖的地理分布特征191

6.3海平面193

6.4 10万年后的气候198

6.5对预测未来气候的质疑201

6.6气候变化的后果202

6.7附录：四个主要的SRES情景204

6.8注释和参考文献205

第7章 未来的生存能力：能量和无机资源208

7.1 人类继续生存10万年所需的能量208

7.1.1 10万年后世界的能源需求210

7.1.2长远未来的次要能源213

7.1.3风能215

7.1.4太阳能216

7.1.5生物燃料218

7.1.6核能220

7.1.7核聚变能224

7.2 21世纪的能量来源228

7.2.1碳类化石燃料228

7.2.2电力和可再生能源231

7.2.3从现在至彼时232

7.3元素与矿物233

7.3.1元素的形成和丰度233

7.3.2地球的化学组成236

7.3.3 矿产资源237

7.3.4现状和展望239

7.3.5可以使用10万年的矿产资源241

7.3.6从现在到彼时245

7.4结论245

7.5注释和参考文献245

第8章 未来的生存：水资源和生物资源248

8.1水资源248

8.1.1水循环249

8.1.2水的利用与缺水问题249

8.1.3补救措施253

8.1.4 10万年所需的水257

8.1.5从现在至彼时：水资源与气候变化257

8.2农业259

8.2.1增加产量259

8.2.2土地利用的现在与过去260

8.2.3人口261

8.2.4农业用地和产出262

8.2.5灌溉263

8.2.6肥料和杀虫剂263

8.2.7表层土壤264

8.2.8人类继续生存10万年所需的农业资源264

8.2.9从现在至彼时266

8.3森林和荒野267

8.4结论271

8.5注释和参考文献272

第9章 逃离地球：从梦想到现实？275

9.1简介275

9.2何处是方向？276

9.2.1金星情况分析278

9.2.2火星情况分析282

9.2.3其他星球288

9.2.4星际旅行291

9.2.5太空城市？293

9.3如何对待月球？295

9.3.1月球空间站296

9.3.2将月球作为科研基地297

9.3.3对月球进行非科考探测298

9.3.4地球-月球系统之外的资源：行星和小行星301

9.4改造地球303

9.4.1吸收或存储二氧化碳303

9.4.2给地球降温304

9.5结论306

9.6注释和参考文献307

第10章 管理地球的未来：空间的关键作用311

10.1引言311

10.2地球空间观测的特殊需求312

10.2.1地球内部313

10.2.2水：水圈和低温层316

10.2.3大气层319

10.2.4生物圈323

10.3空间手段和方法325

10.3.1地球观测的最优轨道325

10.3.2测地学和测高卫星：测量地球的形状326

10.3.3全球定位系统332

10.3.4合成孔径雷达334

10.3.5光学成像342

10.3.6遥感光谱学345

10.3.7辐射测量技术349

10.3.8监测天文和太阳的影响352

10.4结论357

10.5注释和参考文献358

第11章 管理地球的未来：建立架构362

11.1引言362

11.2警告阶段：需开展系统的科学观测363

11.2.1预报天气：简单的个案363

11.2.2科学警告阶段：以I PCC为例368

11.2.3充分组织并利用空间手段371

11.3必不可少的政治因素375

11.3.1美国、中国和印度的关键性作用376

11.3.2政治观点剖析378

11.3.3动了感情的认识：峰回路转389

11.4结论：迈向全球生态治理？392

11.5注释和参考文献395

第12章 结论398

12.1控制人口的增长398

12.2稳定全球变暖的趋势401

12.3地球这艘“航船”的极限401

12.4教育和科学的关键角色403

12.5对政府管理的新要求404

12.6困难但却是紧迫的转折期406

12.7逐步进入一个稳定的社会406

12.8注释和参考文献409