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