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冰封的，其面积和法国相当。目前这里的人口仅有2万，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荒凉了。这个地区因其寒冷和偏远而得名，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犯人监禁起来，因为他们无处可逃。如今，集中营已不复存在，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。其间，冰封的地面融化开来，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1米厚的冰层能够安全地承受一个人或一辆雪地摩托车的重量。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，比之前更容易脆裂了。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。在一两分钟的时间里，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，像是有几百升气体在燃烧。前行几米，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带正在泄漏甲烷。

甲烷是地球上主要的温室气体之一。它或许不像二氧化碳那样广为人知，但它的危害也很大：同等质量甲烷在大气中吸收的热量是二氧化碳的21倍。这就是说，即使甲烷的泄漏量相对较少，也有可能对气候产生巨大的影响。自上个冰期以来，西伯利亚地区的甲烷就一直被封在多年冻土层中。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1000多米的地层却是永久冻结的。自一万年前的冰期以来，只有极少量的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调高了。

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前提前了两周。自1950年以来，内陆气温升高了2℃，多年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10年[1]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观测以来，这里的春天大约每年提前一天。从阿拉斯加横跨加拿大北部，再到西伯利亚地区，你会发现多年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，冰封的河流原本充当着公路，如今可以在上面开车行走的时间变得越来越短了。越来越多的土地变成沼泽，而且每年都有不断蔓延的趋势。当西伯利亚多年冻土层融化的时候，那里的甲烷就会喷涌而出。

据估计，西伯利亚多年冻土层中的甲烷含量是地球陆地甲烷总量的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。更糟糕的是，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。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5500万年前（早在冰期以前），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，导致地球表面的平均气温从18℃上升到了24℃[2]；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，很多海洋消失，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，只有一些地衣和苔藓能在这里存活。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，海洋遭受毒害，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5500万年前上升得更快。如果气候的变化也将封存在北冰洋多年冻土层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。种种迹象表明：以前发生过的情况很可能再次发生。

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，而这有赖于海洋、陆地和大气之间隐形的动态网络连接。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，并设法通过物质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。但问题是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，比如从融化的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。

空气革命

18世纪60年代，英国机械工程师詹姆斯·瓦特开始修补一台设计巧妙但效率低下的蒸汽机，可他并不知道，自己即将开启的不仅仅是一个新的工业时代，还是一个新的地质时代。

瓦特对蒸汽机的改良设计将引发一系列连锁反应：煤、铁的使用量开始爆炸式增长，工业产品的生产迅速扩大，新的运输方式不断涌现。虽然工业革命的专业技术在全球飞速传播，但是它所具有的更多潜在作用还处于积累阶段。自18世纪80年代以来，南极洲和格陵兰岛冰封的荒原上就覆盖着层层积雪，它们记录了温室气体二氧化碳和甲烷增加的过程。这个过程虽然缓慢，却是显而易见的。大约在同一时期，湖泊里的淡水生物开始适应全球范围内新的化学变化。现在，许多科学家把18世纪后25年当作一个关键时期，因为那时人类对环境的影响已开始呈现出全球化趋势。人类在地球自然力的支配下生活了几千年，现在终于开始掌控这个星球了。我们已经进入一个新的时代，也就是有些科学家所说的新地质时代：人类世。

当工业激烈扩张的时候，有些人已经预见到这个世界可能会发生改变。事实上，“温室气体”这个看似非常现代的概念，却是法国数学家和物理学家约瑟夫·傅立叶于19世纪20年代提出的。傅立叶在当时就认识到，地球所吸收的来自太阳的热量和它发射回太空的热量并不相等。他还意识到，这种不平衡有一部分是大气层造成的，在大气层的作用下，发射回太空的热量不能完全散发出去，因此，地球表面变得越来越暖和。如今我们都知道，这种温室效应对生物起着至关重要的作用——如果没有它，全球气温将会下降到-18℃，而不是现在的15℃。当时，傅立叶是第一个推测出人类活动很可能对储存在大气层中的热量的多少产生影响的人，尽管他还不能非常确定其中的原理。19世纪50年代，英国科学家约翰·丁达尔的计算更接近了傅立叶的推断：大部分热量被水蒸气和二氧化碳吸收了，而这部分气体加起来仅占大气的1%。

今天，我们可以清楚地了解到大气中的二氧化碳是怎么回事，因为近半个世纪以来，位于夏威夷冒纳罗亚火山顶的某个气象观测站一直准确记录着这一情况：自1958年以来，这扇“天空之窗”收集了充分的证据，证明了我们的星球一直处在变化中。在过去的半个世纪内，空气中的二氧化碳浓度已经稳步上升了大约22%[3]，目前还在以每年约2ppm的速度增长，并于2007年2月达到384ppm[4]，即每100万个干洁空气的分子中含有384个二氧化碳分子。这个含量看似微小，却意味着二氧化碳含量比工业革命之前增长了37%，也说明当时的二氧化碳浓度只有280ppm。[5]我们测量了以前封存在南极洲和格陵兰岛的气体，并通过气泡中的化学物质了解到这一点。实际上，这份关于大气层的冰封档案至少可以追溯到65万年前（早在我们能够准确计量时间的时候）。相比之下，今天的二氧化碳达到了前所未有的浓度值。

正在使地球气候发生改变的不仅仅是二氧化碳。自瑞典物理化学家斯万特·阿累尼乌斯欣喜地预测到他所说的那个更加美好、更加温暖的世界以来，汽车出现了，新兴工业和集约型农业也达到了一定规模，而在一个世纪以前，这都是无法设想的。这一切带来的后果是，效力更强的温室气体被排放出来，比如一氧化二氮和甲烷。而最终的结果是，自20世纪初以来，地球表面附近的平均气温上升了0.7℃[7]。

地球健康体检

正如一个健康的人体需要心脏、大脑、肺等器官来确保其正常运转一样，地球也需要健全的“器官”来保持良好的工作状态——陆地、海洋、大气、冰川（冰冻圈）和生物（生物圈）。为了证明这一点，我们通常用全球卫星网络来监测地球发出的一些重要信号。该网络由卫星、航空器和地面控制系统组成，它可以记录某些自然现象，例如空气的温度、海水的蒸发、冰川的消融与形成，以及森林的碳排放。每过几年，由此得出的大量数据和调查结论会反馈到由IPCC（联合国政府间气候变化专门委员会）实施的地球健康检查中，而2007年发布的检查结果令人非常沮丧。[8]

根据IPCC的调查结果，目前全球变暖是毋庸置疑的，而人类活动“极可能”是罪魁祸首。海洋水域的变暖至少已经深入3000米以下，在这个过程中，海水受热膨胀导致海平面升高。山岳冰川正在退化，两个半球的积雪也正在缩小，由此产生的融水使海平面进一步升高。通过地球这些至关重要的机能的改变，人们可以感觉到这些变化。在全球不同的区域，降水类型、风力和气温走势都在偏离历史上既定的标准。生物和生态变化的初步影响也非常明显，例如，在最近三四十年间，很多物种一直向极地迁移，平均每十年迁移6000米。并且，在北半球的温带地区，像植物开花和动物产卵这样的季节性事件似乎每十年也会提前2~3天。除了全球变暖，似乎没有什么原因更能解释这些现象了。

人类的未来看似十分暗淡（参见“预测地球”，第18页），然而，对于这些令人沮丧的现象，我们需要谨慎对待。虽然大多数预言都建立在计算机对地球气候精确模拟的基础之上，但是，这门科学目前仍在摸索中。直至1985年，全球气候模型才有了充分的可信度。而1989年诞生的超级计算机，其功能强大到足以模拟陆地、海洋和大气之间相互作用的一系列连锁效应。每年用于研究气候变化的经费不菲，其中大部分用在了模拟地球的不同要素在未来发生各种情况时会如何运转上。这些模型并没有告诉我们未来会怎样，它们告诉我们的仅仅是未来的一系列可能性。它们还为我们提供了一种与众不同的视角，让我们能够深入了解地球运行时的奇妙与复杂，并且揭示了地球作为一个独立的自动调节系统是怎样应对突如其来的变化的，正如地球上的生物对变化做出的反应一样。更重要的是，这些模型显示了地球的薄弱环节。在某些危险区域，气候变化有可能使重要系统出现故障。因此，我们不妨称它们为地球防御系统的“阿喀琉斯之踵”[9]。我们前面已经提到过其中一个致命弱点——西伯利亚的泥炭沼泽，接下来我们将介绍地球的其他致命弱点，并展示我们的地球如何以错综复杂的方式运作，既稳健可靠，又令人担忧不已，因其具有不可预见性。

中毒的肺脏

亚马孙雨林为地球上的生物举办了最隆重的庆典，为这颗星球上1/3的陆地生物提供了家园，小到昆虫，大到美洲虎都能在这里找到栖息地。亚马孙雨林中的动物丰富多样，植物绚丽多姿，造就了这里名副其实的自然奇观。世界上的热带雨林通常被形容为“地球之肺”，但事实上并非如此，它们释放的氧气很多，消耗的也不少，它们在提供氧气方面是中性的。虽然全世界的森林能够吸收大气层中25%~30%的二氧化碳，但亚马孙雨林仍然是主力。当二氧化碳含量升高的时候，热带雨林就开始枝繁叶茂，如同温室里茂盛的植物一样快速生长。但是，亚马孙雨林和全球变暖之间的默契是临时的——只要超出一定的临界点，雨林就有可能被扼杀。

亚马孙盆地或许处在灾难的边缘。目前，它所覆盖的区域和美国大陆差不多大，但是，每年大约有15000平方千米的亚马孙森林（和威尔士的面积差不多大）被烧毁或采伐，腾出来的空地被用于养牛、耕种或其他方面。更重要的是，择伐——砍去一两块林地的树木，同时保留其他林地，人们认为这种做法有益于环境——很可能会使以上数据加倍。而且，当人们砍伐或焚烧雨林的时候，残留下来的木屑、树根和落叶就会被分解，将储存下来的二氧化碳重新排放到大气中。如今，亚马孙的森林砍伐每年向大气中增加5亿吨的碳排放量。随着地球气温的升高，破坏森林的微生物将会更加猖獗。许多科学家认为，在今后的50年或更久的时间里，亚马孙雨林将会从二氧化碳的主要消费者转型为二氧化碳的主要生产者。当这一切发生的时候，亚马孙雨林所排放的大量二氧化碳将会使全球气温进一步上升。通常情况下，仅仅是全球系统的一部分发生变化，都会对其他地区产生难以预料的影响。

长期以来，人们认为亚马孙雨林有很强的抵御能力，足以应对突如其来的变化，因此，以上顾虑得到了缓解。毕竟，自5500万年前过量的甲烷被泄漏之后，亚马孙雨林就一直在持续地清洁大气。人们认为，在最近的多次冰期，在气候比较干燥的时候，全球的森林退化成了一个个偏僻的小树林，成为“避难所”。隐居在这里的新物种默默地进化着，等到气候变暖的时候，它们会再次探出头来，使大自然重新恢复生机。新的研究表明，亚马孙雨林在冰期经历了干冷气候的折磨，丝毫没有受到损伤。然而，经过砍伐后的亚马孙雨林植被并不能轻易恢复，今天，面对前所未有的变化，它似乎全然没有准备。最极端的情况表明，这片未经开发的荒原将会在未来消失一半。这片存活了数千万年的森林可能会在一个世纪内遭受不可挽回的损失。

流沙

撒哈拉沙漠的风沙是奇特而壮观的。如哈布风暴，这是一股来自苏丹的沙尘暴，它能形成一面明黄色的高达3000米的沙墙，紧接着，这面墙就会迅速倾倒。还有萨姆风，根据古希腊作家希罗多德的记载，这种沙尘可以吞噬整支部队。他曾写道，有一个国家“被这股邪风激怒了，于是对它宣战，他们全副武装，列队出发，结果很快被这股邪风彻底地埋葬了”。再来看看哈马丹风，当这片“黑暗之海”像一片红雾从西边刮过撒哈拉，再像洪水一样涌向陆地，甚至能抵达遥远的英国的时候，空中会出现深红色的泥浆，以至人们曾经误以为是血。哈马丹风向西边刮去，虽然它最强劲的势头会在大西洋上空消散，但它所携带的大量红色尘埃——数百万吨泥土——横扫而过，随后被带到大气层的高处，最终像下雨一样倾泻在亚马孙河流域。正是因为矿物质粉末被不断运送到这里，亚马孙河流域的土壤才能变得如此肥沃。几千年来，这种跨越大洋的营养物供给使雨林得到滋养，使这里的生物种类不断增加。然而，随着全球变暖，这种状况有可能会改变，因为大沙漠的变幻莫测似乎超出了我们的想象。

撒哈拉沙漠看起来就像世界地图上一块广袤的中央地带。但我们惊奇地发现，它是在6000年前才形成的。当时，由于地球轨道参数的微妙改变，导致吸收的太阳辐射强度出现了分配上的微小变化，从而使形成非洲季风的赤道风暴减弱。在几十年内，曾经为非洲北部大部分地区提供水分的降水带退到了南部，大片林地和沼泽变成了干燥的荒漠。在接下来的几个世纪，沙漠地区的流沙同样向北扩散，于是，曾在这片肥沃的撒哈拉中心地带耕作的人类祖先不得不离开这里。一部分人向东迁徙，在一个曾经是一片泥泞的河谷定居下来，就这样，尼罗河文明和法老时代开始了。而其他人仍然留在偏远但有可用水源的避风港。但在2000年前，只有一小部分吃苦耐劳的人继续留在那里与沙漠抗争：他们是葛拉玛提亚人，身为驾驶战车的能手，他们阻止了罗马帝国的南下。但在他们的另一侧，沙漠的漫延却势不可当。到公元500年，葛拉玛提亚文明消失了。这个民族散居到各地，并以游牧为生。他们的遗址被埋在了沙漠下面。由此可见，地球上仅仅一个微小的变化，就能对人类历史的变迁产生巨大影响。

今天，绵延起伏的沙丘和广袤无垠的沙海使撒哈拉沙漠成为最具代表性的沙漠。但是，根据气候模型，这里有可能即将繁花似锦。从表面上看，虽然撒哈拉北部很可能变得更加干燥，但是，热带地区温度的上升必定会使非洲夏季季风增强，因此，在未来的几十年里，萨赫尔和撒哈拉内陆地区可能会再次恢复正常降水。降水将会促进植物生长，植物又会吸收水汽，使空气变得潮湿，进而引起更多降水，这是一种重生的自我维系的循环系统。但是，在这个相互联系的世界上，凡事都有两面性，当植物牢牢地抓住松软的地面，逐渐在曾经容易破碎的土层中扎根的时候，撒哈拉风暴将不再携带沙尘，因此，当它越过海洋，不再给亚马孙带来充足的矿物质时，亚马孙雨林将会被摧毁。

撒哈拉风暴很可能带来意外的效果。在威力强大的沙尘暴横扫海洋的那几年里，很少看到有飓风袭击加勒比海和墨西哥海湾。因此我们有理由相信，非洲的沙尘暴可能已对可怕的飓风风暴系统产生了抑制作用。当空气中灰尘相对较少的时候，极具破坏力的飓风反而更容易出现。可见沙尘暴的出现对飓风是有影响的，尽管飓风凶猛的能量来源于对分散地球热量起主要作用的海洋而不是风。

消融

墨西哥湾流在流经墨西哥海湾时会形成漩涡，但它们不仅仅是飓风的能量来源。它们从赤道地区向北部奔流，穿过大西洋，流向欧洲西部和北极附近，在流动的过程中，它控制着流经地区的气候。这条墨西哥湾流仅是全球洋流的一个分支，它像传送带一样绕着地球流动，把热量从热带地区往别处传送，并进行重新分配，维持着全球的热量平衡。所有的气候模型表明，当洋流的流速变慢时，全球就会变得凉爽；一旦洋流停止传送，那么地球将会患上“重感冒”。因此，关于北大西洋水域盐分减少的报告引起了一些海洋科学家的担忧，他们担心格陵兰岛和北极融化的冰层会使洋流的流速变得缓慢。还有迹象表明，在过去50年里，北大西洋向北传送的热量减少了30%以上。对欧洲居民来讲，洋流流速的减缓可能一开始会降低未来全球变暖所带来的温和气温，但它可能会让热带和南半球变得闷热。而且，如果我们指望借助强大的洋流来驱除空气中大量的二氧化碳和热量，这从长远角度看，短暂性的寒潮反而有可能加快全球变暖的速度。

关于最后一个冰期是如何结束的研究证明，流入大西洋的淡水能够使洋流传送的速度变慢。大约在12000年前，由于冰层衰退，融水突然间剧增，而在过去，加拿大东部、新英格兰地区和中西部大部分地区都被封存在厚达几千米的冰层下面。这些融水流入北大西洋，使得全球气温开始急速下降。世界刚刚从冰期中缓慢爬出，就又被突然送回到冰封的世界长达千年——这是冰封世界的最后一次欢呼。今天，虽然大面积的湖泊融水已经从北美消失，但北极的格陵兰岛冰盖仍储存着大量的淡水。

距离地球最后被冰川覆盖已经过去了10000年，在此期间，大量积雪重新结晶成冰，几乎未被干扰和改变。长期以来，地质学家认为积雪融化需要几个世纪乃至几千年，但是现在，一些科学家认为，庞大的冰川已经接近导致整个冰层完全融化的临界点。然而，关键还在于细节，因为每个季节的测量结果都会在一些方面显示出巨大差别，比如，空气和冰的温度、产生融水的水量，以及巨大冰块本身的移动速度，这些变化都代表着复杂的自然系统，从中来识别有意义的演变趋势是非常困难的（有时是冒险的）。尽管如此，清晰而连贯的信号正在浮出水面。在后面的章节中，我们会发现格陵兰岛的冰川正在迅速发生改变。

根据一些气候模型的预测，即使温度的升幅不到3℃——北极附近在几十年内可能会发生这样的变化——冰川也会开始迅速融化，并最终导致全球海平面上升，上涨的海水足以淹没4.3亿多人赖以生存的陆地。美国佛罗里达州一半的地区将被淹没，太平洋和加勒比海的小岛将会消失，在一些地势较低的海滨城市，如东京、上海、香港、孟买、加尔各答、卡拉奇、布宜诺斯艾利斯、圣彼得堡、纽约和伦敦，海水将会漫过人们的腰部或膝盖。

在南极洲，水的储量更大，全球60%以上的淡水都被冰封在那里。如果南极冰川融化，海平面有可能会上升60米。虽然南极东部大面积的冰川在短期内融化的可能性不大，但是，南极西部面积较小的冰层已经发出了预警。2002年，一块面积和罗得岛相近的冰架从南极西海岸分离出去，打开了一个可能被冰封了12000年的海湾。令人担忧的是，即便部分冰层被固定在坚固的岩石上，它们也会很快变得不稳定，因为南极西部的大部分基岩位于海平面以下。这个沉睡的巨人如果真的苏醒过来，将会使地球气候突破一个危险的临界点。

地球村

2007年，全球城市人口首次超过了农村人口。几千年来，城市规模都由疾病限制着，然而，随着18世纪医疗水平的提升，城市迅速扩张，农村人口大量涌入城市，出生率和死亡率之间出现了新的不平衡，导致城市人口迅速膨胀。19世纪末，首次发展起来了人口超过200万的“超级城市”。到1950年，地球上出现了第一批两个“特大城市”——伦敦和纽约，人口都超过了800万。半个多世纪之后，全球有超过25个特大城市和几百个超级城市，这些大城市日益扩张，必然会产生一个新词“metacity”（尽管有些人更喜欢称为“hypercity”），用来形容人口超过2000万的城市。[11]如今，只有东京无可争议地超过了这个门槛（墨西哥、首尔和纽约尚没有进入这个门槛），但到2025年，仅亚洲就会有10个或者11个特大城市，西非也会有相似的增长速度。20年后，将有超过5.5亿人口居住在城市，比1990年英国总人口还要多。[12]

对居住在地球上的生命而言，城市人口的激增是一项新的挑战。因为随着“地球村”人口的不断膨胀，人们对土地和资源的占有越来越疯狂。例如，在大东京地区，人们需要约为日本国土面积三倍大的土地来生产食物。同样，西方国家的需求也毫不逊色。据说，假如地球上的每个人都以英国人或美国人的标准来消耗自然资源和进行碳排放，那么人类将需要两个地球来养活自己。为了满足这些需求，人类开始前所未有地利用地球上的土地资源。自工业革命开始以来，在推土机和链锯的助推下，地球上一半的土地都被人类直接占有和利用。在同样三个世纪左右的时间里，世界人口数量以10倍的速度增长，达到了约60亿[13]——“人口大爆炸”向我们的星球提出了极限挑战。当城市在大规模扩张的时候，我们这个不可预测的星球可能会发生大规模的自然灾害。由于地壳本身不够坚固（或是太空残片的轻微撞击）而引起的地震和火山喷发会对城市造成直接冲击，很可能会导致数十万人甚至数百万人死亡，暴风、洪水和长期干旱将会摧残几千万人。当然，在地球自然力量变幻无常的背景下，人类正怀着恐惧心理进行着有关地球防御系统的化学实验。

路在前方

很明显，地球正在经历不同寻常的变化，这些变化对未来世界而言意味着什么？近50万年来，冰川反复在地球的大部分地区前进和后退，相比之下，上述变化是否显得过于剧烈？从持续几亿年的地质变化来看又会如何呢？

在本书中，我们将为你讲述地球作为一个有生命的、会呼吸的有机体是如何运转的：它会自动调节温度，燃烧能量，持续地更新外衣，并有着一张随年龄变化的“面孔”。同时，你还会了解到地球的生命历程：它怎样诞生，又会在未来的某一天如何灭亡，它是如何通过自身的循环系统来维系生命。书中各章会侧重讲述地球的“新陈代谢”，如来自太空的撞击、火山、大气层、海洋和冰川，并探讨它们在维系地球生命过程中所发挥的重要作用。

地球幸存下来的传奇故事让人非常惊讶，它的自我修复能力也非同一般。虽然几次灾难使地球的生命保障系统衰退，让全球坠入冰冻的深渊或者转为热室，但是地球仍然顽强地存活了下来。事实上，这些濒死体验似乎已经成了地球生命中的重大转折。虽然地球在每次灾难中都饱受创伤，但它仍是一切生命的家园。

现在，这个家园似乎又一次面临危险，人类似乎正在迫使地球发生变化，使我们的地球防线变得越发脆弱。这种脆弱性与地球长期以来的适应能力形成了奇怪的对比。同时，我们每天都能听到四面八方涌来的“拯救地球”的呼声。于是在这本书中，我们提出了一个更为基本的问题：究竟是人类拯救地球，还是地球拯救人类？

[1] 本书英文版出版于2007年，为了保证内容叙述的完整性和前后一致性，书中数据大部分保留原书数据，经过专家审订的最新数据以脚注形式列出，特此说明。——编者注

[2] 最新数据认为，当时地球表面的平均气温上升了5℃~8℃。——编者注

[3] 1959—2007年，冒纳罗亚观测站记录的二氧化碳浓度数据已从315ppm（1 ppm=10-6）左右增长到384ppm，大约增长了22%。2021年10月26日，世界气象组织发布了《温室气体公报》并指出，2021年二氧化碳的浓度值为1750年工业化前水平的149%。——编者注

[4] 2023年1月9日，中国气象局发布《2021年中国温室气体公报》。该公报显示，2021年，青海瓦里关国家大气本底站观测到的二氧化碳浓度为417.0±0.2 ppm。——编者注

[5] 2021年空气中二氧化碳的浓度已经达到417ppm，比工业革命前增加了49%。——编者注

[6] 2023年3月2日，国际能源署发布了《2022年二氧化碳排放报告》并指出，2022年全球与能源相关的二氧化碳排放量再创新高，达到368亿吨以上。——编者注

[7] 2023年4月21日，世界气象组织发布了《2022年全球气候状况》并指出，2022年的全球平均气温比1850—1900年的平均水平高1.15℃。——编者注

[8] 自1990年发布第一份报告以来，IPCC每隔五至七年就发布一份该报告。2021年，IPCC发布了第六份报告。——编者注

[9] 阿喀琉斯之踵，原指阿喀琉斯的脚跟，因为是阿喀琉斯唯一没有浸泡到神水的地方，所以是他唯一的弱点，后来在特洛伊战争中被人射中致命。现在一般是指致命的弱点、要害。——译者注

[10]具体死亡人数有不同的统计方法和估算值，例如英国气象局估计1.5万人丧生，参见：The heat wave of 2003,https://www.metoffice.gov.uk/weather/learn about/weather/case-studies/heatwave#:~:text=M ore%20 than%2020%2C000%20 people%20died,countries%20 experienced%20their%20 highest%20temperatures。有研究估算为7万人丧生，参见：Robine,J.-M.,S.L.K.Cheung, S.Le Roy,H.Van Oyen,C.Griffiths, J.-P.Michel and F.R.Herrmann, 2008: Death toll exceeded70,000 in Europe during the summer of 2003.Comptes Rendus Biologies,331,171-178,doi: https://doi.org/10.1016/j.crvi.2007.12.001。——编者注

[11] 联合国人居署《世界人口评论》发布的“2022年全球城市规模排行榜”中，现有11个城市人口超过2000万。——编者注

[12] 根据联合国人居署2022年发布的《世界城市发展报告》中的数据，2021年，世界城市化率为56%（约44亿人口居住在城市），到2050年，这一数字将上升至68%。——编者注

[13] 联合国宣布，世界人口在2022年11月15日这一天达到了80亿。——编者注