我们的未来将会如何？真的有世界末日吗？全球气候的变暖、频繁的地震、火山的喷发……这些又象征着什么呢？接下来还会发生什么？本书为中英对照读物，为你揭示了这些灾难背后的种种原因。同时也预测了我们人类未来的生存空间，并从地球物理学的角度说明，未来是什么样要靠我们现在的努力，我们该行动起来了！

世界上的生命终将会结束，这是人类不得不面对的一个现实。我们不断面临各种各样的威胁，从全球变暖、大海啸到小行星撞击地球、超级火山爆发和下次冰期的到来……哪些迫在眉睫？哪些属于遥远的未来？人类能够幸免于难吗？本书为你揭示灾变背后的种种原因。

前言

图目

第一章 地球简介

第二章 全球变暖：大量热空气?

第三章 冰期来临

第四章 地球内部的大敌：火山超级喷发、大海啸和即将到来的大地震

第五章 来自太空的威胁：小行星和彗星撞击地球

后记

附录一 灾害时标

附录二 地球的地质时标

星球何时相撞

月球表面数百万密密麻麻的环形山不是火山爆发的结果，而是太空物体撞击的结果，该理论的倡导者一直在为了说服科学家和大众接受这一观点而不懈努力。早在19世纪早期，德国自然哲学家弗朗茨·冯保拉·格鲁伊图伊森男爵(Baron Franz von Paula Gruithuisen)就断言，月球表面的环形山是“远古时代宇宙撞击”的结果，但该说法遭到了“严肃”科学家的蔑视。(他还进一步声称，有确凿的证据表明月球表面存在人类和动物。毫无疑问，这与前面的断言有关。)在19世纪末期，美国地质学家格罗夫·卡尔·吉尔伯特(Grove Karl Gilbert)采用向粉末或软泥投射物体的方法，尝试在实验室模拟月球表面环形山的形成。但是，吉尔伯特对观测到的结果感到困惑：只有垂直投射的物体才能够产生如同月球表面上的圆形环形山。据此，W.M斯马特(W.M.Smart)于1927年宣称，月球表面的环形山不可能由碰撞引起，因为“陨石不会总是垂直下落”。直到看见了第二次世界大战中数十亿吨炸弹爆炸的效果以后，地质学家才开始明白，如果爆炸足够剧烈，不论弹道的角度如何，都能形成圆形的弹坑。也就是说，物体撞击月球时所产生的剧烈爆炸几乎无一例外地会形成圆形陨石坑。值得一提的是，“月球表面环形山源于撞击”这一观点又历经了25年才赢得广泛认可，而且即使在今天，面对压倒性的反面证据，仍有个别特立独行的科学家坚持认为月球表面的环形山源于火山爆发。在科学界，要使任何新的理论得到认可无异干一场战争，地质学也不例外。正如板块构造学说的支持者最初不得不同反对力量进行艰苦斗争一样，主张地球和月球曾遭到撞击的科学家也曾同样步履维艰。

早在1905年，本杰明·蒂尔曼(Benjamin Tilghman)提出，亚利桑那州著名的巴林杰坑(Barringer Crater，现在称之为‘陨石坑’)是“前所未有的巨大陨石撞击”的结果。但是，这一观点并没有说服力，因为蒂尔曼与他的同事工程师D.M.巴林杰(D.M.Barringer)经过25年的挖掘，并没有找到撞击物本身。现在大家明白了撞击物会被碰撞产生的巨大热量所蒸发，但当时由于没有确凿的证据，人们更相信那些提出其他形成机制的科学家。

直到二战结束，许多地球科学家的各种想法都被否定，月球环形山的撞击起源说才被接受，但是，这些科学家还是极力否定地球表面环形山结构的撞击起源说。由于地球具有更强大的引力场，被撞击的频率可能比月球高30倍，因而这种否定愈加显得离奇。然而，由于地球的动态性质，撞击坑极易被破坏，特别是那些年代久远的，所以这种否定也在意料之中。由于板块构造，尤其是板块俯冲过程——在此过程中玄武岩海洋板块在地球内部的高温下持续消耗，大约2/3的地表在几亿年前才形成。最强烈的撞击发生在地球形成初期的几十亿年间，证明这一观点的证据只有在不受俯冲过程影响的古老的花岗岩大陆中心才能找到。因为花岗岩容易被腐蚀和风化，也许经过时间的洗礼，这些撞击坑很难再被发现。一些最古老的岩石上保留下来的撞击坑可能最多，它们分布在很偏远的地区，如西伯利亚、加拿大北部和澳大利亚。有些撞击坑非常大，只有在太空中才能看到它们的真正形状。今天，借助于人造卫星的帮助，全球已有超过172个撞击坑得到确认，而地球容易被太空物体撞击这一观点已经像板块构造学说那样深入人心。

然而，争论还远没有结束，辩论仍然在科学界继续，特别是关于撞击的频率和规律，以及——也许是门外汉最感兴趣的——下一次大撞击对人类文明的影响。撞击发生的频率还极不明确，不同观点间存在严重的分歧，一方赞成撞击物的流量是常数，另一方则提倡所谓的集束撞击(impact clustering)。尽管地球在早期遭受了非常猛烈的撞击，但撞击匀变说(uniformitarianism)的追随者竭力证明撞击率是均匀的、不变的。相反，他们的对手则倡导另一种相干灾变说(coherent catastrophism)理论，认为由于某种原因，地球会受到越来越多的小行星和彗星的周期性撞击。

如果我们要客观地评估未来撞击对人类文明的威胁，很明显，不论撞击次数维持在目前的水平，还是在将来会更严重，我们都应该尽快确定，这一点极为重要。如果前者是正确的，那么一切照常，也就是说，大约几百年发生一次陨石直径为50米、可能摧毁一座城市的撞击，几万年发生一次陨石直径为半公里、可能消灭一个小国家的撞击，而陨石直径为l公里、影响波及全球的撞击事件每60万年发生一次。很幸运的是，巨大的毁灭级事件(Extinction Level Events：ELEs)——如6500万年前终结了恐龙王国的、由10公里超大陨石引起的撞击——大约0.5至1亿年发生一次，因此，这种陨石在不久的将来撞击地球的可能性很小。基于以上撞击率，行星和彗星威胁论的支持者提出了引人深思的撞击死亡率问题。假如你能够建造一台时间机器，飞驰到1000万年以后的世界，在那里找到一个“行星记录中心”并向它咨询，你会得到一个很有趣的事实。百万年间，因空难(无疑包括太空空难)而死去的人数可能在10到15亿之间，而如果地球被两块l公里大小的物体撞击一两次，死亡总数可能为5到7.5亿以上，可见空难死亡人数是地球撞击事件中死亡人数的两倍。也就是说，在你有生之年，因行星或彗星撞击而死亡的概率是空难的一半。如果真这样想我们就能安心了。可是换个角度看，因小行星或彗星撞击地球而死亡的概率可能是你赢得英国彩票头奖概率的350多倍，你可能就会吓一跳。实际上，真实情况可能比这更可怕。P218-220

不管怎样

该怎样就怎样

未来不是我们能明了

不管怎样

杰伊·利文斯顿＆雷·埃文斯

预测世界末日的一个问题是，即使预测正确，也不可能享受一丝荣耀。然而，这并没有阻止大批的卡珊德拉们预测地球或人类的灭亡，结果是他们直到逝去都没有见到地球或人类的灭亡，没有机会宣称“我早就和你们说过”。用伟大作家马克·吐温的话来说，人类的灭亡一直以来都被过分夸大了。但是，这种情况还能持续多久？

当然，我们有充分的理由证明世界正走向末日：大约50亿年以后，太阳上的燃料将最终耗尽，它将膨胀成一个巨大的红色球体，把地球烧成灰烬。另一方面，宗教中狂热的末世论者无疑也支持这一观点，并且想象出各种方式，其中包括疾病、战争、自然灾害、外星人物理实验失败等等，千方百计地说明地球和人类将很快走到尽头。根据地球目前的状况，如果你深思熟虑后依然认为：人类也许终将面临“厄运不久降临”的命运，就像约翰·莱斯利(John Leslie)在其著作(《世界末日》(The End of the World)中简洁表述的那样，而不是“厄运推迟到来”，你的这种看法或许也是可以理解的。在全球变暖加速、人口爆炸和超级军事大国兴起的背景下，我们的确更有理由推测，人类伟大的冒险旅程不会持续到遥远的未来，不会纵横于浩瀚的宇宙，而是行将结束。

让人有些担心的是，剑桥大学宇宙学家布兰登·卡特(Brandon Carter)提出的一个观点可能为上述看法提供佐证。他的“死亡日论证”是这样的：假定人类的成长和生存要延续几百万年甚至几十亿年时间，那么现存的这些人只是生活在人类发展的最初阶段，只是占人类总人数微乎其微的一小部分。卡特认为，这种情况在统计上是极不可能的。更有可能的情况是，今天的人口要占据人类总人数的10％。换句话说，早在人类能大规模地进入太空之前，人类已经不复存在。

约翰·莱斯利举例说明了以上观点。假设抽奖箱中有签了你名字的彩票，但你不知道箱子中还有多少其他人的。而同时你有理由相信，箱子中总票数为1000或10的概率均为50％。在抽奖时，你在前三次就被抽到了。这种情况下，可能绝大多数人会相信箱子中的彩票是10张，而不是1000张。

如果死亡日论证成立——事实上它已经受住了许多有影响力的学者的猛烈攻击，那么在人类或地球——甚至两者——都被某个复仇女神消灭之前，人类也只有几个世纪的时间。尽管“末日和灾难”的论调持续了近1/4个世纪，我还是不禁有一点乐观。一瞬间消灭65亿或更多的人口并不容易，许多所谓的“世界末日”的情景实际上不是那么回事，最坏的情况可能只是导致人类数量的严重减少，并且/或者使我们的全球技术文明退化为某种更简单、更狭隘的文明，至少在一个时期内是这样。因此，我个人认同史蒂芬·巴克斯特(Stephen Baxter)在其科幻小说《多重时间》(Manifold Time)中描述的所谓“卡特灾难”。毫无疑问，人类或其后代最终将消失，但那个时刻距离现在还极其遥远。

这里，我们先仔细看看如何理解“世界末日”和本书中如何使用这一概念。就我的理解，“世界末日”可以有四种解释：(1)人类将自己的全部期望寄托在地球上，当太阳在距今50亿年后演化成一颗新星时，地球和人类肯定会被完全摧毁；(2)地球遭受这样或那样的灾难，但至少还有一部分人能存活在地球上；(3)也许由于致命的和无可避免的疾病，导致人类灭绝，但是地球依然存在；(4)我们所理解的“世界末日”。本书将集中讨论最后一种情况，即一些全球性的地球物理事件，这些事件即使不是致命的，但也可能给人类和技术社会带来沉重的打击。有些自然灾害威力巨大，足以使我们熟悉的世界到达末日。在这里，我们不论来自高科技的威胁，例如人工智能和机器人科学的发展、遗传工程、纳米技术、以及逐渐强大的高能物理实验，也不论一些人提出的除全球变暖之外的减少人类数目的方法，如核战争和生化战争。本书将介绍自然界可能带给人类的一些严重威胁，其中一些由自然界本身产生，另外一些则是由人类催生的。

虽然大自然在多数情况下都是温和的，但它也可能变成可怕的敌人，而人类几乎在永无休止地与大自然的变化无常作斗争——包括大洪水、大风暴、灾难性的地震和火山喷发。2004年12月26日，亚洲爆发骇人的大海啸，40万间房屋被毁，40个国家的30万人丧生，其中有10万儿童，无家可归、失业和陷入贫困的人数高达800万。大海啸只是让人类见识了一下大自然最厉害的一面。尽管大海啸的范围、强度及其所造成的损失在当代是空前的，但总的来说我们还是幸运的，人类文明还是在相对平静的气候和地质背景下得以成长和发展。然而，种种迹象表明，下个世纪及以后的前景很不乐观。在未来几十年，温室气体引起的温度骤升、海平面猛涨以及持续的人口增长无疑将导致为数更多、破坏性更大的自然灾害。与我们的直觉相反，地球上的一些地方可能变得更冷，例如，一旦墨西哥湾洋流减弱，英国将在本世纪内与北冰洋一样寒冷。在预期的新冰期内又会发生什么情况呢？人类活动引起的全球变暖使这一新冰期威胁消失了吗？还是冰川只是在伺机卷土重来？

虽然气候变化在地质学上是快变现象，但与人的平均寿命相比则变化较慢，至少在某种程度上可以被测量和预报。而更突然、更难预报的是那些足以摧毁我们整个社会、目前还未曾经历的地质大事件。这些事件可大致分为地球以外和地球本身这两种情况。前者包括地球与彗星和小行星撞击所造成的威胁，这一点已广为人知。即使一个相对较小的、直径2公里的物体与地球碰撞，预计也将毁灭地球1/4的人口。

虽然地球本身可能给人类带来严重伤害的潜在能力还没有得到广泛证实，但我们脚下时刻运动着的地壳能够带来全球自然灾害这一威胁对我们来说则是真切而严重的。等待我们的有三个重大事件，它们在地球史前时代已经发生多次，但我们在有史时期尚未经历。大约在7.4万年前，一次灾难性的火山超级喷发使地球陷入了寒冷的火山冬季。大约10万多年以前，由夏威夷火山崩塌掀起的巨浪无情地袭击了整个太平洋沿岸。地震风暴在耶稣诞生前仅1000年曾发生过，后来在黑暗时代再次发生，袭击了东欧大部分地区和中东，将辽阔土地上的许多曾经宏伟的城市夷为平地。毫无疑问，这类地质构造上的灾难未来将再次袭击我们，这一类灾难会对我们这个依赖技术的全球化社会产生什么影响呢？很难预测我们是否能有效应对，但确定无疑的是，对地球上的大多数居民来说，形势将更加严峻。

生活在太阳系中最具有活力的星体上，我们必须时刻牢记，人类的存在和繁荣完全是由于地质偶然事件。正如本书第四章将提到的，近来对人类DNA研究显示，在距今7.4万年前，曾发生过史无前例的超级火山喷发，人类险遭灭绝。如果我们在6500万年前就已存在，当一颗直径为10公里大小的星体撞击地球时，人类就与恐龙一起灭绝了。我们必须面对这样的事实，只要所有人类都还被拘于单一的太阳系中的单一星体上，人类长期生存的前景就是脆弱无力的。不论将来的技术如何强大，只要我们依然在地球摇篮中，我们随时都有可能遭受自然界的猛烈袭击。即使我们不接受“厄运不久降临”的前景，但只要地球存在，而且我们还生活在地球上，全球自然灾害将不时发生，人类的进步将会受到它们的持续阻碍，甚至出现倒退。尽管其中一些事件会把我们带到已知的世界末日，但除非再一次出现导致恐龙灭绝的小行星或彗星撞击地球的严重事件，总的来说，人类还是有存活和发展的可能。在未来某个时刻，我们将开始离开地球，进入太空，首先迁徙到与地球属性相同的世界，然后再到其他星体。在目前内倾的政治环境下，我们不可能确定人类何时能正式迁入太空，但一定会的，届时人类将长舒一口气：终于不用再孤注一掷了。接下来还会发生什么，人们尽可在想象的空间里自由翱翔。本书将从地球物理学角度说明，未来是什么样只能顺其自然。

比尔·麦圭尔

于英国汉普顿

2005年8月

哭泣一万年

流尽十亿泪

只缘当年未曾料

人类家国锦绣河山

而今都已碎

——札格＆埃文斯《在2525年》

单独考虑全球变暖、下次冰期临近、超级火山爆发、小行星撞击等事件的影响，我们可能只会感到一时的忧虑，但整体考虑这些事件对地球和人类未来的威胁则足以使我们倍感沮丧。我们来总结一下人类目前的处境。我们正处于气候变暖的时代，这无疑将导致下个世纪地球环境、社会、经济等方面的剧烈变化，给每个人带来不利的影响。与此同时，地球正面临着下次冰期的到来。也许因为全球变暖，下次冰期可能会提前出现，但即使没有人类的帮助，它也可能在未来1万年内降临。那些足以使1/4人口灭亡的小行星们继续穿过地球轨道而未被察觉，大型彗星何时向地球迎面飞来也无人知晓。印度洋大海啸使我们见识了大自然能够对这个日益拥挤的世界造成多么可怕的冲击，而且，由于目前地球上的人口数量非常庞大，下一次大海啸或超级火山爆发必定会导致数百万人的死亡，我们所谓的“进步的全球化社会”也将分崩离析。我们的社会和经济结构紧密相连，甚至日本发生一次地震都可能引发全球经济灾难。在本世纪内，其他一些趋势也可能会催生我们所说的世界末日。虽然地球人口仍在增长，但增长速度在1968年就开始减慢，在2070年将达到90亿左右这一顶峰，比今天多一半，随即人口又开始回落，30年后达到84亿。这一趋势虽然可喜，但它会遗留下人口老龄化和所谓的“灰色”未来等问题。到本世纪末，日本和西欧1/2左右的人口将达到60岁以上，地球上1/3的人口将超过这一年龄。有人认为，在一个老年人逐渐支配年轻人的世界里，代际冲突可能会成为最主要的政治问题。

我们后代的未来不仅更加灰暗，而且变得沉闷和贫乏。在有史以来最大的物种灭绝中，人类活动每年要消灭3000至3万个物种，而总物种数量据估计也只有1000万个。在祥和的新世纪钟声响起之前，大约有1/3的开花植物将成为濒危物种，整个动物物种的1/4到1/2将可能灭绝。由于越来越多的物种消失，它们的栖息地迅速被害虫、野草以及与人类形影不离的病菌所占据。我们的后代将不再与猩猩、熊猫、极乐鸟和珊瑚为伴，而是不得不与老鼠、螳螂、蓟属植物和荨麻打交道。此外，脆弱的生物多样性——在漫长的进化过程中逐渐形成——一旦遭到破坏，可能需要500万年或更长的时间才能恢复。与此同时，大约500万亿的人类后代还要生活在这个沉闷且——从物种的角度上讲——毫无生机的星球上。同样重要的是，我们实际上正在扮演着造物主的角色，决定着地球生物的进化及未来。人类毁灭了大量现存的物种，从而破坏了自然进化的来源，并严重限制了未来地球产生新物种的能力。对于整个地质年代中的数百万物种而言，世界末日已经来临，并且人类的活动正在使地球上的许多其他生命形式不久面临同样的命运。

未来在我的笔下似乎变得越来越糟。日益老化的人口失去了昔日的活力与创造力，却不得不与气候变化及其影响作斗争，努力摆脱随之而来的经济、政治和社会的剧烈动荡，千方百计地拯救——也许为时已晚——被他们的祖先(也就是我们)破坏了的环境。在这种背景下，布兰登·卡特的“末日论”在一定程度上并非不着边际。其他人也得出了同样的结论：形势将会非常严峻。例如，加州大学的安德斯·约翰森(Anders Johansen)和戴德尔·索奈特(Didier Somette)近来根据人口、经济和财政指标的趋势预测，在大约50年内，未来会突然转变为某种新“情况”，虽然目前还不能确定这种新“情况”的性质，但它不可能是令人愉快的。

之前我们对世界末日作了简要介绍，唯一值得欣慰的就是：尽管世界末日即将到来，但相信人类还将继续存在，至少是现在。先不说是否有可能出现6500万年前使恐龙灭绝的大彗星或小行星撞击地球的事件(这种撞击事件大约每11亿年发生一次)，在可预见的未来，不大可能发生任何能够彻底毁灭全球65亿人的事件。即使我们所熟悉的世界变成了火坑或冰窟，对于可能面对这些情况的子孙后代来说也没有多可怕。毕竟，人类有着超凡的适应能力，能够不慌不忙地调整自己以适应新的环境。我们所熟悉的“世界”以前确实终结过许多次，生长于维多利亚女王统治英国时代和目睹过人类登月的百岁老人就能证明这一点。对我们的孩子及其后人来说，世界将充满了斗争和冲突，看不到进步的希望，也失去了前进的热情——与维多利亚肘期的人对未来的看法一样，这样就危险了。设想在未来某一刻，当沿海大城市被海浪或冰层所湮没时，大众并不会认为我们已经取得了足够的进步——至少在一段时期内是这样。

在本书中，我根据目前的一些趋势和观点进行了推断，总结了地球和人类面临的几种不太乐观的前景，并逐一进行考查。但是，如果你指责我缺乏想象力，我想这至少在某种程度上是有道理的。毕竟，我无法目睹几万年以后的事情，而太阳在未来的50多亿年内仍将普照大地，滋养万物。在这段未知的时间内，现代人和由人类进化而成的新物种会做些什么呢？又会变成什么样子呢？没有人知道。人类及其后代也许会在短期内一次又一次地被迫倒退，但是，如果我们学会可持续发展而不是过度开发利用，那么，不论是在终将被太阳吞没的地球上，还是以后在太阳系、银河系甚至更遥远的地方，我们也许会有充足的时间去做任何事、去进化成任何新的物种。或许我们现在该行动起来了。