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“人類世”真的來了?

來源:咸寧網 時間:2019-06-14 17:13

新聞背景

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據《自然》雜志近日報道,權威科研小組“人類世工作組”投票決定,認可地球已進入新的地質時代——人類世。該工作組計劃于2021 年向國際地層委員會提交正式提議,如果通過,歷史書或將改寫。

那么,什么是人類世?為什么地質學家認為地球已經進入了新時代?這對人類又意味著什么?

人類世的由來

在人類世之前,地球處在全新世。全新世起始于1.2 萬年以前,在地球最后一次冰期之后,隨著大范圍的冰川退去,地球開始變得溫暖濕潤,人類歷史進入了全新的時代,農業也逐漸起步,人類繁衍壯大。但到了近代,人的力量越來越強大,對地球的影響越來越多,開始有人思考,我們現在是否又進入了新的歷史時期?

人類世的概念第一次引起重視是在2000年。在墨西哥的一次學術研討會上,全新世這個名詞屢屢被提起,這引起諾貝爾獎得主、荷蘭大氣化學家保羅·克魯岑的反感。然后他打斷了一個演講,說到:“不要再使用全新世,我們現在已經不在全新世了。”然后稍加思索,他提出“我們現在處于人類世”。

其實,人類世這個名詞由來已久。早在19 世紀中葉,就開始有學者思考人類對地球的影響了,把人類活動也作為一種特殊的地質作用。人類世一詞是在上世紀60 年代由蘇聯地質學家最先使用的,后來陸續有人沿用,指代的意義也各有不同,但都強調了人類作為一個重要的成員對地球和環境的影響和改造作用。

在2000 年克魯岑再次提出后,這一想法迅速地傳播出去,并得到了不同領域學者的重視。在2009 年,負責劃分地層單位的國際地層委員會成立人類世工作組,開始研究人類世作為一個新的年代地層單位的可行性。2016 年,人類世工作組在冰心、河海沉積物中找到了多方面的證據,表明自20 世紀中期開始,地球已經進入了一個迥異于全新世的時代。但是,目前人類世尚不是一個正式的地質年代單位。

今年5 月21 日,有34 位委員組成的人類世工作組發起投票(贊成票29 票),決定正式向國際地球科學聯合會提出申請,在地質年代表上加上人類世,起始時間為20 世紀中期。另外,工作組還找出10 個具有人類世完整地層記錄的地方,包括意大利北部的一個洞穴,澳大利亞大堡礁的珊瑚和中國的一個湖泊。下一步會在其中選擇一個,作為人類世的代表地層,俗稱人類世的“金釘子”。

為什么要劃分人類世?

地球具有45 億年的歷史,根據不同的特征,把地球歷史分為若干階段是十分有必要的,這樣有

利于研究和認識地球。

比如,在地球的歷史上,我們熟知的恐龍滅絕,就是因為小行星撞擊地球,造成了全球生態系統的崩潰,恐龍退出了歷史舞臺,爬行動物、裸子植物衰退,哺乳動物、被子植物繁盛,地球的生態面貌發生了截然不同的變化,地球歷史也由白堊紀進入到了古近紀。當然,人類世和全新世之間的變化并沒有這么大,但是也足以達到了劃分新的地質時代的標準。

總之,劃分人類世的標準就是地球的環境發生了變化,并且這種變化是由人類造成的。那么,人類對地球造成了哪些影響呢?這可以從科學家對人類世起始時間的爭議說起。

在2000 年人類世觀念風靡之初,很多學者就開始討論以什么時間作為人類世的起點。一種最夸張的觀點認為,人類世應該從人類開始進行農業活動開始,也就是在8000 年前。由于人類的農業活動,焚燒森林,種植作物,造成了大氣中二氧化碳和甲烷含量升高。這幾乎相當于把全新世劃為了人類世,當然不可取。雖然早期的農業生產活動可能會對環境造成一定的影響,但是這種影響很小,沒留下相應的記錄,而且大氣的變化可能只是其自身的波動,和人類無關。

第二種方案,則是定在18 世紀英國工業革命以后,伴隨著大規模的工業生產,煤炭被大量用作燃料,排放的氣體造成了大氣中二氧化碳含量明顯升高,超出了自然波動的變化范圍。但是,工業革命對地球環境的影響,主要改變了大氣的成分,而其他方面并沒有帶來很多全球性的變化,大多是局部性的。

第三種方案,則是從20 世紀中期作為起始點。原因是自第二次世界大戰以后,人類社會各方面急速變化,包括人口增長、化石燃料消耗、人類改造環境的能力等,這些影響擴大到整個地球,被有些學者稱為“大加速”,意指人類正以前所未有的速度改變著我們所居住的星球,并且超越了自然的力量,成為影響地球環境的主導力量。所以,在本次人類世工作組投票中,就把20世紀中葉,大約20 世紀50 年代,作為人類世的起點。

人類世后地球有哪些變化?

第二次世界大戰以后,人類的科技實力急劇提高,改造環境的能力大大增強,伴隨著全球化的腳步,這種影響擴展到了全球的各個角落。但是,地質學家劃分新的地質年代的標準并不是考慮這種“影響”或“變革”,而是要考慮地層,也就是哪些變化會被記錄到地層里面,要十分明顯,能夠成為永久性的標志。因為以往的地質年代劃分都是通過地層的記錄來進行的,而且也只有地層的記錄才能永久地流傳下去,成為后世的參考。所以,地質學家就選擇了幾個標志。

第一個是核爆炸產生的沉積物。1945 年的7 月16 日,美國在新墨西哥州進行了人類歷史上第一次核試驗,標志著人類進入核時代,而對于地質學家來說,核爆炸也在全球范圍內形成了一個可對比的年代標志層。原子彈的威力源自鈾-235和钚-239 兩種放射性同位素瞬間裂變產生的能量,隨著爆炸,這些同位素及其產物也被帶到大氣中,隨大氣環流到達全球各地沉積下來。在全球各地的湖泊、冰川和海洋等沉積物中都可以找到包含核爆產物的沉積層,以1963-1965 年的密集核試驗期最為明顯。此外,像鈾-235 的半衰期是非常長的,大約為7 億年,這就使得在很久以后,這些地層仍能夠被地質學家發現。

第二,人類的農業生產使用了大量的氮肥、磷肥等化肥,這些在土壤層中留下了明顯的記錄,而且還被沖刷進入水體中,也明顯改變了河流、海洋等水體沉積物的特征,即在土壤、水體沉積物中,氮、磷等元素發生了明顯的變化。這可能是25 億年以來,地球上氮循環最大的一次變化。

第三,人類的生活用具,諸如塑料、建筑物等,幾乎遍布全球各地。尤其是塑料,隨著人類活動或者水循環進入了地球各個角落,從大洋深處到極地冰川。這些也必將會留下明顯的地質記錄。

第四,使用化石燃料的后果。煤炭自工業革命以后就成為了工業生產的主要燃料,而第二次世界大戰以后,石油更是成為了工業的血液,不可或缺。化石燃料的不充分燃燒會產生碳,排放到空氣中之后,隨著空氣循環到達全球各地沉積下來,成為明顯的黑炭層。另一個影響就是溫室氣體的排放,也就是二氧化碳。

在今年的5 月份,位于夏威夷的一個監測站記錄到了近300 萬年的人類歷史上一個史無前例的數值,大氣中的二氧化碳濃度單位達到了414.8ppm,也就是0.041%,這明顯是人類活動造成的,而且增長仍在加速。化石燃料和自然界其他環境中的碳同位素組成具有明顯的差異,化石燃料的大量使用明顯改變了大氣和水體碳同位素的組成,這也在石筍、冰川等沉積物中留下了明顯的痕跡。

第五,生物滅絕的速度大大加快,不亞于歷史上生物大滅絕。如果不加控制,在接下來的幾個世紀中,將會有75%的物種永遠消失。

人類世的變化遠不止以上列出來的這幾條,人類世這個詞的含義也早已超出了地質學的范疇,被廣泛地應用在生態學、環境科學甚至經濟學等領域。把人類世列為一個新的地質年代,不僅是科學研究的需要,更是要提醒人類,我們作為地球上的一個物種,對地球環境的影響力已經超過了地球本身。能力與責任相匹配,人類要擔負起保衛地球的重任。



編輯:chenguo

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