1945:人类世的开端_互动科普

使用社交账号登录

购买价格:
付款方式:

互动科普

主页 > 科普纵览 > 地球 • 生命

1945:人类世的开端

admin  发表于 2017年11月23日

目前,有越来越多的声音呼吁,应建立一个新的地质年代以标志人类对这个星球的影响。但针对这一问题,学界产生了激烈的争论。

美国自然历史博物馆所展出的恐龙几乎被全部撤下。古生物学家斯科特·温(Scott Wing)漫步在食肉类展区中,其中的化石展厅现在几乎空空如也,被一层深深的阴影笼罩着。

温所在的团队斥资4 500万美元对史密森尼学会的这部分进行了大胆的重新设计。当它于2019年再次开放时,该展厅将远远不止单纯地讲述地球遥远的过去。除了霸王龙(Tyrannosaurus rex)和三角龙(Triceratops)等经典展品外,展厅还会加上新的部分,迫使参观者能够了解统治地球的现代物种——人类。

温说道:“我们希望帮助人们认识自己在世界上的位置,这可能远比他们现在所意识到的更加重要。”

这个极具煽动性的展览的重点是人类世(Anthropocene),即地球历史中人类成为主要地质作用力的短暂篇章。仅通过采矿活动,人类移动的沉积物已经超过了世界上所有河流作用的总和。现代智人(Homo sapiens)还使得整个地球温度升高、抬升海平面、破坏臭氧层,并使海洋酸化。

1945:人类世的开端.jpg

由于这些改变的程度巨大,以至于很多研究人员都提出要建立“人类世”,代表一个新的地质年代。这一概念在过去的几年间引起了很大的关注,而且并不仅仅局限于地球科学领域。“人类世”这个词在考古学家、历史学家甚至性别研究学者中也被广泛使用。世界上已有多座博物馆展出受人类世启发而作的艺术作品,媒体也热情接受了这一观点。《经济学人》 (The Economist)在2011年宣布:“欢迎来到人类世”。

这种欢迎是很不成熟的。尽管这个词是热门话题,但“人类世”仍是一个不确定的概念,是一个非官方的名字,目前还没有被地质年代表接受。这种情况可能很快就要改变了。一个由研究人员组成的委员会正在讨论是否应该将人类世作为正式的地质单元,以及将何时作为它的起点。

但批评者担心,很多重要的反对意见可能已经淹没在公众的极大热情之中,这份热情部分来自于环境观念较强的学者,他们希望强调人类已经具有的极大破坏能力。很多人类世的支持者看起来跟狂热的粉丝毫无二致,一位不愿透露姓名的地质学家说道:“这就像某些宗教团体对自己的宗教信仰极端热衷一样,他们认为所有不遵循其教义的都是野蛮人。”

这一争论将问题的焦点引向了一个一直被我们所忽视的过程——地质学家如何划分地球45亿年的历史。通常,对地质年代的划分仅靠地层学的研究来确定,即岩层、海洋沉积物、冰芯以及其他地质沉积物中所包含的证据。但人类世的问题“至少要比地层学复杂一个数量级,”英国莱斯特大学的地质学家扬·扎拉谢维奇(Jan Zalasiewicz)如此说道,他同时担任人类世工作小组(Anthropocene Working Group)的主席,该小组正在为国际地层委员会(International Commission on Stratigraphy,ICS)就这一问题进行评估。

 

石头上的信息

对地球科学家来说,地球历史年代表的科学地位相当于元素周期表。地质学家经过数个世纪艰苦的地层工作,对比全世界的主要岩石单位,并按“组”将其顺序排列,才得到一份井然有序的时空格架,作为有关地球历史全部研究工作的基础。英国兰彼得市威尔士大学圣大卫三一学院(University of Wales Trinity St David)的第四纪研究专家迈克尔·沃克(Michael Walker)说:“在我看来,地质年代表是人类智慧最伟大的成就之一。”

沃克的研究工作位于年代表的最上方。他的团队协助定义了距离现在最近的地质年代单位——全新世,开始于大约11 700年前。

国际地层委员会最近作出的重大决策就是在2008年时正式建立全新世(Holocene),位于整个地质年代表的最上方。委员会将整个地球历史划分为一系列嵌套式的单元,就像日历上的年、月、日那样。在地质年代中,恐龙灭绝后至今的6 600万年被称作新生代,其中最近的258万年称为第四纪,期间地球经历了一系列冰期循环。第四纪的绝大部分由更新世组成,全新世只占了从末次冰期结束后开始的短短一小段时间。

沃克及其团队在定义全新世起点时必须要在地球上选择一个地点,其地层序列要具有能够标志该界线的信息。大多数地质单位都通过岩石中的某个特定变化来确定,通常为某种广泛分布化石的首次出现。但从地质角度来看,由于全新世过于年轻,所以年代确定可以达到异常精确的程度。沃克和同事选择了一次气候变化作为标志,即末次冰期最后寒潮的结束,并在取自格陵兰岛中心附近的冰芯1 492.45米的深度上识别出代表该气温上升事件的化学标志。升温事件留下的类似印迹还可以在全世界的湖泊和海洋沉积物中见到,使地质学家能够在其他地点精确识别全新世的开端。

早在国际地层委员会还未最终确定全新世起点的时候,人们就已经开始讨论现在是否该结束那个世,并用人类世取代。这个想法其实已经出现很长时间了,在十九世纪中期,几位地质学家就想用“人类代”来称呼现代,以标示人类日益增长的强大力量。从此之后陆续又有其他人提出类似的想法,有时被冠以不同的名字。然而,该提议直到最近几年才引起广泛的关注,部分是因为环境的急速变化,另一部分则来自于德国马普化学研究所(Max Plank Institute for Chemistry)的化学家保罗·克鲁岑(Paul Crutzen)所产生的影响。

克鲁岑拥有人类活动改变地球的第一手经验。在上世纪70和80年代,他对臭氧层以及人类污染对其的破坏作出了重要发现,这项研究最终为他赢得了诺贝尔奖。2000年,他和美国密歇根大学安阿伯分校的尤金·施特默(Eugene Stoermer)共同提出,全球的人口已经对地球上发生的各种过程产生了巨大影响,以至于目前所在的地质年代应该被称为“人类世”。作为大气化学家,克鲁岑并不在国际地层委员会里,没有权力裁定地质年代表的变更。但这个想法给很多地质学家带来了启示,尤其是扎拉谢维奇以及伦敦地质协会的其他成员。2008年,他们撰写了一篇意见书,要求委员会考虑这个提议。

这些作者有能力促成这件事。扎拉谢维奇正好是国际地层委员会第四纪分会的成员,负责官方考虑这一建议的正是该分会。意见书的共同作者之一、英国剑桥大学的地质学家菲尔·吉伯徳(Phil Gibbard)当时正出任该分会主席。

尽管吉伯徳对这一提议持有怀疑态度,但他仍表示:“我知道这很重要,是不能忽略的想法。”第二年,他委派了扎拉谢维奇组建人类世工作小组,以进一步研究这一问题。

 

新的开始

从那时起,该工作小组就一直在忙碌地工作,目前已经发表了两份长篇报告(扎拉谢维奇说:“每篇都是能砸死人的大部头”)和数十篇论文。

工作组有以下几个问题需要解决:将人类世作为地质年代表的一个正式单元是否合理?它的起点应该在何时?如果采纳的话,应该建为哪一级地质分类单元?

克鲁岑提出人类世(Anthropocene)这个概念的时候,他给出的后缀(-cene)代表的是“世”这个时间单元,并认为起始时间应定在18世纪末期工业革命开始的时候。他认为,在那时到新千年开始的这段时间,人类在南极大陆上方弄出了一个臭氧层空洞,使大气中的甲烷含量增加了一倍,并使二氧化碳浓度升高了30%,达到了近400 000年来的最高值。

人类世工作小组开始进行研究后,对人类造成的自然变化总结了一份更加详尽的清单:农业、建设以及河流筑坝造成的沉积物流失比自然剥蚀的速率至少快了10倍;在很多海岸线附近,肥料产生的大量营养物质造成了缺氧的“死亡地带”;化石燃料燃烧产生的多余CO2使海洋表面水体酸化,导致pH值下降了0.1;人类的印迹在全球气温、物种灭绝速率以及北极海冰融化上也表现得十分明显。

该小组,当然包括克鲁岑在内,一开始都倾向于采用工业革命作为人类世的开端,但后来又出现了其他的方案。

部分研究人员认为,应该选择5 000多年前与农业扩张和家畜驯养的时间点,或者3 000多年前采矿活动的激增来作为人类世的开端。但无论是工业革命还是这些更早的改变都不能在全球范围的地质记录中留下同时且清晰的人类活动标志。

今年3月11日的《自然》杂志上,两名研究人员提出,有一个标志或许有潜力作为人类世的开端,就是1570-1620年间大气二氧化碳的显著下降,已被记录在冰芯之中。他们把这一改变与美洲5 000万土著人由于欧洲人到来而死亡联系起来。在该事件之后,6 500万公顷荒废的农田被森林取代,树木的生长造成了全球CO2含量的下降。

在工作小组中,扎拉谢维奇和其他人则开始更多地关注另一个方案——采用原子时代留下的地质标记。在1945至1963年《部分禁止核试验条约》(Limited Nuclear Test Ban Treaty)生效,各国进行了大约500次地面核爆炸。这些爆炸产生的尘埃遍及全球,在沉积物中制造了一层可识别的放射性元素。与此同时,人类还在很多其他方面留下了地质印迹,被共称为现代世界的“剧烈加速度”(Great Acceleration)。塑料充满了我们周围的环境,还有铝、化肥、混合及含铅汽油,都在沉积记录中留下了自己的记号。

今年1月,工作组37名成员中的大多数给出了初步试验性的结论。扎拉谢维奇以及其他25名成员报告称,不管人类世是否能被正式确定,由于二十世纪中期开始,人类活动已经在地质记录上留下了痕迹,因此用这个时间点作为人类世起点,“在地层学意义上是最优的”,扎拉谢维奇称之为“劣中择优的界线”。

工作组甚至提出了一个确切的日期:1945年7月16日,即第一颗原子弹爆炸的日子。未来几千年后的地质学家可以通过在沉积物中寻找该世纪中期原子弹爆炸产生的钚元素或当时其他的全球标记物来确定这一界线。

 

多层次的争论

然而,强烈推动人类世的行动也惹恼了地层学家。2012年,美国地质协会发表的一篇评论提出这样的问题:“人类世究竟是地层学问题还是流行文化?”有些人抱怨称该工作小组已经制造了一股公众力量,以支撑他们的想法。美国加利福尼亚州立大学的地层古生物学家斯坦·芬尼(Stan Finney)说道:“我感到很沮丧,因为每当他们作出任何行动,都会有报纸文章跟风而至。”芬尼同时担任国际地层委员会的主席,最终将由委员会投票决定该工作小组提出的任何方案。“现在的情况是,这已经变成了一个政治提案。这才是那么多人真正想要的局面。”

芬尼在2013年发表的一篇文章中提出了他的一些担忧。一个主要的问题就是,全球地层中是否真的有显著的人类世记录。他写道,在深海中过去70年留下的沉积物尚不足1毫米。他还提出,更重要的问题是,将只存在于现在和将来的事物命名为地质年代表的一部分是否合适。

还有些研究人员认为,现在作决定为时过早,我们需要几个世纪甚至更长的时间才能知道人类对这个星球究竟有哪些深远的影响。厄尔·埃利斯(Erle Ellis)是美国马里兰大学巴尔的摩分校的地理学家,也是工作小组的成员之一,他提出应推迟讨论这个问题的时间。“我们应该设定一个时间,比如1 000年之后,再来正式调查这个问题,”他说,“在那之前作决定是很不成熟的。”

鉴于工作组计划于2016年前给出最初的提议,这个想法看来是不太可能实现了。

部分与大多数人意见相左的成员已经放弃参加讨论。沃克等人主张,现在的地质年代划分中已经体现了人类活动:全新世这个现代暖期与更新世所有间冰期之间的唯一区别就是现代有了人类社会的参与。他说:“在确定全新世时就已经打了人类这张王牌,所以现在你很难再用这张牌了。”

一年前,当他很清楚自己已经没有更多意见可添加时,沃克离开了工作组。他说他对小组成员都十分尊敬,但也听到很多担忧,认为建立人类世的行动正在不断加速。“有时候感觉这是一种强权主义,”他说,“地质学界,尤其是在地层学领域,都有很不安的感觉。”

扎拉谢维奇尽力澄清,工作小组还没有达成一个确定的结论。“我们还需要讨论建立人类世的用处。如果最终确定了,它能够帮助谁,又可能对谁造成麻烦?”他说,“还有很多工作需要完成。”

工作组最终提出的任何申请都仍需要跨越一系列阻碍。首先,这类申请需要得到绝大多数第四纪分会成员的支持(超过60%);然后在国际地层委员会的领导下,进行第二轮投票,并同样需要得到60%的支持率;最后,国际地质科学联合会的执行委员会必须要通过这一请求。

在这个过程中的任何一步,提议都可能被退回要求重新修订,有时一项提议甚至就此终结。加拿大布鲁克大学的海洋地层学家马丁·黑德(Martin Head)认为,这本身就是一个十分保守的过程。“你是在打乱世界上几百万人都在用的年代单位。所以如果你想改变的话,必须要建立在绝大多数人都支持的基础上。”

第四纪分会部分有表决权的会员告诉《自然》杂志,他们目前还没有被支持人类世的意见说动。扎拉谢维奇的朋友吉伯德说,建立人类世对大多数第四纪地质学家来说都没有什么帮助,尤其是研究全新世领域的,因为他们并不太愿意研究近几年或几个世纪的材料。但他又补充道:“我不想破坏大家的热情,因为在人们系统地考虑这件事时,创造出了很多有用的产物。”

如果提案没有通过,研究人员们仍然可以继续以非正式的方式使用“人类世”这个名称,就像现在使用很多考古学名词那样,如新石器时代和青铜时代。不管结果如何,人类世的概念都已经出现。在过去两年中,已有三份有关人类世的学术期刊诞生,有关这一领域的论文数量也在急速上升,仅2014年就有200多篇发表。

等到2019年史密森尼自然历史博物馆的化石展厅重新开放时,人类世展览所围绕的核心内容到底会不会成为一个正式的时间单元大概已经尘埃落定。研究小组的成员温说,他不希望有关地层学的争论影响人们关注更大的问题。“人类对地球系统的影响显然是更加广泛的,这些都远比建立人类世更加重要,也更具有科学价值。”

走过关闭的古生物展厅,温指出,为了重新制作展览并使这座一个世纪前开放的博物馆更加现代化,还有许多工作需要完成。一百年对地质学家来说就如白驹过隙,但在这段时间中,地球人口数量增加了2倍多。温希望博物馆的参观者们能够意识到人类现在所掌控的主宰全球的力量,以及它们与地球历史的联系。他说:“如果你1 000万年后回首现在,你就能看到今天所做的一切有多么重要。”



全部评论

你的评论