迎接“人類世”,你準備好了嗎?
2019年08月22日09:17

  來源:中國科學報

  從面積看,湖光岩瑪珥湖很小,水面僅有2.3平方公里,繞湖走一週僅要兩三個小時。

  不過,這個位於中國大陸最南端濱海城市——廣東省湛江市郊西南的湖泊卻吸引了中國科學家的注意。

  地質學家正在那裡尋找一種深埋在沉積層中的獨特標記,它可能蘊含一個潛在的新地質時代——人類世的起點。

  “今年4月份,我們剛在那裡打了淺鑽。”8月21日,中科院地球環境研究所研究員韓永明在接受《中國科學報》採訪時說。

  這個由平地火山爆發後冷卻下沉而來的圓形火山湖,形成了一個可以追溯到十幾萬年前的“檔案”。

  其湖水在四周火山堆的保護下不受外界水系干擾,也沒有河流的輸入和輸出,主要接受大氣沉降,可以反映區域大範圍的環境變化和人類活動。

  5月中旬,國際地層學委員會(ICS)人類世工作組(AWG)投票決定,以20世紀中期作為人類世的起點,以表明人類活動給地球造成的巨大變化。

  要定義一個新時代,研究人員需要在地質記錄中找到一個具有代表性的標記——層型剖面,以確定人類活動的影響在何時達到如此大規模。

  湖光岩瑪珥湖正是科學家在全球找到的10個標誌著人類世開始的潛在地點之一。

1945年第一顆核彈爆炸,隨後放射性核素擴散到全球。圖片來源:Getty
1945年第一顆核彈爆炸,隨後放射性核素擴散到全球。圖片來源:Getty

  “我們已經發現湖中煙炱,這是由生物質和化石燃料燃燒排放的大氣汙染物,其快速增長直至上世紀50年代以來才非常明顯,並且這一時期多環芳烴等致癌物也在快速增加。”中科院院士、AWG成員安芷生告訴《中國科學報》。

  目前,AWG的工作已經朝著在地質學上正式定義人類世邁出了重要一步。但關於人類世的起源在全球仍存在分歧。

  一些科學家認為,該工作組過早地將人類世定在了20世紀中期。英國萊斯特大學考古學家、AWG成員Matt Edgeworth說:“地層證據壓倒性地表明,這是一個跨越時間的人類世,它有多個起點,而不是一個單一的起點時間。”

  “在已確定的地質時代中,第四紀和第四紀中的更新世(258.8萬年前到11700年前)和全新世(11700年前至今)已把人類的出現作為劃分這個地質時代的主要標誌之一,如果再劃出個‘人類世’,那與已確定的更新世和全新世是什麼關係?是取代還是延續?”中科院院士、第四紀地層委員會委員劉嘉麒說。

  這使得與流行文化相比,地質學上人類世概念的建立要慢得多。

  儘管如此,這個地質學上的新時代已經“呼之慾出”。

  尋找一顆“金釘子”

  在決定將上世紀50年代定為人類世的新地質年代後,AWG正在確定一顆具體的地質標記或“金釘子”,在技術上稱作全球界線層型剖面和點位(GSSP)。

  它需要證明,在全球的這個特定時刻,地球的物理、化學和生物過程構成了一個不可逆轉的、跨越全新世到達完全不同的地質門檻的過程。

  在5月的投票中,AWG的34名成員中有29人支援將人類世開始時間定在20世紀中期,因為它標誌著“大加速”的開始。

  二戰後,人類活動的環境“足跡”顯著增加,形成了前所未有的地質特徵。“其中,放射性核素看起來是最強烈的信號。”AWG主席、萊斯特大學地質學家Jan Zalasiewicz說。

  最終是否按照這些標準正式確定人類世,將取決於地質記錄中保存的地層證據。“圍繞湖光岩瑪珥湖的研究很好地印證了AGW把20世紀中期作為人類世起點的提議,所以它是一個重要的候選地點。”安芷生說。

  “地質時間尺度是全世界所有地質學家都在使用的工具,因此,避免不必要的變化非常重要。任何改變都應該非常仔細地加以考慮。”布洛克大學地球科學家、AWG成員Martin Head說。

  AWG的目標是在2021年前向其母機構ICS的第四紀地層委員會提交一份最終提案,確定一顆20世紀中期的“金釘子”。

  如果獲批,該提案將由ICS進行投票,然後提交國際地質科學聯盟執行委員會最終批準。只有經過這些程式,人類世才會正式成為國際年代地層學地圖上的一個新單元。

  起點定位存爭議

  事實上,在AWG之前,意大利地質學家Antonio Stoppani早在1873年就提出了“人類世”的概念,認為人類是“一個全新的地球力量,世界將被這種更偉大的能量主宰”。

  2000年,諾貝爾化學獎得主、荷蘭大氣化學家Paul Crutzen也曾提出:“自18世紀晚期的英國工業革命開始,人與自然的相互作用加劇,人類成為影響環境演化的重要力量……人類已不再處於全新世,已經到了‘人類世’的新階段。”

  “儘管有很多爭論,比如人類世的起點應該是工業革命時期或者更早,從6000年前農業活動排放甲烷開始,但這些都沒有上世紀50年代的人類活動來得劇烈。”安芷生說,“這個全球經濟大發展的時代最能標誌人類活動在某種程度上已經超過了自然。”

  中科院西雙版納植物園研究員Richard Corlett也支援這一觀點。“對於一個地質時代來說,需要有一個同步的、全球性事件,那就是人類第一次成為一個全球性地質力量的時刻。”Corlett對《中國科學報》說,“上世紀50年代標誌著‘大加速’的開始,人類的影響在全球範圍內大大加速和蔓延。”

  但即便在AWG內部,也有不同的觀點。

  美國馬里蘭大學地理學家Erle Ellis等4名AWG成員不同意該工作組試圖在全球地質記錄中尋找一個新標誌的做法,並認為人類從史前農業開始便對地球產生了漸進性的影響。

  劉嘉麒認為,當前包括AWG在內所提出的“人類世”概念,都強調了人類活動對地球的影響,把人類活動作為一種重要的地質應力。

  但也存在一些問題,比如缺乏劃分地質時代的地質標誌、地質界線、地質年齡、地磁特點、生物特徵和氣候特徵等。

  “如果把1950年作為起點,那麼之前是否就不屬於人類世了?這顯然是不合適的。”他說,“而且(它們)對人類的概念也很模糊,從猿人、智人到現代人是個漫長的過程,始終與自然界密切相關、始終對自然環境有影響,不能把這種關係和影響割裂開來。現在是人類,以前是不是人類?”

  在接受《中國科學報》採訪時,劉嘉麒建議用“人類世”代替“全新世”。

  若如此,其時限不能沿用現在的“全新世”時段,即11700年前以來的時間,而應適當向後退,從有人類文明或比現在已知文明稍早點開始。

  比如把7800年前以來及以後一段時間叫“人類世”,而把11700年前到7800年前這3900年歷史歸到晚更新世。

  在他看來,由於人類世本身沒有明確的時限,當前的“金釘子”很難達到國際地層學的標準。

  如果把1950年作為人類世的起點,則更難確定“金釘子”,因為只有幾十年時間,沉積物很難形成固定的層位。

  而如果人類世從7800年前開始,在這個界限中則可以找到“金釘子”,比如在中國的瑪珥湖沉積序列中就能找到。

  對此,安芷生則表示,事實上,地質學上已經找到了人類世的層位,而且其在地層上也有明顯的標誌性元素,如鉛210、鈈239,特別是銫137和碘129。

  此外,無論是二氧化碳和甲烷的排放,還是塑料、水泥、氮肥等“技術化石”的使用,都在這一時期大量急劇增加。

  創造新的平衡

  對於人類世,目前,大多數人的看法似乎是消極的。

  《地球生命力報告2012》指出,人類對自然資源的需求自1966年以來翻了一番,人類現在每年使用相當於1.5個地球的資源維持自身的生活;

  按目前的發展模式,預計到2030年,人類每年將需要兩個地球來滿足自身的需求。這引起科學家對未來地球環境能否繼續維持人類文明的擔憂。

  對此,劉嘉麒認為,人類活動的確對自然環境有影響,而且隨著人口的增加,影響會越來越大。但不能過分誇大這種影響,人類在大自然里相對渺小,影響也有限,而且既有負面也有正面影響。

  Corlett也表示,作為一個科學術語,它是中性的,僅表明事物已經發生了如此大的變化,將這些變化視為一個新的地質時代是有意義的。

  人類世已經引發了保護生態學領域的“一場關於該學科的哲學和目標的分裂性辯論”,Corlett在2014年發表於《生態和進化趨勢》的研究中寫道。

  對此,他解釋說,其中有兩個核心爭論:一個觀點是將已經受到的影響恢復到以前的狀態;另一觀點則認為,這在人類世是不可能的,應該在保護物種和生態系統的傳統目標的基礎上,認識到物種會變化和適應。“我認為現在正就第二種觀點達成共識,即保護必須向前看,而不是向後看。”他補充說。

  對於地質史上單獨劃出的人類世時代能否推動“星球健康”,Corlett認為,從統計學意義上說,人類世的一個關鍵特徵是“非靜止的”,即一切都在發生著方向性變化,而不是在平均水平上的波動。“全部人類文明出現在全新世以來的1萬年間,現在我們還不知道人類能否在這個不斷變化的世界中生存和昌盛。”他說,“我們在過去70年里做得很好,但並不意味著我們永遠能夠適應。”

  韓永明認為,人類世的確定,會極大促進政府、社會和公眾認識到人類對地球系統造成的嚴重干擾,應該馬上採取實際行動,適當約束開發地球的行為。

  據介紹,目前韓永明和研究團隊正在對鑽探樣品做進一步研究,比如對核素碘129和鈈239、240等進行分析。“具體什麼時間向人類世工作組提交研究成果,要看我們的工作進展情況。”他說。

關注我們Facebook專頁
    相關新聞
      更多瀏覽