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“人類世”來了

來源:中國自然資源報 作者:王瑜 發布時間:2019-06-17

煤炭發電站排放污染物

1957年美國內華達州原子彈爆炸

白堊紀恐龍時代

國際年代地層表

編者按 近日,一些科學家投票選出了一個新的地質年代——人類世,以此表明人類對地球做出的深刻改變。由34名成員組成的人類世工作組(AWG)做出的這一決定,標志著正式定義一個新的地質年代的工作邁出了重要一步。為什么要劃分人類世?人類世始于何時?“金釘子”將選在哪里?……本版帶您一起了解。

事件

地球進入“人類世”

近日,人類世工作組(AWG)的科學家投票決定,地球已進入新地質時代——“人類世”,并指出20世紀中葉是“人類世”的起點。人類活動已經對地球造成了重大影響,甚至可能改變地球的演化方向。科學家們是在審閱了現有證據之后,投票贊成將我們所處的時代劃分為一個新的地質時代——人類世。

自從十多年前這個術語首次被正式提出以來,專家們一直為此進行激烈的爭論。人類世工作組(AWG)確定,人類對地球產生了如此深遠的影響,這一說法是有理有據的。國際地層委員會旗下的第四紀地層學小組委員會于2009年設立人類世工作組,該工作組負責考察和界定“人類世”,共有34名地質學、考古學、生物學、海洋學、氣候學等多種學科專家參與,由英國萊斯特大學的簡·扎拉斯維奇擔任主席。

國際地層委員會(ICS)尚未批準這個新術語,但AWG將在2021年之前向ICS提交一份正式提案,以正式定義我們當前的時代。

AWG是由第四紀地層小組委員會建立的,該小組委員會是國際地層委員會的一部分。在這次投票中,AWG的29名成員支持人類世的定義,并投票贊成以20世紀中期作為人類世的起點——當時迅速增長的人口加快了工業生產、農用化學品使用和其他人類活動的步伐。與此同時,第一次原子彈爆炸產生的放射性塵埃在地球上飄蕩,它們隨后嵌入沉積物和冰川中,成為地質記錄的一部分。

此次投票的結果并不讓人感到驚訝,因為它只是鞏固了2016年在南非開普敦召開的國際地質大會上的非正式投票結果。但這一結果鼓舞著科學家盡快找到代表全新世結束和一個由人類活動塑造的新地質年代開始的地質標記。

一旦AWG提出正式建議,國際地層委員會的其他幾個小組將對其進行審議。如果獲得通過,那么將由國際地質科學聯合會下屬執行委員會作出最后的審批。

釋疑

1 什么是“人類世”

“人類世”這個概念最早由諾貝爾化學獎得主、荷蘭大氣化學家保羅·克魯岑于2000年提出。他認為,地球已告別1.17萬年前開始的地質年代“全新世”,快速增長的人口和經濟發展對全球環境造成巨大影響,人類活動對地球的改變足以開創一個新的地質年代。

2002年,《自然》雜志發表了他的文章《人類地理學》。在這篇文章中,保羅·克魯岑正式提出“人類世”的概念,并對“人類世”一詞給出了具體闡釋:“自1784年瓦特發明蒸汽機以來,人類的作用越來越成為一個重要的地質營力;全新世已經結束,當今的地球已進入一個人類主導的新的地球地質時代——人類世。”

“人類世”概念的核心在于,人類活動對地球的影響已經大大超過了自然變化的影響,尤其是自工業革命以來,人類在土地利用、建壩挖河、水資源利用等方面極大地改變了地球的面貌和環境。更為重要的是,人類活動改變了大氣成分,化石燃料的巨量燃燒造成大氣中溫室氣體濃度飆升,改變了氣候變化的方式,地球的歷史演變自此進入了全新的階段。

2008年,英國地質學家、萊斯特大學地質學教授扎拉斯維奇和他的團隊發表提案,論定地球已經進入“人類世”。

2011年5月,約20名諾貝爾獎得主向聯合國提交《斯德哥爾摩備忘錄》,建議將人類現在所處地質年代改為人類世。

2016年8月29日,第35屆國際地質大會在南非召開,會議正式通過“人類紀”“人類世”和“人類期”的概念。

2 為什么要劃分“人類世”

保羅·克魯岑認為,人類活動對地球的影響足以開創一個新的地質時代。從工業革命開始,人類活動的影響已經大大超過了自然變化的影響,并且這種影響在未來數萬年依舊會持續。因此,有必要專門劃分出一個地質歷史時期,來看待人類對地球環境重大且持續的改變。

在過去的300年間,地球面貌發生了翻天覆地的變化。全球人口增長了10倍以上,克魯岑在2002年發表文章的時候,全球人口為60億左右,而到2018年初,全球人口已經飆升到了74.4億以上。因為化石燃料燃燒引起大氣中溫室氣體增加,2002年,大氣中的二氧化碳濃度達到370ppm(百萬分之一濃度),比工業革命前高30%;到2018年中期,大氣中的二氧化碳濃度達到410ppm以上,這比工業革命前高了45%以上,比過去80萬年中的任何時候都高,甚至是過去300萬~500萬年以來的最高值。

“‘人類’本身已經變成了一個地質過程。”英國地質調查局的地質學家科林·沃特斯說,“塑造地球的主要地質力量——它不再是河流、冰或風了,而是人類。”

2008年,英國地質學家扎拉斯維奇認為已正式進入了人類世。第四紀地層學小組委員會網站發布的文章指出,與“人類世”相關聯的現象包括,生物棲息地減少,全球氣候變暖,混凝土、塑料等物質出現……這些變化將存留千年或更久,它們正在改變地球系統。

3 “人類世”始于何時

關于“人類世”的起始時間,科學界存在不同的觀點,其中最早的日期是1萬年前的農業革命。而克魯岑把人類世的起始地質年代精確定為1784年,即從瓦特改良蒸汽機開始。

2016年,《科學》雜志發表綜述《人類世在功能上和地層上與全新世截然不同》,來自英國地質調查局的科林·沃特斯等人依據大量數據,提出人類世應該被認作是一個新的地質時間單位,其開始的時間應該為20世紀中期,即1950年左右,當時核能時代開始、人口膨脹、工業急劇發展、礦產和能源加快使用。人類活動給地球留下了無處不在而且持久的印記,與之前的全新世截然可分。

大多數支持人類世命名的科學家更傾向于以1945年為起點。由于20世紀中葉人口的快速增長及工業化消耗了更多的自然資源并產生了更多的溫室氣體,標志著人類對地球物種的影響“大加速”。

AWG大多數成員認為,20世紀中期是“人類世”的起點,當時迅速增長的人口加快了工業生產、農用化學品使用和其他人類活動的步伐。不過,有4名AWG成員不贊同這一觀點。AWG的4名成員投票反對將人類世定為新地質年代的想法。他們反對工作組試圖在全球地質記錄中找到一個單一明確信號的做法,認為應該承認人類從史前農業開始便對地球產生了漸進性的影響。

英國萊斯特大學考古學家、AWG成員埃奇沃思說:“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。”他認為,僅僅根據放射性核素信號來命名一個新的地質年代,“阻礙而不是促進了對人類參與的地球系統變化的科學理解”。

盡管圍繞著人類世的概念還有很多學術爭議,但是人類世的概念深刻影響了全球各界看待世界的方式。我國“黃土學之父”、已故著名地質學家劉東生院士指出:“人類世的提出是一個值得考慮的問題,因為它不僅是一個地質學分期的問題,同時還涉及人在自然界的地位的問題和人類認識自己的問題。”

4 “金釘子”將選在哪里

人類世要想作為新的地質年代,它就需要具備相應的年代地層,這首先就需要確定邊界。AWG的下一步工作重點是確定一個具體的地質標記或“金釘子”,這在技術上被稱為全球界線層型剖面和點位(GSSP)。這是一個國際公認的巖層基準點,科學家們用它來定義地質時代之間的邊界。

根據國際地質科學聯合會和國際地層委員會規定,“金釘子”是確定和識別全球兩個時代地層之間界線的唯一標志。地球上的宙、代、紀、世、期都要由“金釘子”來區分,它一旦在世界某個地方“釘下”,該地點就變成一個地質年代的“國際標準”。現在這個被稱為全新世的時代大約始于1.17萬年前的最后一個冰河時期的末期。

AWG列出了10個“金釘子”候選地點,它們可以用來區分全新世和人類世,包括意大利北部的一個洞穴、大堡礁的珊瑚和中國的一個湖泊。他們還在考慮是否使用來自第一次核試驗的放射性碎片痕跡來支持他們的主張。目前,許多參與這項工作的科學家正在德國柏林協調未來兩年的研究工作,他們希望在正式提案中包含一個單一地點。

扎拉斯維奇表示,工作組正在考慮是否選擇1945年原子彈爆炸至1963年《有限禁止核試驗條約》締結期間產生的放射性核素作為證據。

“我們需要非常詳細地分析每個地點存留的地質信號,并比較所有信號,以判斷哪些能最清楚地反映與‘人類世’起始相關的全球變化。鑒于存在多種信號,例如礦物質含量、化學性質、不同種類的化石等,而且它們存在于湖底、極地冰川、熱帶珊瑚等不同環境中,選定‘金釘子’是一個漫長的過程。”扎拉斯維奇說。

小知識

地球地質年代的劃分

地球46億年歷史可分為三大階段——天文時期:46億~35億年,地球上基本未保留這一時期的地質體;隱生宙時期:35億~6億年,地質體在部分地區有保留,已有原始生命出現;顯生宙時期:6億年至今,此期地質體遍布全球。

也因此,地球歷史年表中主要是以有地質體的時間來劃分的,其中最大的時間單位是宙(eon),宙下是代(era),代下分紀(period),紀下分世(epoch),世下分期(age),期下分時(chron)。以代來劃分,新生代是地球歷史上最新的一個地質時代,從6400萬年前開始一直持續到今天。隨著恐龍的滅絕,中生代結束,新生代開始。新生代又分為古近紀、新近紀、第四紀,然后是紀下的七個世:古新世、始新世、漸新世、中新世、上新世、更新世和全新世。

人類就是在距今約260萬年的全新世之時,從靈長目中的猿逐漸完成了從猿到人的演化。過去認為,如果把地球的歷史比喻成24小時,人類只存在了3秒。但是,由于發現了更早的人類化石,又把古猿轉變為人類始祖的時間向前推進到700萬年前。

當然,人類的出現與進化是第四紀最重要的事件。第四紀可分為更新世(早更新世、中更新世、晚更新世)和全新世。如果現在要劃分人類世,就是把第四紀從更新世、全新世延續到了人類世,也是與全新世道別。

與地球46億年的歷史相比,人類短短300萬年的歷史猶如“一瞬間”,然而,就在這“一瞬間”,人類已將自己的印記深深“烙”在了這顆藍色星球上。

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