人类世到来了
2024-04-16郝君宇汪虹伶徐继山
郝君宇 汪虹伶 徐继山
随着科学技术的飞速发展,我们对大地、大海和天空的探索变得更深入。地球的大气、海洋、岩石、动物和植物,正在经历着一种大到足以标志着一个世的结束和另一个世的开始的变化,这些变化在一些地球科学家看来是“人类世到来了”的标志。如果他们能够证明这一新的地质年代何时开始,那么“人类世”将会被添加到地质历史的第四纪中。接下来,就让我们从地质学的角度来了解这个已经到来的“时代”。
人类世是何世
在墨西哥的一次会议上,诺贝尔奖得主保罗·克鲁岑听着其他学者的报告,不禁生气了。他们一再提到“全新世”,“这个地质时代约始于11700年前,一直延续至今”。在听过太多次“全新世”这一词后,克鲁岑终于按捺不住怒火,打断了报告,并说道:“别再说‘全新世了!我们已经进入‘人类世了!”这个真实事件发生在2000年,从此诞生了一个新的地质时代的名字。
翻开地球这本厚重的历史书,它大致已经写完两册:上册是隐生宙,宇宙混沌初开,是神秘的生命诞生史;下册是显生宙,内容丰富多彩,其中最精彩的莫过于中生代。中生代以恐龙为代表的爬行动物空前繁盛,裸子植物占领着植物王国,燕山运动与印支运动不断塑造着地球表面,这样的景象一直持续到白垩纪末期。接下来陨石与地球相撞,爬行动物的章节被翻篇,哺乳动物上场。如果将地球的地质历史看作一本书,那么人类世就是作者正在撰写的篇章,是人类社会的一个小节。这一小节妙趣横生,续写着新生代的精彩。
在地球与生命演化过程中,公认的里程碑式事件大致有20多个。但是自人类出现以后,从始前文明到农耕社会、工业革命,再到新世纪,其中的里程碑事件仍等待着地球科学家们的研究。可以说,现在的人類社会是在地球的上空、表面和下方运行的最强有力的生态势力之一。提出“人类世”概念的最主要依据就是把人类活动当作一种主要的地质营力,并且要用人类世的观点解释近300万年以来,以及今后相当长一段时期的地质过程及地球演变。那么,如何理解“地质营力”?简单来说,我们在生活中常见的三大类岩石都是经过一种或多种作用形成的,其中有风力、水力、温度和气候等的作用。比如,我国桂林的石林景观是典型的喀斯特地貌,它主要受水力影响,受部分风化作用,也就是我们常说的岩溶现象。相较于大自然的鬼斧神工,人类是微不足道的。但是,有部分地质学家认为近几百万年来引发地形地貌变化、岩石结构改变等地质过程的主要原因不再是风力与水力,而是人类社会的力量。事实证明,随着人类文明的进步,航天事业得到了发展,地下空间大规模开发,长期改变着地壳表层的受力状态。人类活动,毋庸置疑地决定着今后相当长一段时期的地质过程及地球演变,这段时期就是“人类世”。
人类世源自何时
部分科学家力主将人类世正式纳入国际地层表,成为真正意义上的地层单元。然而,地质学里的地层单元,必须有明确的上下界面,因此确定人类世的底界困难重重,又是史无前例的。作为国际地层单元,更需要有全球层型剖面和地点,也就是所谓的“金钉子”。
找到“金钉子”之前,关键要确定人类世开始的时间。克鲁岑笼统地讲了人类世始于工业化时期,也就是约200年前,工业革命开始以及大气温室气体增加。还有科学家拿出证据加以论证:人类活动对地球环境的影响,可追溯至6000~8000年前的新石器革命和人类早期农业时期。对此观点,我国最先响应的是刘东生先生,他建议人类世底界在距今117000年的更新世-全新世边界。人类世这一观点的提出,虽然为时不久,但是围绕人类世何时开始的争论却从未间断。
为此,国际地层委员会(ICS)第四纪地层分委会在2009年成立的人类世工作组(AWG)专门寻找用以区分全新世和人类世的“金钉子”。以下列举3个最具竞争力的候选地点:一是加拿大安大略省的克劳福德湖。加拿大布鲁克大学微型古生物学家弗朗辛·麦卡锡指出,通过对克劳福德湖的泥浆的研究,发现自20世纪50年代以来,当地工业烟尘的增加非常明显。二是我国吉林省的四海龙湾湖。中国科学院地球环境研究所研究员韩永明团队在四海龙湾湖的泥芯中发现了轻碳(由化石燃料燃烧形成)的快速增加,提议将四海龙湾湖作为候选地点。三是波罗的海。德国莱布尼茨波罗的海研究所海洋地球化学家杰罗姆·凯泽团队在波罗的海收集的一组泥浆显示,在20世纪50年代,泥浆发生了从浅灰色到深棕色的显著变化,这是农业径流中的肥料导致藻类大量繁殖的结果。同时,他们也观察到了DDT(杀虫剂)的增加,他们认为该处海洋沉积物也可作为人类世的“金钉子”。
地球的地质历史经历了相当长的一段时间,留下了实体证据——岩石,人类也借此构建起地质的时序表。然而,人类世对应的这层“岩石”与“2厘米的未固结有机物”相差无异,难以找寻,目前进入人类世的时间与整个地质历史相比也只是一瞬间,所以就算人类世已经开始,但它的标志性地层尚未形成,因为人类世实在太新了。
加拿大克劳福德湖
四海龙湾湖
波羅的海。“金钉子”候选地点
人类世有何意义
人类的历史虽然仅有几百万年,却对生态环境造成了深远的影响。自工业革命以来,人类社会作为一股地质力量的作用逐渐增强,其对地球的影响已经超越了自然界的地质作用。即使我们设法纠正了一些对地球的不利影响,人类活动影响产生的地质效应也将持续数万年之久,直到人类与自然能够实现更完美的和谐共生。如果我们不采取必要的措施来应对,任由人类活动肆意破坏生态环境,那么人类和“人类世”的未来堪忧。想象一下,几百万年后,外星球的地质学家前来考察地球,试图在地质记录中找到当代社会的痕迹。除了那些典型的古生物化石(如恐龙化石),他们可能只能发现人类的遗骨化石和家畜(如牛和羊)的骨骼。这些化石将成为人类活动在地质历史中的明显标志,记录着人类文明的存在与演变。
事实上,研究人类世的意义,并不在于为地球构建起新的地质年代表,而在于用地质历史的眼光看待我们的现代过程,将精力放到应对全球变化的措施上,放到能否发明大量清洁能源、掌握气候工程技术,能否使人类成为一种持续的、有意识的建设性的地质力量上。
当下,我们是了解自身行动足以影响整个地球系统之初代人,也是第一代有力量和责任改变自身与地球关系的人,所有人都应体现出人类世担当。随着清洁能源的普及、人类环保意识的提高、科技的持续进步和社会文明的不断发展,人类世对地球系统的影响正向积极的方向转变,人类世的发展有着光明的未来。
人类世对应“岩层”化石分布
名词解释
金钉子:指形成于不同年代的地层的分界点。它们就像时间的刻度,记录着地球所经历的点滴过程。
致谢:感谢国家自然科学基金项目(42177123、42042054、41302249、42130706)、徐州市废黄河断裂带地表形变特征研究(20220509cx)、中国矿业大学教学研究项目(2023Y02、2022ZX01、2021KCSZ34Y、2020YB20)、全国煤炭行业高等教育教学改革研究课题(2021MXJG179)、国家一流专业建设点地质工程项目支持。