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2016——“人类世(纪)”的地质新时代有望名至实归、一统天下

已有 8017 次阅读 2016-1-30 20:10 |个人分类:生态环境述评|系统分类:海外观察

       据《关于人类世问题研究的讨论》(刘学, 张志强, 郑军卫, 赵纪东, 王立伟.地球科学进展, 2014, 29(5),http://www.adearth.ac.cn/article/2014/1001-8166-29-5-0640.html)介绍,国际地质机构将在2016就人类世(纪)的地质时代问题进行投票。届时人类世有望横空出世、扬名天下。

       Anthropocene一词的发明者是“人类世”概念的倡导者与首获诺奖(1995年化学奖)的纯气象学者保罗·克鲁岑,正式提出时间为2000年(Crutzen P J, Stoermer E F. The "Anthropocene"[J]. IGBP Newsletter,2000, 41: 17-18.)。

       《英汉大词典》(第2版,上海译文出版社,2007)收录了anthropocene,并将发明权明确归于保罗·克鲁岑一人名下。不过,该词典将保罗·克鲁岑称为化学家。其实,严格来说,保罗·克鲁岑是个大气学家(或气象学家),研究方向是大气化学。

       著名华人气象学家陈德亮教授博士阶段受业于保罗·克鲁岑教授。据陈德亮个人主页介绍,他1989-1992在德国美茵兹 (Mainz)的马普化学所 (Max-Planck Institute)攻读博士学位。指导教授即为 Prof. Paul J. Crutzen,研究方向为两维气候输送模式。(http://rcg.gvc.gu.se/dc/PDF/DELIANG-CH-UP.pdf)。

附1:https://en.wikipedia.org/wiki/Paul_J._Crutzen 

                                               Anthropocene 

                                                            Main article: Anthropocene

One of Crutzen's research interests is the Antropocene.[18][19] In 2000, in IGBP Newsletter 41, Crutzen andEugene F. Stoermer, to emphasize the central role of mankind in geology and ecology, proposed using the termanthropocene for the current geological epoch. In regard to its start, they said:

To assign a more specific date to the onset of the "anthropocene" seems somewhat arbitrary, but we propose the latter part of the 18th century, although we are aware that alternative proposals can be made (some may even want to include the entire holocene). However, we choose this date because, during the past two centuries, the global effects of human activities have become clearly noticeable. This is the period when data retrieved from glacial ice cores show the beginning of a growth in the atmospheric concentrations of several "greenhouse gases", in particular CO2 and CH4. Such a starting date also coincides with James Watt's invention of the steam engine in 1784.[20]

附2:http://www.eeo.com.cn/2015/0330/274301.shtml 

                                                            人类世的大灭绝

                                                                   2015-03-30

   人类世的概念最早是由荷兰化学家、诺贝尔奖得主保罗·克鲁岑(Paul Crutzen)提出的。据他所说,在一次会议上,主讲人反复提到现在地球处于地质年代中的全新世(holecene),一个覆盖了从1万8千年前到今天的地质年代。听着听着克鲁岑实在受不了,脱口而出:“等一下,我们已经不是在全新世了,现在我们是在‘人类世’!”他随后写了一篇名为《人类地理学》(Geology of mankind)的文章刊登在2002年的《自然》杂志上,正式提出了人类世的概念,指出人类已经在土地使用、河流改道、土壤成份、水资源使用上大大改变了地球环境,更为重要的是,人类活动改变了大气成份,工业化让温室气体排放加剧,造成了全球的气候变迁。

   人类世的概念现在已渐渐被接受,但是人类世从何开始,却有许多不同的观点,许多人提出把1945年第一颗原子弹试爆作为人类世起点,有些则认为人类世的起点是工业革命或是农耕活动的开始,还有建议把两千年前世界古代文明的鼎盛期作为起点的。路易斯和马斯林则提出如果以地质学证据为依据,1610年更符合人类世起点的条件。

附1注:附1标题的大灭绝有些故作奇谈了,英文含义很明显的“人类地质(学)”(Geology of mankind)也被错译成“人类地理学”。

附3:http://www.adearth.ac.cn/article/2014/1001-8166-29-5-0640.html

在人类活动引起的全球性环境问题日益突出的背景下,"人类世"(Anthropocene)这一新名词应运而生。该概念是由大气化学家诺贝尔奖得主P. J. Crutzen与生态学家E. F. Stoermer[ 4]于2000年首次正式提出,他们认为:自1784年瓦特发明蒸汽机以来,人类的作用越来越成为一个重要的地质营力;提出全新世已经结束,当今的地球已进入一个人类主导的新的地球地质时代——人类世。其实早在"anthropocene"一词提出之前,就有许多学者意识到人类活动对地球产生的重大影响,提出过类似的名词。1873年意大利地质学家A. Stoppani[ 5]将人类活动列为一种"新的地质营力,在力量和全球性方面可以与地球自然力相媲美",事实上Stoppani的研究已触及"人类世"(anthropozoic era);后续出现的类似名词还有"人类纪"(Anthropogene)[ 6]、"智慧圈"(noösphere)[ 4, 7, 8]、"人类圈"(anthroposphere)[ 9, 10, 11]等。但自"Anthropocene"一词提出后,"人类世"才逐渐得到科学家们的重视。尤其是2002年Crutzen[ 7]在《自然》杂志上继续发表他的"人类世"观点后,这个概念即被学术界接受,开始成为科学媒体中的常见词。

2008年2月,J. Zalasiewicz等[ 12] 21 位伦敦地质学会地层委员会(Stratigraphy Commission of the Geological Society of London)成员联名在 GSA Today上发表论文认为,人类活动——特别是工业革命以来的人类经济活动对气候和环境造成了全球尺度的影响。这些影响涉及沉积、大气、生物、海洋、冰冻圈等多个圈层,在地层中留下了可见、可测的标志,能够为人类世(统)下限(底界)的确立提供地层学上的证据。

2009年,国际地层委员会(ICS)专门设立了以Zalasiewicz为主席的人类世工作小组(The Anthropocene Working Group),以考察人类活动引起的变化是否满足正式开创一个新的地质时代的标准[ 13]该小组将于2016年在南非举办的第35届国际地质大会上递交最终报告,然后通过投票表决的方式为这一地质时期最终正名——人类纪(period)、人类世(epoch)或者人类期(stage)。一个新地质时期的设立或修订是一个漫长的过程,以第四纪年代的修订为例,在经过了长达60年的争论,国际地层委员会在2009年才最终完成了对其的修订。人类世地质时期的正式确定也将经过漫长的科学论证。

自人类世工作小组成立后,小组的一些成员通过撰写文章或参加各类学术研讨,推广人类世概念,并带动更多的学者根据各自研究领域成果,为人类世的成立提供更多的证据。国际上一些相关的新计划和新期刊也陆续推出。自此,人类世已成为环境领域、地球科学领域、考古领域以及其他各相关领域的研究热点。2011年5月,约20 名诺贝尔奖得主[ 14]向联合国提交了《斯德哥尔摩备忘录》,建议将人类现在所处的地质年代改为"人类世"。2011年12月21日, Nature回顾总结了2011年的11个科研进展与科技政策事件,以"生活在人类世"(Living in the Anthropocene)为标题将"人类世"列入其中[ 15]。2013年 Nature Geoscience在首期发表特刊文章,特邀9位地球与行星科学领域知名科学家对2007年以来地球科学领域的进展与热点予以回顾和梳理,"人类世"为9个热点之一[ 16]

附4:http://news.xinhuanet.com/tech/2015-06/17/c_127924500.htm 

                                                                  “人类世”真的到了吗?

                              2015年06月17日 08:25:43 来源:北京日报

  纽约航拍图。CFP供图

  新闻背景

  最热年份、极端天气、空气污染……这些新闻热词表明,环境问题正受到人们前所未有的重视。

  正像歌里唱到的:“什么时候蛙鸣蝉声都成了记忆,什么时候家乡变得如此的拥挤……”的确,人类的活动已经深刻地改变了地球,甚至有科学家认为,人类活动已经改变了地球的地质年代,出现了一个地质学新纪元——“人类世”。

  人类世,这是一个很多人听起来还很陌生的词汇,也许它会越来越多地被人们熟悉——尽管这很可能不是一件好事。

  这个词是由诺贝尔化学奖得主、荷兰科学家保罗·克鲁岑于2000年提出来的,他认为,地质史上一个新时期已经开始,这就是“人类世”。2011年5月,更有约20名诺贝尔奖得主向联合国提交了《斯德哥尔摩备忘录》,建议将人类现在所处的地质年代改为“人类世”。

  在说明这个问题之前,我们必须简单科普一下地质年代的概念。

  地质学上,依据所对应地层的生命特征,将地球46亿年的历史分成了前后两个部分:前面是没有明显生命迹象的隐生宙,后面是有了明显生命痕迹的显生宙。显生宙中又根据动植物形态的重大变化划分出三个代,分别是古生代、中生代和新生代。中生代是裸子植物兴盛和恐龙等爬行动物横行的时代,分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪三个纪。新生代则是被子植物和哺乳动物兴盛的时代,包括第三纪和第四纪两个纪。第四纪是约260万年前开始的,是现代动植物活动的时期,分为更新世和全新世。

  我们现在所处的全新世,只是1.14万年前,最近的一个冰川期结束后才来临的。与其他的地质世动辄百万年甚至千万年的跨度相比,这似乎是一个刚刚开始的地质时期。

  然而,以克鲁岑为代表的一批科学家认为,自18世纪末期的工业革命开始,人类的活动已经粗暴打断了自然演化的过程,人类活动作为主要的地质外营力,对地表形态起到深刻作用,对地球环境产生重大影响,使地球演化改变了原有速率。因此,全新世——这个具有超乎寻常的稳定的温和气候、对我们十分有益的一个时期其实早已结束。我们人类已经深刻地、彻底地、永久性地改变了地球的气候、地理、生物以及水文环境,从而进入了一个新的地质年代——人类世。

  保罗·克鲁岑把人类世的起始地质年代精确定为1784年,即瓦特发明蒸汽机开始。至于人类世的最后时限,应当是到人类自然消亡的那一天,这个时间估计会持续几万年甚至更长。

  人类怎样改变了地球面貌?

  那么,人类世概念的提出,到底有什么依据呢?依据就是人类活动对地球的陆地、海洋、大气和生物系统带来的深刻变化。进入工业革命以来,人类的索取速率已经大大超过环境的承载力。人类运用各种方式在地球上寻找可利用的资源,如炸山开矿、挖河修渠、建坝造湖、追肥高产等,特别是愈演愈烈的城市化运动,这些都改变着地表形态,影响着正常的自然演变。青岛海洋地质研究所研究员莫杰、中科院兰州文献情报中心刘学等人,都曾撰文对此做过论述。

  大地改变了

  人类的大型活动使得陆地上的侵蚀和风化作用大大加速和加剧。直接的表现是农业耕作和地面上各类大型建筑物;间接的表现是拦河修坝(水库、电站、地下库等)改变河道和生态环境。目前全世界登记在册的高度超过15米的水坝已经超过4.5万个。大型人类活动引发的风化率比自然风化率高出一个数量级。

  近半个世纪以来,世界各地频发自然灾害(风暴、冰雪、洪泛、干旱、沙尘暴、沙漠化等)和地质灾害(山体崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面沉降、塌陷等),还有地震及其引发的海啸等,相当程度上的原因都源于人类的不合理开发,导致自然循环的失调。统计资料显示,全世界70%以上的地质灾害与人类不合理的工程生产活动直接相关。

  海洋改变了

  人类活动导致了海水的不断酸化。当下的海洋酸化速度已经与古新世—始新世气候最暖期时的酸化速度相似,彼时表面海水的温度上升了5~6℃。海洋表面的生态系统未受到重大影响,而深海底部的生态系统濒于毁灭。2012年,美国和欧洲科学家发布了一项新研究成果,证明海洋正经历3亿年来最快速的酸化。即使人为二氧化碳排放停止,碳酸盐补偿等过程在未来千年尺度仍会持续影响海洋变化。

  现代科学研究表明,从全新世开始到工业革命前,世界海平面在1万多年中大约上升了120米。20世纪的海平面小幅度上升了20厘米,而近25年来,地球气温每10年上升0.19℃,从当前的温室气体排放情况看,预测到2050年海平面上升50厘米,到21世纪末全球气温可能上升5~7℃,海平面可能上升1米以上。直接后果是,世界沿海地区136座大城市数千万人的生活受到严重威胁,特别是太平洋诸多岛国将从地球上消失。

  大气改变了

  大气中二氧化碳含量在2005年是379毫克/升,比工业化时代前高出三分之一,是近1000万年以来的最高值。大气中另一种温室气体甲烷的含量也已经比工业化时代前翻了一倍。

  全球气温的变化滞后于温室气体含量的变化,20世纪气温的总趋势是上升的,并且在过去20年中开始加速。美国国家航空与航天局气候数据中心的报告指出,2000~2009年是有气温记录以来最热的10年。公布的数据表明,近30年来,地球气温在以每10年0.2℃的速度上升。自1880年以来,全球平均气温大约升高了0.8℃。

  生物圈改变了

  人类活动已经造成了很多动物和植物的消亡与灭绝。这个过程可能早在1万年前就开始了。并且人类还造成大多数大型动物群的消失。当前物种的加速灭绝和生物多样性数量的下降,已经从陆地蔓延到了海洋。这种生物种群的变化速度堪与冰河期来临时相提并论。预期中的气温上升、全球变暖,还将对许多生物的聚居地和栖息地带来严重威胁,甚至是毁灭性的变化。

  在地质史上,由于地质变化和大灾变,生物经历过五次自然大灭绝。科学家指出,50年后100多万种陆地生物将从地球上消失。由于人类活动造成的影响,物种灭绝速度比自然灭绝速度快了1000倍,平均每小时就有一个物种灭绝。地球进入第六次大灭绝时期。

  观点交锋

  目前仍处于科学探讨阶段

  人类世这一概念,并没有经过国际权威机构认定为标准地质年代,目前仍处于科学探讨阶段。

  据中科院兰州文献情报中心刘学介绍,有一些学者认为,从地球演化史来看,不同级别的地质时代都有与其相对应的不同级别的生物事件,包括绝灭事件、短暂的间隔和生物暴发。但进入全新世以来,虽然人类活动导致了大量物种的绝灭,但并未出现新的生物种群,因而建立一个新的地质时代,条件还不充分。

  虽然对人类世是否成立有上述不同意见,但赞同设立人类世的学者在目前公开发表意见的作者中还是占大多数。这些学者也对人类世开始时间提出了不同见解,主要有:

  人类世的提出者克鲁岑等人认为,自发明蒸汽机以来,人的作用越来越成为一个重要的地质外营力。他们提议将西方国家工业革命的开始时间即18世纪下半叶,作为全新世和人类世的界线,因为根据冰芯记录,自那时起大气中数种温室气体浓度激增,并且人类对地球产生了清晰可辨的、全球性的影响。

  还有学者提出,人类世下限应确定为1950年,其依据是与19世纪相比,由于化石燃料燃烧造成大气中二氧化碳含量增加,在湖泊沉积物中有明显的地层标志,这个可以作为人类世的标志物。过去60多年间,人类对世界生态系统的改变,比历史上以往任何可比的阶段都更加快速、更加广泛。

附5:

http://www.cma.gov.cn/2011xzt/2014zt/20140305/2014030502/201403050201/201403/t20140311_240429.html 

                                 首位荣膺诺贝尔奖的气象学家—保罗·克鲁岑

                                       来源:中国气象报社 发布时间:2014年03月11日

  保罗·约瑟夫·克鲁岑(Paul Jozef Crutzen),荷兰大气化学家,由于证明了氮的氧化物会加速平流层中保护地球不受太阳紫外线辐射的臭氧的分解而与莫利纳、罗兰共同获得1995年诺贝尔化学奖,虽然他的研究成果一开始没有被广泛接受,但为以后的其他化学家的大气研究开通了道路。

保罗·克鲁岑青年时代的照片

  克鲁岑不仅20年来一直是大气科学研究舞台上非常活跃的科学家,而且他的主要研究成果,还使他在1995年荣膺诺贝尔奖化学奖,从而得到更大范围科学家的认可。克鲁岑的这一荣誉,还是全球气象学者中的第一人,更让人感到欣喜。

  克鲁岑博士是德国马克思—普朗克化学研究所大气化学部主任,他因在大气化学领域,特别是对臭氧形成和分解研究方面的杰出成就,与其他两位美国科学家M.莫利纳和F.罗兰共同分享了1995年贝尔奖化学奖。正如在颁奖典礼上的祝词所说:“通过对影响臭氧层厚度的化学机制的解释,三位研究者帮助我们从能带来灾难性后果的全球环境问题中拯救出来。”

保罗·克鲁岑老年时代的照片

  他在世界大气科学学术舞台上有很高声望,享有众多荣誉。他是美国气象学会和瑞典气象学会荣誉会员,美国国家科学院海外院士、俄罗斯科学院海外院士,国际臭氧委员会、欧洲地球物理学会、大气化学和全球污染委员会荣誉会员,还被美国俄勒冈州立大学、智利大学、雅典大学等世界多所知名学府授予荣誉博士。

  保罗·克鲁岑(Paul J. Crutzen)1933年12月3日出生于荷兰阿姆斯特丹。克鲁岑的外祖父母分别来自德国和波兰,他的父亲则来自荷兰小城Vaal。从父母那里,克鲁岑继承了四海为家的理念,使他在1958年以后的学术生涯中,曾在很多国家从事研究工作。但尽管如此,他仍然保留着荷兰国籍。

  从1940年开始,克鲁岑在小学的6年,正好和第二次世界大战重合。当时荷兰已被德军占领,他的学习只能是在时断时续、不断迁移中进行。特别是在战争的最后几个月,食物、水、供暖都十分匮乏,许多人死于饥饿和疾病。战争使他无法正常完成小学学习。直到1945年他12岁时生活、学习才逐步正常。1954年克鲁岑中学毕业时,他已经掌握了英语、法语和德育等3门外语。其中德语和法语是他从母亲和父亲那里学来的。中学时的克鲁岑,花很多时间用在体育上,他最喜欢在湖面上长距离滑冰。另外,下棋和阅读天文、旅游书籍也伴随他度过了没有战争的愉快的中学生活。

  中学毕业时,一场疾病使他没能通过大学入学考试,后为了减轻家庭负担,克鲁岑上了一所中等技术学校,学习土木工程。毕业后从1954至1958年在阿姆斯特丹城市桥梁设计局工作。1958年当他去瑞士旅行时,遇见了当时还在赫尔辛基大学学习芬兰历史和文学专业的大学生Soininen女士,经历不懈的追求和努力,克鲁岑终于说服了她成为自己的妻子。同年他们定居斯德哥尔摩以北200公里的小城Gavle。

  克鲁岑一直渴望能从事学术研究工作,一天,他从一张瑞典报纸上看到斯德哥尔摩大学气象学院招收计算机程序员的广告,便前去应聘。尽管他没有任何专业经验,却仍幸运地从众多竞争者中被选出。1959年7月他及家人移居斯德哥尔摩,从此开始了他几十年的气象学工作与研究生涯。

(作者:贾朋群 责任编辑:叶海英)

附6:http://www.casinapioiv.va/content/dam/accademia/pdf/acta19/acta19-crutzen.pdf 

                               ATMOSPHERIC CHEMISTRY AND CLIMATE IN THE ANTHROPOCENE

                                                   PAUL CRUTZEN(保罗·克鲁岑)

   I will speak about the Anthropocene, which is a new geological era created by mankind in the last 200 years or so, and I will also show you some results of the geoengineering exercises that we have been doing, basically to cool down the earth from too much heat caused by greenhouse gases.

   Since the beginning of the 19th century we can agree that mankind has really opened a new geological era. Normally it is claimed we are in the Holocene, but we are no longer in the Holocene, we are in the Anthropocene because, in many ways, we determine the climate of the earth, its atmospheric chemistry and conditions at the surface. I shall give you some examples.

   During the past three centuries human population increased by a factor of 10 and, in the last century which has just ended, by a factor of 4. Cattle population increased by 1400 million, that is, one cow per average family. Cattle produce methane, which we are interested in since methane is a greenhouse gas and also determines much of the background chemistry of the atmosphere. Urbanisation has grown more than tenfold in the past century and almost half of the people now live in cities, in megacities, and this tendency is increasing, especially in the developing countries. Industrial output increased 40 times during the past century and energy use 16 times, and almost 50% of the land surface has been transformed by human activity....... 

附7:http://rcg.gvc.gu.se/dc/PDF/Bio_DeliangChen_Ch.pdf

                                   保罗·约瑟夫·克鲁岑培养的中国博士陈德亮 (Deliang Chen)

     陈德亮现为瑞典哥德堡大学的教授和理学院负责科研的副院长。他1961年出生于江苏泰州,1983年毕业于南京大学气象系,1989年开始在德国Mainz的 Johannes Gutenberg大学师从诺贝尔奖得主Paul Crutzen教授,1992获博士学位。1993年被瑞典哥德堡大学地球科学系聘为物理气象学高级讲师,2000年成为该校物理气象学终生教授。2007年又被哥德堡大学授予August Röhss讲席教授称号。

     陈德亮是瑞典皇家科学院院士, 哥德堡皇家艺术与科学院院士及发展中国家科学院(The World Academy of Sciences:TWAS)院士。多年来他活跃在国际科学界,特别在瑞典和中国地学界。2009-2012年出任国际科学理事会(ICSU:www.icsu.org)执行长,为全球科学研究的领导、协调与合作做出了重要贡献。例如在他曾担任全球科学界的里约+20峰会的协调员。国际科学理事会代表140多个国家科学院/机构和30多个学科的国际科学联合会,发起、领导、协调四项全球变化研究计划(IGBP,WCRP,IHDP,DIVERSITAS和)以及未来地球研究计划。陈德亮早前曾任中国气象局国家气候中心科学主任和瑞典哥德堡大气科学中心主任。他为多个政府、政府间组织和国际非政府组织以及国家研究资助机构担任科学顾问和评审专家,参与国际上著名的研究中心和计划的科学指导委员会和理事会的工作,担任沃尔沃环境奖、Olav Thon奖等国际大奖的评委。最近的例子包括日本人文与自然研究所(Research Institute for Humanity and Nature: RIHN)项目评审委员会委员、中国科技部全球变化研究国家重大科学研究计划专家组成员、瑞典斯德哥尔摩应变中心(Stockholm Resilience Centre)理事会成员、瑞典环境与气候数据中心(ECDS)科学咨询委员会主席、法国国家资金委地球系统科学科学指导委员会委员。作为一名国际知名的气候学家,他在区域气候与大气环流的关系、气候动力学及气候变化领域都有突出的贡献。最近,他被任命IPCC第五次评估报告第一工作组的主要作者。他还担任过多个国际科学期刊的编辑。



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2 高建国 杨顺华

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