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世界地球日后说“人类世” 精选

已有 6740 次阅读 2012-4-24 04:40 |个人分类:有感而发|系统分类:生活其它|关键词:世界,地球日| 世界, 地球日

      在讲生物演化的一堂讨论课中,我给学生的阅读文章中,有一篇是有关“人类世”(1)。这次讨论课的内容之一,是关于地质时间。地质历史被人们根据各种地质现象和记录,划分出了时间段,这样我们才能去认识地球的过去,讨论地史中的各中现象和相关的科学问题。生物演化,也一定是时间中的过程。所以,人们怎么标定过去的时间,会影响到很多科学问题的成立与否,以及对它们的讨论。

      “世”是地质时间中小于“代”(比如中生代)和“纪”(比如侏罗纪)的一个单位。它的时间跨度,可以从上万年到几百万年。和“世”相对应的年代地层单位是“统”。“世”是关于地质时间,一个抽象的概念,“统”是关于年代地层,可以观察到的岩石,是在一个特定“世”的时间中,地球上沉积下来的所有岩石。打个比方:如果用一个沙漏来计时,从第一粒沙子掉下到最后一粒沙子掉下的时间是“世”,那在这个过程中全部掉下的沙子就是“统”。时间已经过去了,但在时间过程中留下的岩石地层(沙子),能让我们“回到”从前,从那些岩石记录中,看过去发生过什么。理论上,我们可以在那个沙漏里,找到那第一颗掉下来的沙子,指着它说:它着地的时候,就是那个“世”开始的时间。

      我经常问学生:新年开始的时候,钟表上的秒针跳到12,钟声响起,新的一年到来。但是现在回过头去,你能找到一个物理的、化学的、生物的、文化的标志,或者一切可以观察到的标志,来代表2012年到来的那个时刻吗?一个简单的问题,但回答却是不容易。

      在地球的沉积岩石中,找到那些能代表地史中一个特定时刻,比如说一个“世”开始时的那个点,不是一件容易的事。含有这样点的地层,从理论上既不能有时间上的重复,又不能有时间上的缺失,同时还要具有全球性的可对比性。因此,这样的点位,被国际相关的机构形象地称为“金钉子”,沿用了美国大陆铁路完工时,最后一枚庆祝性道钉被下的名字。如果我没有数错,中国境内现在有10枚这样的“金钉子”,是很多学者花了几代人艰苦的功夫做出的成就,值得骄傲。

      按照现在的地质年代表,我们人类目前处在“全新世”中。全新世大约有11,500年,它开始于离我们最近的一次冰期的结束。在此期间,人类已进入现代人阶段。但十几年前(1995),德国诺贝尔化学奖得主保罗·克鲁岑(Paul Crutzen)提出了一个新的概念:人类世(The Anthropocene)。他当时认为,我们人类已经到了 “人类世”的新阶段,不再处于全新世了。也就是说,他提出了一个跟“全新世”并列的地质学纪年的新单元—“人类世”。类似的词过去也被提到过,但“人类世”却出现在一个它该出现的时刻。那次会议喝咖啡的休息时,就有人建议克鲁岑对这个词申请版权。

      这个概念虽然很新,但已经引起了广泛的注意。目前,国际地层委员会有个工作组,专门在研究这个问题。因为对它的认可与否,将会对整个人类社会产生影响。一个名称的决定,是一个非常复杂的问题。从科学的角度看,我们能否从地质年代学的角度,获得足够的证据,来建立一个地质年代的单位。比如说,当一切都还远远没有成为岩石或者地质记录时,“人类世”的底界,是否该以瓦特1784年发明的蒸汽机,或者以他住的房基第一块铺下的砖,来作为界线定义的金钉子?这样的定义,如何在全球范围内横向对比?如何融入过去基于地质记录的年代体系中?等等。

       但从另外一个方面,工业化以来,人类对地球环境的影响,在很多方面已经达到了一种地质现象的程度。也就是说,人的力量已经胜过天了。人类形成了地球上的一个智慧圈,我们作为一个群体,使用这个地球给予我们的各种化学、物理、生物的能量,去影响到地球系统的各个圈层,包括岩石圈、水圈、土壤圈、生物圈,大气圈,等等。人口的增加,城市化燃烧化石燃料以至大气二氧化碳增加大规模的冰川融化、海洋酸化、生物物种大量灭绝、臭氧层空洞的形成,农业种植、森林的砍伐、对各种资源的过度使用以至枯竭,等等。从地质历史的角度看,所有这些变化,就是在一眨眼的功夫中形成的。所以有人说,人类对地球系统的影响,就像地球被一颗小行星撞上。

      各种研究和争议会继续下去,但对克鲁岑这样不搞国际年代地层研究的人来说,他所关心的,不是地学中的技术和科学问题,而是如何使这样的概念得到人们的认可,从而对人类起到警示的作用。可以说的内容很多,我在这里没有办法都讲到。下面列些图表,可以给读者一个大体的印象:人类的确非常活跃,在有规模的改变着这个星球,而且是以一种令人担忧的步伐,尤其是从二战以后的1950年。在我看来,很多人类社会的问题,比如动物的权力,多样性的保护,环境问题,资源问题,以及相关的不同国家的开发问题,等等,也是在这个期间才真正发展起来的。要在这个空间、资源有限的星球上长期和平的相处和生存下去,人类必须面对“人类世”,无论它最后是否成为一个地质年代单位。



(美国东部平原的耕地-来自谷歌地球)

(美国水坝的建设过程。1800年前美国没有水坝。来自参考文献2,Syvitski et al., 2011.)

(1750年到2000年来人类活动的变化。来自参考文献1,Steffen et al., 2011


((1750年到2000年来和人类活动相关的地球系统变化。来自参考文献1,Steffen et al., 2011


(纽约地区航拍)


(洛杉矶地区航拍)


(美国中部地区的耕地航拍)

参考文献:

1) Steffen et al., 2011. The Anthropocene: conceptual and historical Perspectives. Phil. Trans. R. Soc. A369, 842867.

2) Syvitski et al., 2011. Sediment flux and the Anthropocene. Phil. Trans. R. Soc. A369, 957975




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