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人类世(6):追本溯源话全新世 精选

已有 4677 次阅读 2015-3-18 14:24 |个人分类:生态研究|系统分类:科研笔记| 人类世, 全新世, 当代世

定义一个地质年代是有一些标准的。流星撞击、大陆运动和持续的火山喷发会改变地球在全球范围内的状态,这些变化被记录在地层材料如岩石、冰川或海洋沉积物中。前面的博文谈到,如今人类活动对全球环境和地质已经带来了深刻影响,包括地表变化和大气成分的改变。这些影响可能会在未来的几百万年之后的地层中记录下来,这是否意味着一个新的时代已经开始。到目前为止,对于这个地质年代的起点还没有达成共识,不同的学科之间的认识差异太大了。此外,这个地质年代单位的定义可能会跨越与地质学之外。于是,学术界已经用三个期刊来讨论这个问题了:The AnthropoceneThe Anthropocene ReviewElementa

 人类活动对地球环境的影响究竟有多大呢?概括来讲,包括从主要的生物地球化学循环到生命的进化,都在承受人类活动的深刻影响。虽然我们在前面的文字中已经举出了多个案例,这里不妨再补充几个。为避免重复,以前讨论过的案例这里不再赘述。

 哈勃-博施发明的合成氨法,在大战后主要用于制造合成化肥,从根本上改变了全球氮循环,几乎可以和25亿年前地球的大氧化时代相媲美。另外,人类活动增加的大气二氧化碳浓度是至少80万年甚至可能是数百万年来未见的水平,从而推迟了地球下一个冰期的到来,同时对海水酸度的增加速度可能也超过了过去3亿年。

 人类活动还影响了非人类的生命。全球净初级生产力似乎是相对稳定的,但人类利用了这些净初级生产力的25~38%,减少了对地球上其他数以百万计物种的供应。土地用于生产食品、燃料、纤维和饲料,并进行有针对性的狩猎和采集,导致物种灭绝速率超过背景速率的1001000倍,因此也有人称之为地球历史上的第六次生物大灭绝。各种生物,包括农作物、驯养动物和病原体在全球范围任意运输,导致一些常见物种数目减少,产生新的杂交物种,整个地球生物群落出现全球匀质化趋势。这种变化自2亿年前泛大陆分离以后是非常特别的,越洋交流在地球地质历史上也从未找到过。

 此外,人类活动很可能是地球上最重要的进化压力。包括抗生素、农药和新型转基因生物等的各种人工产品的开发,将物种搬迁到新的栖息地,集约收获,以及因温室气体排放导致的气温升高所产生的选择压力,都可能改变进化的结果。整体上看,这在地质历史上也找不到类似物。如果一个物种的寿命通常是1百万到1千万年,人为环境变化的速率在不久的将来可能会超过许多物种在其进化历史上所面临的变化。人类活动已经明显改变了陆表、海洋和大气,并为地球生命重新排序。

 人为地质年代单位其实已经有很长的研究历史了。1778年,法国博物学家布封(Buffon)就试图描述地球历史,为人类分配一个地球时代,这是第七个也是最后一个时代,据说可以吻合到七天创世纪的故事。1854年,威尔士地质学家Thomas Jenkyn出版了有关人类地质时代的著作,并用于他的一系列地质学课程中。他写到:在我们最后的课程中,我们将所有最近的岩石称为后更新世,也许应该称为Anthropozoic,那是人类生活的岩石。同样,霍顿(Reverend Haughton1865年在他的《地质手册》中也将Anthropozoic描述为“我们生活的时代”。

 1830年,Charles Lyell曾提出,目前这个时代干脆就称为“当代世”Recent epoch),他主要是依据这个时期末次冰期结束、人类的出现、文明的崛起等同时出现1860年代,法国地质学家Paul Gervais就按照Lyell的意思,用希腊语创造了Holocene(全新世)一词。于是,19世纪大多数地质学教材就是将人类作为最近地质年代的特点。大家对这些词(RecentHoloceneAnthropozoic)并没有什么争议,也许因为这些词都代表了相同的概念模型,人类是当代地质时代定义的一部分获得广泛共识。因此,二十世纪地质学家们更多使用全新世这一术语来描述当前的时代。1922年俄罗斯地质学家Aleksei Pavlov将今天描述为“人为系统(时期)或人类世。乌克兰地球化学家Vladimir Vernadsky就借用这个概念,将生物圈与人类认知结合起来,创造了一个新词Noösphere(来自希腊思想,人类知识总和的意思,可翻译为“人类认知圈”),说明人类正在成为一股地质力量。Noösphere这个词不是英语,并没有得到广泛使用。俄罗斯将术语进行英语化处理,主要是Anthropogene(人类纪)和Anthropocene(人类世)两个词,但经常会产生混乱。东西方理解的差异可能还由于不同的政治意识形态所决定的:从一个正统的马克思主义的角度来看,全球人类集体的力量是改变环境的主要驱动力。全新世之后成为地质年代表中的正式术语,说明由于人类的影响,当前的间冰期并不同于之前的更新世间冰期。也就是因为如此,有人认为人类世这个词并不需要,因为全新世已经在定义中包含了人类的影响。

 十九和二十世纪的科学家的观点充分说明了当代关注的主要问题影响了地质学上的争议,今天的科学家仍然可能免不了这样的影响。科学家们所关注的关键问题是现代社会中技术的核心作用及其对环境的影响CrutzenStoermer最初提出人类世应该从1784年瓦特改进蒸汽机和工业革命开始算起。一些追随者,包括一些地层学家们,认为1800年是人类世的开始,尽管这个时代缺乏相应的全球地质标志和地层证据,而20世纪中叶核武器实验却留下了全球性地层证据。

 显然,定义人类世是一个非常大的挑战。地球系统的变化不是瞬息完成的,另外,在不同的时代也可能出现类似的地层材料,因此会出现跨代地层,再加上不同区域的空间异构,一个事件出现要数百万年之后才能观察到,所出现的时滞会落入到误差范围中。相反,人类世沉积物通常只是在年代或年际尺度,这样会出现所有的变化都是跨代的(这是从当今的角度来看的,但遥远的未来并非如此)。


考资料:

Lewis S L & Mark A M, 2015. Defining theAnthropocene. Nature, 2015-03-12, 519:171-180.


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