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走进人新世

来源:搜狐科学 作者:华夏地理
2011年04月19日15:50

  撰文:伊丽莎白 · 科尔伯特 ELIZABETH KOLBERT

  翻译:王晓波


  石油令迪拜在1970年代脱胎换骨。如今,这座城市中骄傲地挺立着世界最高的建筑和巨大的购物中心,约200万人口全凭脱盐海水和空调在这片阿拉伯沙漠中生活,也就是说,要依赖廉价的能源。


  美国西弗吉尼亚州凯福德山

  摄影:J HENRY FAIR

  石油公司在海底越挖越深,采矿公司则为了煤而昼夜无休地夷平阿巴拉契亚山脉的群峰。美国一半的电力靠燃煤产生。画面中这座山峰在一天之内就消失了;自1980年代以来,约470座山峰被削去,铲下来的土石往往埋葬了溪流。夷除山顶采到的煤仅占其所在煤矿储量的百分之六。


  意大利罗西尼亚诺-索尔瓦伊

  摄影:massimo vitali

  托斯卡纳地区的一片海滩上游人如织,白色沙地很有热带风情,却并非天然,是被一家化工厂排放的碳酸盐洗白的。而直到最近,这家工厂还排放含汞污染物。它从海水里提取盐,将之转化为氯和其他重要产品。这样的转化要靠化石燃料推动;世界范围内,烟囱和尾气管排出的二氧化碳渐渐使海水酸化,威胁着海洋生物。

  这条路延伸着,爬上一座山丘,越过一条湍急的溪流,又打了个转绕回这边的岸上,接着经过一只倒伏的死羊。在我看来天空落着雨,但伙伴告诉我,对这片苏格兰南部高地来说,这样的降水算个“毛”啊,叫雨雾还差不多。山路的最后一个急弯刚过,出现了一座在雾气中半隐半现的瀑布,还有露出地表的犬牙参差的岩层。岩石有纵向的条纹,状如一块放倒的分层蛋糕。我的向导,英国地层学家詹· 扎拉西维茨指着一条宽阔的灰色岩层说:“这个时期发生过祸事。”

  这个灰色部分是大约4.45亿年前,由古海洋的沉积物在海底缓慢堆积而成。那个年代的生物大都是水生的,而且正在遭遇危机。灰色的沉积岩层有一米厚,在它从底至顶堆叠的过程中,海里约80%的物种都死掉了,其中许多种类在当今已不复存在,比如笔石动物。这一事件被称为奥陶纪末大灭绝,是过去5亿年中规模最大的五次物种灭绝之一,其发生时间与气候、全球海平面高度、海洋化学成分的一些极端变化相重合,可能都是由于一块超级大陆漂浮到南极而引起的。

  像扎拉西维茨这样的地层学家是不会大惊小怪的,这几乎已成了定律。他们的工作是对一层层的岩石软硬兼施,使之“倾吐”出亿万年前的事件证据。他们看事情的目光长远——远到了极致,而只有最暴烈的事件才可能留下醒目持久的信号。正是这些事件标记出了地球45 亿年历史中的关键“剧情”,而依照这些转折点便可把历史划分成若干容易理解的章节。

  正因如此,以下的事实才令人心慌:有许多地层学家已逐渐相信,我们自己也算得上这样一个事件——人类在过去区区一两个世纪内把地球改造得面目全非,以至于开启了一个新的地质时代:人新世。我站在雨雾里问扎拉西维茨,他觉得这个年代在遥远未来的地质学家(且不论他们是谁,或者是不是人)眼中会是什么样子。它的过渡会像岩石记录中的其他几十个时期一样和缓,还是会呈现出突兀的轨迹——就像奥陶纪末尾的那次大灭绝一样?

  扎拉西维茨说,时下世人的行为将最终决定这个问题的答案。

  “人新世”这个词是荷兰化学家保罗· 克鲁琛大约十年前造的。克鲁琛曾因发现化学物质对臭氧层的破坏效应而获诺贝尔奖。有一天他列席某场科学会议,主席不断提到从11500年前上一个冰川期结束时起延续至今(至少官方说法是这样)的地质时代——全新世。“咱们别用这个词了,”克鲁琛当时脱口而出,“我们不再处于全新世了。是人新世才对。”然后,“屋里一时间静了下来,”他回忆道。在会议间歇喝咖啡的时候,与会者大都在聊这个新词,还有人建议克鲁琛为之申请版权。

  其实早在19世纪70年代,就有一位名叫安东尼奥· 施托潘尼的意大利地质学家提出,人类已开启了新的地质纪元,他建议称之为“人生代”。但这个说法未获认同,别的科学家都认为它不够科学。而“人新世”则一石激起千层浪。当今时代与施托潘尼在世时相比,人类对世界的影响明显得多了,部分原因在于其间全球人口差不多翻了两番,达到近70亿。“20世纪人类数量的增长模式不像是灵长类动物,倒更接近细菌,”生物学家E. O. 威尔逊曾写道。他计算出,人类的生物量已比世上古往今来的任何大型动物物种都至少大100倍。

  2002年,克鲁琛在《自然》杂志上发表他的“人新世”观点后,这个概念迅速被许多领域的研究者采纳,开始成为科学媒体中的常见词。并且,最早使用这个新术语的科学家大都不是搞地质的,而身为地质学家的扎拉西维茨觉得他们的讨论很值得关注。“我注意到,克鲁琛提出的‘人新世’一词被其他人用在严肃的学术文献中,既不打引号,也并不带有讥嘲的意味。”2007年,扎拉西维茨担任着伦敦地层学委员会的地质学会主席一职,有一次开会的时候他决定问问研究地层学的同行对人新世概念有什么看法,结果22名科学家中有21人认为它具有科学价值。

  这个研究队伍已同意把它当做一个正式的地质学问题来考虑。“人新世”能满足地质年代的命名标准吗?在地质术语中,“世”这个级别代表着相对较短的时间间隔,但同样可以延伸至数千万年之久。(“纪”,比如奥陶纪、白垩纪,持续时间要长得多,而“代”则更长,如中生代。)各“世”之间的分割点由记录在沉积岩中的地质改变来界定,比如某类生物化石的大批出现,或者消失。

  我们这个时代的岩石记录当然还不存在。那么问题就是:等有了记录以后,人类的影响会以“具有重大地层学意义”的形式显现出来吗?扎拉西维茨的研究团队最终得出的答案为——会,但其中的原因却不见得是你预想的那样。

  人类对地球最明显的改造大概就是兴建城市了,它们本质上就是巨量堆砌的人造材料——钢铁、玻璃、混凝土、砖。但其实大多数城市都不是能长久留存的货色,原因很简单:它们建于陆地之上,而地表侵蚀力量一般要大过沉积作用,还没来得及保存到地层里就灰飞烟灭了。扎拉西维茨指出,从地质学角度来看,今日大地之上最显而易见的人类伟业,“在某种意义上可能正是短促易逝的”。人类还通过农业改变了世界。地球上未被冰封的土地如今约有38%属农耕专用。但跟城市一样,这些当今最要紧的土地改造成果,万年后充其量仅能留下点儿蛛丝马迹而已。

  以化肥工厂为例,它们把空气中的氮固定下来,转化成可供生物利用的化合物,这方面的产能超过陆地上所有植物与微生物。水从施过化肥的农田里溢流而出,正造成世界范围内的河口水域藻类疯长,扼杀其他水族。但这种全球性氮循环紊乱在未来很难被检测出来,因为人造化肥中的氮与自然界的氮并无不同。可能性较大的是,未来的地质学家会从花粉记录中掌握今日产业化农耕的规模——凭据是大片大片单色分布的玉米、小麦和大豆花粉,与雨林或草原留下的种类混杂的花粉记录相区别。

  夷平世上的森林,将至少向未来的地层学家传送两条“加密讯息”,但第一条可能不太好解读。被砍得光秃秃的地面会有大量土壤侵蚀流走,令一些地区的沉积物增加;但与此同时,世上大多数主要河流都被我们建上了水坝,挡住了本该冲到海里去的沉积物。伐木毁林的第二条地质讯息会来得比较清晰。森林栖息地的丧失是物种灭绝的重要肇因,而如今的灭绝速度与过去5亿年的一般状况相比,快了数百甚至数千倍。如果时下的趋势持续下去,这个数字可能很快会增至数万倍。

  可能地质学意义上最重要的改变,反倒是我们看不见的——大气成分的改变。人类排放的二氧化碳是无色、无味,而且短期来看是无害的。但其令大气升温的效应可以轻易使全球温度攀升到几百万年来的峰值。有些动植物的分布范围已经在向两极移动了,这种变迁会在化石记录中留下踪迹。而有的物种根本就无法在升温中存活下来。同时,升高的气温最终可能会使海平面上升6米多。

  在我们的汽车、城市和工厂化为尘埃之后很久,当初燃烧几十亿吨煤炭和石油的后果可能仍然清晰可辨。二氧化碳一边为大气加热,一边又渗入海洋,使之酸性化。可能就在本世纪的某个时刻,海水的酸度会达到令珊瑚虫无法造礁的地步,反映在地质记录中便是“珊瑚礁断位”——过往五次大灭绝都留下了这样的标记。最近的一次发生于6500万年前的白垩纪末期,研究者相信是一颗小行星撞击地球所致;它消灭的不仅是恐龙,还有蛇颈龙、翼龙和菊石。如今海洋所发生的巨变,在规模上居于上次大灭绝以来的最高峰,这是许多科学家得出的结论。扎拉西维茨说,在未来的地质学家眼里,我们这些人类对地球造成的突兀而深远的影响,也许不亚于一颗小行星的冲击。

  迪曼提出, 人类大约8000 年前发明了农耕,继而进行毁林开荒并因此导致大气二氧化碳含量升高,这个影响刚刚好把原本正要开始的新一次冰川期给挡了回去。在他看来,人类几乎从全新世伊始就成了地球上的主导作用力。克鲁琛则表示,人新世始于18 世纪晚期,有冰核证据表明大气二氧化碳水平从那时起一直处于无间断的上升。其他科学家则把新时代的起始定在20 世纪中期,即人口增长和物质消费的速度开始激升的时间。

  扎拉西维茨目前带领着国际地层学委员会的一支研究队伍,任务是就“人新世”是否够格列入地质年代时间表一事给出官方定论。最终的结论需要由该委员会及其母机构“国际地质科学联盟”投票得出。审议过程可能要花上几年时间,其间应会有新的判断依据出现。有些科学家论证说我们尚未迎来人新世——并非因为人类尚未对地球有重大影响,而是接下来的几十年可能比过去的几个世纪更具有地层学上的重要性。“是该就此断定人新世已经到来,还是该再等上20年,看地球的境况是否更加糟糕呢?”英国地质学家马克· 威廉斯解释道。

  这场争论的始作俑者克鲁琛认为,“人新世”议题的真正价值不在于它能改正地质学教科书。他有更大的目的:让人们的注意力聚焦于人类集体行为的后果,以及能帮我们避免最坏结局的办法。“我希望,‘人新世’这个词能成为对世界的警示。”

(责任编辑:罗园)

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