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多国科学家:当前地质年代进入“人类世”

人类活动加速地质演变?

http://qnck.cyol.com ::本报特约撰稿 池晴佳 2010-04-30 13:51 中青报订阅

  人类被称作“万物之灵”,人类文明特别是工业革命后的现代文明,确实给地球带来了前所未有的影响。美国《国家地理》杂志网站日前刊文引述多国地质学家的最新研究成果称,人类活动加快了地质年代的推进,当前地球已进入一个新纪元——“人类世”(Anthropocene)。此消息一出立即引发广泛关注,美国“每日科学”网站、《科学美国人》杂志、英国《新科学家》杂志等都进行了报道。不过,也有专家说,人类对地质演变的影响还没有那么大。

  “新纪元”提前三百万年到来?

  地质年代是用来描述地球历史事件的时间单位,通常在地质学和考古学中使用。地质年代中的一些特殊时期如侏罗纪(约1.9亿年前~1.4亿年前)、冰川期(地质历史上先后出现4次冰川期)等,由于出现频率很高,已为大众所熟知。当今世界处在哪一个地质年代呢?根据国际地层委员会去年12月公布的资料,我们目前处在一个开始于1.14万年前的新纪元——全新世。全新世是在第四纪冰川结束后的重要时期,显著标志是人类文明开始崛起,“全新世”的提法已经获得了大部分研究人员的认同。

  地质年代是根据岩石层为标准确定的,持续时间一般在300万年以上,这就意味着全新世才刚刚开始。但英国、德国、澳大利亚的研究人员,联合发表在美国学术期刊《环境科学技术》今年第7期上的一篇论文称,从如今地球经历的变化来看,我们已经进入了一个新的地质年代——“人类世”。论文作者表示,栖息地遭破坏、环境污染以及动植物加速灭绝等,证明人类对地球产生的影响是如此之大——明显超过了全新世,它们将导致地球岩层形成明显的分界线。

  这不是“人类世”首次被提出。早在2000年,诺贝尔化学奖得主、荷兰科学家保罗·克鲁岑(他也是这篇论文的作者之一)创造了这个词,不过,他当时用这个词来反映自工业革命以来大约200年间人类经历的史无前例的变化。这一提法形象地说明了人类与环境的相互作用,因而被广为引用。关于“人类世”的起始时间,目前学术界还没有统一意见,部分学者倾向于认为是8000年前,此时正值农业兴起、人类开始向全球扩张。

  按照《环境科学技术》文章的新观点,“人类世”是全新世后半段出现的,因为人类的活动使它比预期时间早到了300万年,并将成为主要的地质时期,而全新世只是一个过渡。两者最大的不同是,全新世认为人类的崛起是这一时期的重要特征,而“人类世”则直截了当地说人类已经成为地球的主人。英国莱斯特大学古生物学家、这篇论文的联合作者简·萨拉西魏兹说:“人类很擅长利用能源和操控环境,人类已经成为地球表面地质过程的重要推动力。”

  人类从四方面干扰地质变化

  在日常生活中,我们很容易感觉到人类对地球的影响,如水坝截流、填海造陆、开垦荒原,甚至包括空气污染等。但这些影响只反映了表面现象,持“人类世”观点的科学家们想要说的是,人类活动不仅影响了地表环境,还从各个方面深刻影响着地质过程的推进。2008年,萨拉西魏兹和其他学者在美国地质学会(GSA)杂志《今日GSA》上发表文章,全面总结了人类对地质演变的影响:

  1.改变沉积作用

  人类通过直接的农业活动和建筑作业,以及间接的拦截河流等,所产生的沉积物(主要是泥砂)已经大大超过了自然过程的产生量。沉积物是一项重要的岩层学信号,而人类的生产生活已产生了如此多的沉积物,这将给全球地质活动带来显著影响。

  2.打乱碳循环进程,让气温上升

  这主要是由人类工业生产排出的过量温室气体(主要是二氧化碳)引起的。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)2007年公布的数据显示,以2005年的二氧化碳浓度(百万分之三百七十九)为标准,目前的二氧化碳浓度比人类进入工业时代前多出三分之一。全球温度也在不断上升,该委员会发布的报告表明,到本世纪末全球平均气温预计将上升1.1~6.4摄氏度。

  3.生物学变化

  人类的出现导致了大量物种迅速灭绝,虽然在人类还没有出现的地质年代里,也有很大一部分陆地巨型动物如恐龙等灭绝,但如今物种的灭绝速度明显加快,灭绝范围从陆地扩及浅海,许多海洋生物遭殃。温度上升对物种的威胁很大,严重性甚至超过冰河时期。在冰河时期,地表大部分地区被冰层覆盖,诸多生物因不能适应低温环境而灭绝。

  4.海洋变化

  在过去的一个世纪里,海平面有少许上升,联合国政府间气候变化专门委员会认为,这是冰川融化与海洋热膨胀的综合作用。对于前者,人类活动起到了重要作用。根据该组织2007年公布的数据,到2100年海平面将上升0.19~0.58米,这对沿海城市将是一个巨大威胁。人类活动给海洋带来的另外一个变化是海洋酸度增加,二氧化碳排放量增加直接导致海水中溶解的二氧化碳气体(二氧化碳溶解在水中可形成碳酸)增加,目前海面pH值(衡量酸碱度的数值)已因二氧化碳排放上升了0.1。

  反对者称:定性“人类世”还太早

  尽管“人类世”的提法抓人眼球,但从目前来看,这一观点还未获得大部分研究人员的赞同。反对者认为,这不过是人类自信心过度膨胀的表现。对于整个宇宙的发展历程来说,人类史是如此短暂;对地球来说,人类也只是个过客,对地质演变的影响没有那么大。

  “人类世”的说法之所以还未被广泛认同,是因为还缺乏充分证据。《国家地理》的文章说,要想让这个概念得到认可,科学家首先必须确定一个边界线或标志物,这种边界线一般位于岩层中间。一般程序是这样的:先确定全球界线层型和点位,俗称“金钉子”,指特定地区的特定岩层序列中一个专有的标志点,由此构成两个年代地层界线的定义和识别标准,或将这一时期与邻近时期区区别开来的显著标志,然后再提交国际地层委员会审核。到目前为止,“人类世”还没有找到相对应的“金钉子”,或可以用作地层界线的标志。

  人们很容易想到将大气中的二氧化碳含量用作区分标志,因为工业革命后二氧化碳含量的确上升了很多,但遗憾的是二氧化碳“不够格”。二氧化碳含量在100年中的变化或许很明显,但时间尺度如果长达千年甚至万年,其浓度变化就显得太慢了,不适合作为标志。上世纪60年代全球大规模核弹实验造成的放射性同位素含量大幅上升,倒是一个理想标志,但它发生的时间大大晚于人类实际活动造成全球影响的时间。研究人员目前需要做的是,或者确定“金钉子”,或者找到一种被国际地层委员会认可的标志。

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