廣泛分布的鋁管、塑料、混凝土和化石燃燒時留下的碳顆粒已經(jīng)遍布全球了，其中不僅包括大陸，還有海洋。所有的證據(jù)都說明，我們已經(jīng)開創(chuàng)了一個新的地質(zhì)時期——人類世。究竟這個新的地質(zhì)時期是從幾千年前人類剛遍布全球時就開始了，還是在未來某個時刻，人類使盡了渾身解數(shù)，對生存的環(huán)境造成了極大的影響后才開始？

　　撰文?| 簡·扎拉斯維奇（Jan Zalasiewicz）

　　翻譯?| 程孫雪子

　　從第一次使用火，到第一次使用核彈；從第一次制作石器，到第一次建起摩天大樓，人類以意想不到的速度改造著地球。這些新技術(shù)和新產(chǎn)品會對地球造成多大的影響？它們會留下顯而易見的特征，創(chuàng)造一個屬于獨(dú)屬人類的“地質(zhì)年代”么？

　　2000年，保羅·克魯岑（Paul Crutzen）在墨西哥即興創(chuàng)作了“人類世”（Anthropocene）一詞。這位荷蘭學(xué)者是世界上最有名望的科學(xué)家之一，他因提出“核冬天”而名噪一時，因?yàn)樗J(rèn)為全面核戰(zhàn)的爆發(fā)會對全球動植物造成致命的影響。此外，他還憑借一項(xiàng)關(guān)于全球性災(zāi)害的研究（關(guān)于人類活動導(dǎo)致的地球臭氧層破壞）獲得了1995的諾貝爾化學(xué)獎。

　　我們在人類世

　　在墨西哥舉辦的那場研討會上，他正認(rèn)真聆聽專家們討論全新世以來全球環(huán)境變化的證據(jù)。地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為全新世始于1.17萬年前，一直持續(xù)至今。克魯岑越聽越沮喪，終于拍案而起說：“不！我們已經(jīng)不在全新世了，我們在……”他停下來想了想，“人類世！”

　　房間里鴉雀無聲。這個詞顯然擊中了要害，在之后的會議中不斷被提及。那年，克魯岑同研究硅藻的專家尤金·斯托莫（Eugene Stoermer，已故）合寫了一篇文章，討論這個問題。斯托莫在幾年前也曾獨(dú)立提出過“人類世”的概念。兩位學(xué)者在文章中寫道，證據(jù)非常顯而易見：人類的工業(yè)化已經(jīng)改變了地球大氣和海洋的化學(xué)組成，極大地影響了地形和生物圈，包括硅藻種群。我們正生活在一個由人類驅(qū)動的新地球上，它已經(jīng)大不相同了。克魯岑的文章生動又具有說服力，他崇高的名聲也讓文章有了更深遠(yuǎn)的影響力，這個想法在國際地圈生物圈計(jì)劃中的數(shù)千名科學(xué)家中迅速擴(kuò)散（就是這項(xiàng)計(jì)劃贊助了這次在墨西哥的會議）。“人類世”的概念也開始在全世界的科學(xué)論文中出現(xiàn)。

　　但這真的是地質(zhì)變化嗎？它真的有如此強(qiáng)大的影響力，能在全球的地層中留下印記嗎？260萬年前，冰河時代逐漸伸出了魔爪，標(biāo)志著更新世已經(jīng)開始。人類對腳下土地的影響真的能與之抗衡嗎？1.17萬年前，覆蓋地球的巨大冰川開始退縮，冰川融化導(dǎo)致全球海平面上升了120米，使歷史邁入全新世。人類真的能夠?qū)е逻@么大的變化嗎？在地球動蕩的歷史中發(fā)生過無數(shù)重大變遷，時間單位達(dá)百萬甚至上億年。人類僅僅幾個世紀(jì)的“努力”真的能與之相較嗎？

　　類似的想法以前也出現(xiàn)過。19世紀(jì)和20世紀(jì)早期就有學(xué)者提出過“靈生代”（Anthropozoic/Psychozoic）的概念，比如意大利牧師安東尼奧·斯托帕尼（Antonio Stoppani）和美國博物學(xué)家約瑟夫·萊肯特（Joseph LeConte），但地質(zhì)學(xué)家對此并不屑一顧，甚至嚴(yán)厲斥責(zé)。無論看似多么矚目，人類活動怎么能與偉大的自然變化相較？例如整個大洋和山脈的產(chǎn)生和消失、超大型火山噴發(fā)、隕石的毀滅性撞擊等。用這種尺度來衡量時，人類活動顯得既短暫又渺小。

　　此外還有一個問題。侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)、更新世、全新世這些地質(zhì)學(xué)名詞并不僅僅是標(biāo)簽，而是復(fù)雜的地質(zhì)年代表中采用的正式名稱。地質(zhì)年代表則是描繪地球歷經(jīng)46億年興衰演化的根本。這些名稱都是國際地層委員會經(jīng)過數(shù)十年采集證據(jù)并不斷討論而確立的。它們所代表的“世”、“代”等時間單位都有著特定的含義。地質(zhì)學(xué)家們對此十分嚴(yán)謹(jǐn)。宣布一個新的“世”就意味著，科學(xué)家相信人類已經(jīng)改變了地球演化的進(jìn)程。

　　“人類世”的概念還沒有經(jīng)過任何評估。而且，盡管克魯岑十分受人尊敬，他的本職工作也只是研究環(huán)境壓力的大氣化學(xué)家，不是研究巖層的地質(zhì)學(xué)家。然而在2008年，倫敦地質(zhì)協(xié)會地層委員會的成員們意識到，這個名詞已越來越多地出現(xiàn)在學(xué)術(shù)文獻(xiàn)中，仿佛被正式確立了一樣。因此，協(xié)會決定，他們必須正面應(yīng)對這個趨勢。

　　這個謹(jǐn)慎又有些保守的小組在倫敦伯靈頓宮的舊世界議事廳舉行會議，與會者還包括墻上掛著的莊嚴(yán)畫像。很多維多利亞時期的科學(xué)巨匠從這里走過，比如查爾斯·達(dá)爾文（Charles Darwin）。在這歷史底蘊(yùn)深厚的環(huán)境中，科學(xué)家開始對“人類世”展開地質(zhì)學(xué)評估。或許連他們自己都沒有想到，大多數(shù)人都認(rèn)為，把這個概念作為潛在的正式地質(zhì)年代單位引入地質(zhì)學(xué)中是有好處的，應(yīng)該認(rèn)真研究相關(guān)影響。會上，國際地層委員會（負(fù)責(zé)修訂地質(zhì)年代表）第四紀(jì)地層分會的主席——地質(zhì)學(xué)家菲利普·吉伯徳（Phillip Gibbard）提出，組建一個工作小組，集中研究創(chuàng)建“人類世”的問題。

　　為了提出充分的證據(jù)，科學(xué)家必須證明人類的影響能夠在地層中留下清晰的印記，能夠讓數(shù)千萬年甚至數(shù)億年之后的地質(zhì)學(xué)家識別出來。地層在這里扮演了至關(guān)重要的角色。對地質(zhì)學(xué)家而言，地層就等同于地質(zhì)時間。研究的關(guān)鍵需要落到“年代地層間隔”上，即一層可以被敲打、取樣或挖掘（比如恐龍骨骼）的巖石，代表一段新的歷史。對于“人類世”來說，要想具有如此深遠(yuǎn)的地質(zhì)學(xué)含義，成為正式名稱，它必須具有自己的年代地層單元。但這樣就符合要求了嗎？具體情況還是仁者見仁，智者見智。

　　關(guān)鍵的巖層

　　先來說說組成巖石最基本的礦物吧。舉例來說，金屬幾乎總會與其他元素結(jié)合，形成不同的氧化物、碳酸鹽和硅酸鹽（也有一些例外的情況，它們以單質(zhì)存在，比如金子）。人類已經(jīng)學(xué)會了從這些化合物中大量地分離出金屬。自第二次世界大戰(zhàn)以來，我們已經(jīng)生產(chǎn)了超過5億噸鋁，如果制成廚用鋁箔，足以覆蓋整個美國土地。隨著我們將數(shù)十億計(jì)的易拉罐、器械、香煙盒襯墊及其他垃圾散布在全球各處或垃圾填埋場中，純鋁正慢慢變成現(xiàn)代沉積物的一部分。

　　上一次新礦物形成的重大事件發(fā)生在25億年前，當(dāng)時是由地球大氣氧化事件引起的。那次事件產(chǎn)生了一系列氧化物和氫氧化物，其中不僅產(chǎn)出大量氧化鐵（也就是鐵銹），還一不小心把地表從灰色染成了紅色。但現(xiàn)在，人類已經(jīng)通過合成礦物創(chuàng)造了另一次新礦物形成事件，例如常用于制造工具和圓珠筆的碳化鎢。最引人注目的發(fā)明大概要屬“類礦物”了，比如玻璃和塑料。在二戰(zhàn)以前，塑料僅限于用來生產(chǎn)少數(shù)幾種材料，如蟲膠、膠木、人造纖維等。到了戰(zhàn)后，年產(chǎn)量則迅速激增到3億噸，大約相當(dāng)于全部人口的體重之和。塑料具有持久性和耐腐蝕性，因此被廣泛應(yīng)用，而這些性質(zhì)也意味著它們會在環(huán)境中長期存在。

　　塑料垃圾在陸地上留下的印記已經(jīng)很強(qiáng)了，在海洋里這種印記還更顯著。由于很多海洋生物都能夠以塑料為食，大量塑料最終隨著動物的死亡而留在海底的淤泥中，邁出形成化石的第一步。此外，分布更加廣泛的是肉眼不可見的塑料微粒，例如從合成服裝材料上脫離的纖維等。研究人員發(fā)現(xiàn)，即使在遠(yuǎn)離陸地的大洋底部，在每平方米淤泥中也能發(fā)現(xiàn)數(shù)以千計(jì)的纖維。

　　人造巖石也隨處可見。就拿體積碩大的巖塊來說，混凝土處于絕對的統(tǒng)治地位。迄今為止，我們已經(jīng)生產(chǎn)出高達(dá)5000億噸的混凝土，相當(dāng)于地球表面每平方米都能鋪上1千克混凝土。我們用混凝土建造了樓房、道路和堤壩，而城鎮(zhèn)地下經(jīng)過施工翻修的土壤中也遍布混凝土碎屑。再加上人造的磚塊、陶瓷等物，這些已經(jīng)是典型的“人類世”巖石了。人類還在大規(guī)模地改造地殼上部。我們制造的大量巖石早就不知不覺混了進(jìn)去，那些大型機(jī)械挖掘泥土建造樓房，或翻犁土壤種植莊稼時，也在加速這個過程。目前，人類改變的沉積物早已超過河流、風(fēng)等自然力量的作用了。

　　紐約城的混凝土森林會長期存在，足以永久地在地殼中。

　　改變化學(xué)成分

　　過去的一個世紀(jì)中，化石燃料的廣泛使用使得鋁、塑料和混凝土的生產(chǎn)越來越迅速，沉積的量也變得越來越大。這個過程也產(chǎn)生了一些副產(chǎn)品，由于大量燃燒化石，全球范圍內(nèi)的沉積物中也留下了各種各樣的化學(xué)印記。工業(yè)革命開始以來，大氣中二氧化碳含量升高的速率已超過全新世初期冰川退縮時的水平（當(dāng)時排放的氣體以小氣泡的形式被捕獲并保留在極地冰蓋的冰層中）。

　　燃燒的過程還會產(chǎn)生煙，因?yàn)橐恍┒栊晕⒘]有燃燒完全。這些煙塵飄落在全球各地，形成可以保留下來的地質(zhì)信息。白堊紀(jì)與古近紀(jì)的界線是由隕石撞擊事件決定的，該事件導(dǎo)致的大火就在巖石中留下了類似的信息。燃燒化石燃料所產(chǎn)生的碳中，動植物易吸收的較輕的碳同位素 （12C）含量明顯較高。隨著這些生命的逝去，它們慢慢變成化石，給人類世中留下永久的12C印記。

　　影響范圍十分廣闊的農(nóng)業(yè)活動也留下了獨(dú)特的化學(xué)印跡。人類早在1萬年前就開始發(fā)展畜牧和農(nóng)耕，但一直到20世紀(jì)早期才大量使用氮肥和磷肥。氮肥一般是通過哈伯-博施法從空氣中提取，磷肥則來源于土壤。我們對土壤、水體和空氣都造成了巨大的干擾，這些行為都留下了清晰的化學(xué)標(biāo)記。風(fēng)裹挾著這些化合物飄到遠(yuǎn)離農(nóng)業(yè)區(qū)的地方，甚至污染高緯度地區(qū)的湖泊。化肥從農(nóng)場流入溪水與河流，最終匯入海洋，刺激浮游生物的生長。隨著生物死亡和腐爛的激增，它們會形成一個“死亡區(qū)域”，每年致使數(shù)十萬平方千米的海底生物窒息而死。被破壞的海洋生物也可能會以化石的方式留存下來，在未來的巖層中訴說今天的故事。

　　其他化學(xué)記號還包括持久的有機(jī)污染物（如殺蟲劑）以及有毒的工業(yè)化學(xué)物質(zhì)（如二噁英）。這些物質(zhì)正在污染大量沉積物。其中有些能夠長期留存在于地質(zhì)歷史中，就像古代藻類產(chǎn)生的長鏈碳化合物一樣。現(xiàn)在的古生物學(xué)家就是利用這些作為示蹤物來研究數(shù)千萬年前的古環(huán)境。

　　每次核彈爆炸后散播到全球的放射性粒子也可以被檢測到。盡管只有很少幾枚核彈是在戰(zhàn)爭中使用的，但很多國家都在20世紀(jì)40年代中期到90年代末期這段時間進(jìn)行過核試驗(yàn)，總計(jì)投放了超過500枚核彈。這些微粒落入土壤、極地冰蓋和海底沉積物中，也被地表的動植物吸收，形成的放射性層也成為了人類世最明顯的標(biāo)記。

　　很明顯，我們?nèi)祟愐矔诘厍虻纳锝M成中留下印記。具體來說，我們這個物種雖然在幾千年前還只是蕓蕓眾生中毫不起眼的一類，現(xiàn)在已然成為陸地和海洋中的頂級掠食者了。我們的需求大概占用了地球生物生產(chǎn)量的四分之一。這就造成了我們是所有陸地脊椎動物重量（以體重計(jì)）的三分之一，而我們?yōu)闈M足食物需求改造的農(nóng)業(yè)物種則占到了剩下部分的絕大多數(shù)。野生動物已經(jīng)被擠到了邊緣地帶，只占了不到5%。在占領(lǐng)全球土地的過程中，我們已經(jīng)全面改造了剩下的野生動物，將動植物有意或無意地帶到別處，同化全球生物圈。我們還殺死了大量物種，再過一兩個世紀(jì)，地球的生物多樣性甚至可能受到一次毀滅性打擊，甚至就像恐龍滅絕時那樣。這些變化都會以化石組成的變遷在遙遠(yuǎn)的未來表現(xiàn)出來。

　　撐起一個“世”？

　　總之，我們已經(jīng)留下了令人敬畏的一系列地質(zhì)印記。這些影響會永久改變地層和未來的歷史，從而確立一個正式的新時代嗎？或者說，當(dāng)人類消亡后，地球系統(tǒng)會恢復(fù)原狀，將我們所建設(shè)的東西侵蝕殆盡嗎？這樣的變遷就像珀西·比希·雪萊（Percy Bysshe Shelley）在詩中描繪的奧西曼迭斯帝國一般。現(xiàn)在的任何判斷都為時過早。

　　幸運(yùn)的是，過去40億年里，地層給我們留下了少許信息。地殼抬升的地方，比如正在隆起的山脈，地表的結(jié)構(gòu)確實(shí)會被侵蝕、沖走，并以沉積物顆粒的形式，進(jìn)入遠(yuǎn)離大陸的海域。而地殼下沉的地方，如世界上很多著名三角洲的底部，不斷沉積的地層可以保留非常微小的遺跡，如葉片、樹枝、足跡等。因此，受到構(gòu)造作用抬升的舊金山大概最終會被風(fēng)化殆盡。然而，正在下沉的新奧爾良、上海和阿姆斯特丹，其表面復(fù)雜的結(jié)構(gòu)將留下大量遺跡，包括鋁、塑料、陶瓷，以及填充了金屬的牙齒和人造髖骨等。在數(shù)百萬年后，這些地層最終會被高高地抬起，新形成的斷崖將展現(xiàn)出與眾不同的人類世地層。

　　人類行為導(dǎo)致的長期后果，以及化石的存在，也會讓人類世地層與眾不同。結(jié)束白堊紀(jì)的隕石撞擊是瞬時的，撞擊產(chǎn)生的沖擊波在幾小時內(nèi)就結(jié)束了，但它的影響卻改變了之后幾百萬年的生物圈結(jié)構(gòu)，甚至它的影響還遺留到了今天。如果沒有那顆隕石，我們大概也不會存在了，恐龍可能會繼續(xù)統(tǒng)治地球。

　　人類的影響雖沒那么突然，但卻十分迅速。這種影響也可能像之前我們描述的現(xiàn)象那樣在消失后長期發(fā)揮作用。現(xiàn)在很多變化都有加速的趨勢，而其中有些影響還處在早期階段，比如物種滅絕、氣候變化和海平面上升等。不管化石燃料時代何時結(jié)束，它造成的影響都只會以十分緩慢的速度消退，這個過程可能長達(dá)數(shù)千年。此外，在環(huán)境穩(wěn)定的全新世發(fā)展起來的人類文明也不得不慢慢適應(yīng)一顆動蕩的地球。

　　我們也可能會通過另外一些方式產(chǎn)生長期影響。和隕石撞擊或冰川退縮相比，人類的活動非常復(fù)雜易變，有極強(qiáng)的改造作用，我們改造地球的能力來自智力、控制力以及高度的社會屬性——這種屬性會讓我們不斷把新知識傳播開來。這些特征幫助我們發(fā)展出了各種可以讓我們適應(yīng)環(huán)境，讓我們生存下去的技術(shù)，而技術(shù)本身的演化，也會逐年加快。

　　杜克大學(xué)的榮譽(yù)教授彼得·哈弗（Peter Haff）把這個新生的系統(tǒng)叫做“技術(shù)圈”。技術(shù)圈也可以被看作是生物圈的副產(chǎn)物。當(dāng)然，它也有自己的動態(tài)和規(guī)律，我們的控制只能發(fā)揮部分作用。這種動態(tài)也會帶來新的影響，它或許會使硅基智能快速發(fā)展，成為能與我們抗衡的一支力量。在所有能夠決定地球未來的變化中，技術(shù)圈大概是最無法預(yù)測的。它可能演化出與原本的預(yù)測不一樣的修訂版人類世，而在這個版本中，人類可能難掌大權(quán)。目前，科學(xué)家只能決定如何描繪現(xiàn)在的情況。這個被人類迅速、深遠(yuǎn)甚至永久性改造的地球，是否可以在地質(zhì)學(xué)時間尺度上，被視為一個新的地質(zhì)時代呢？

　　何時進(jìn)入人類世？有科學(xué)家認(rèn)為，他們終將證明這個時代與開始于1.17萬年前冰川退縮 的全新世明顯不同，而1950年大概是最合理的我們邁入新時代的門檻。

　　有權(quán)決定這件事的地質(zhì)學(xué)家們還沒有達(dá)成一致，因?yàn)檫€有很多重要的問題需要解決。例如，把人類世的起點(diǎn)設(shè)在什么時間點(diǎn)上？科學(xué)家提出的建議紛繁多樣：有人建議把起點(diǎn)設(shè)為幾千年前人類影響剛開始出現(xiàn)時；有人認(rèn)為，起點(diǎn)應(yīng)設(shè)在遙遠(yuǎn)的未來，也就是人類的影響在地層中明顯表露出來時。從實(shí)際角度來看，最合適的界線大概是20世紀(jì)中葉人口和能源需求明顯加速上漲的時期，那時全球工業(yè)化也剛開始。在這段時間后，已經(jīng)有大量混凝土、塑料、钚和改變后的生物遺骸留存在地層中，刻下了明顯印跡。

　　地質(zhì)學(xué)家正在尋找一個合適的“金釘子”，它應(yīng)該是一個經(jīng)過嚴(yán)格篩選的參考物，可以作為劃分新時代的全球標(biāo)記。究竟哪里能夠提供這樣的參考呢？是格陵蘭和南極冰層中捕獲的放射性內(nèi)核或碳顆粒，是全球分布的湖泊和峽灣沉積物，還是未經(jīng)擾動的海底？還是其他的指示物，比如樹木年輪或珊瑚生長紋中記錄的現(xiàn)代化學(xué)組成變化？

　　科學(xué)家們?nèi)栽诶^續(xù)尋找答案。

　　本文轉(zhuǎn)自環(huán)球科學(xué)