“人类世”真的到了吗?

18.06.2015  13:47

国际空间站宇航员拍摄地球。

无止境的城市扩张 ▲

农业工业化。

▲大坝林立的世界

    最热年份、极端天气、空气污染……这些新闻热词表明,环境问题正受到人们前所未有的重视。

    正像歌里唱到的:“什么时候蛙鸣蝉声都成了记忆,什么时候家乡变得如此的拥挤……”的确,人类的活动已经深刻地改变了地球,甚至有科学家认为,人类活动已经改变了地球的地质年代,出现了一个地质学新纪元——“人类世”。

    诺奖得主首提“人类世

    人类世,这是一个很多人听起来还很陌生的词汇,也许它会越来越多地被人们熟悉——尽管这很可能不是一件好事。

    这个词是由诺贝尔化学奖得主、荷兰科学家保罗·克鲁岑于2000年提出来的,他认为,地质史上一个新时期已经开始,这就是“人类世”。2011年5月,更有约20名诺贝尔奖得主向联合国提交了《斯德哥尔摩备忘录》,建议将人类现在所处的地质年代改为“人类世”。

    在说明这个问题之前,我们必须简单科普一下地质年代的概念。

    地质学上,依据所对应地层的生命特征,将地球46亿年的历史分成了前后两个部分:前面是没有明显生命迹象的隐生宙,后面是有了明显生命痕迹的显生宙。显生宙中又根据动植物形态的重大变化划分出三个代,分别是古生代、中生代和新生代。中生代是裸子植物兴盛和恐龙等爬行动物横行的时代,分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪三个纪。新生代则是被子植物和哺乳动物兴盛的时代,包括第三纪和第四纪两个纪。第四纪是约260万年前开始的,是现代动植物活动的时期,分为更新世和全新世。

    我们现在所处的全新世,只是1.14万年前,最近的一个冰川期结束后才来临的。与其他的地质世动辄百万年甚至千万年的跨度相比,这似乎是一个刚刚开始的地质时期。

    然而,以克鲁岑为代表的一批科学家认为,自18世纪末期的工业革命开始,人类的活动已经粗暴打断了自然演化的过程,人类活动作为主要的地质外营力,对地表形态起到深刻作用,对地球环境产生重大影响,使地球演化改变了原有速率。因此,全新世——这个具有超乎寻常的稳定的温和气候、对我们十分有益的一个时期其实早已结束。我们人类已经深刻地、彻底地、永久性地改变了地球的气候、地理、生物以及水文环境,从而进入了一个新的地质年代——人类世。

    保罗·克鲁岑把人类世的起始地质年代精确定为1784年,即瓦特发明蒸汽机开始。至于人类世的最后时限,应当是到人类自然消亡的那一天,这个时间估计会持续几万年甚至更长。

    人类怎样改变了地球面貌?

    那么,人类世概念的提出,到底有什么依据呢?依据就是人类活动对地球的陆地、海洋、大气和生物系统带来的深刻变化。进入工业革命以来,人类的索取速率已经大大超过环境的承载力。人类运用各种方式在地球上寻找可利用的资源,如炸山开矿、挖河修渠、建坝造湖、追肥高产等,特别是愈演愈烈的城市化运动,这些都改变着地表形态,影响着正常的自然演变。青岛海洋地质研究所研究员莫杰、中科院兰州文献情报中心刘学等人,都曾撰文对此做过论述。

    大地改变了

    人类的大型活动使得陆地上的侵蚀和风化作用大大加速和加剧。直接的表现是农业耕作和地面上各类大型建筑物;间接的表现是拦河修坝(水库、电站、地下库等)改变河道和生态环境。目前全世界登记在册的高度超过15米的水坝已经超过4.5万个。大型人类活动引发的风化率比自然风化率高出一个数量级。

    近半个世纪以来,世界各地频发自然灾害(风暴、冰雪、洪泛、干旱、沙尘暴、沙漠化等)和地质灾害(山体崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面沉降、塌陷等),还有地震及其引发的海啸等,相当程度上的原因都源于人类的不合理开发,导致自然循环的失调。统计资料显示,全世界70%以上的地质灾害与人类不合理的工程生产活动直接相关。

    海洋改变了

    人类活动导致了海水的不断酸化。当下的海洋酸化速度已经与古新世—始新世气候最暖期时的酸化速度相似,彼时表面海水的温度上升了5~6℃。海洋表面的生态系统未受到重大影响,而深海底部的生态系统濒于毁灭。2012年,美国和欧洲科学家发布了一项新研究成果,证明海洋正经历3亿年来最快速的酸化。即使人为二氧化碳排放停止,碳酸盐补偿等过程在未来千年尺度仍会持续影响海洋变化。

    现代科学研究表明,从全新世开始到工业革命前,世界海平面在1万多年中大约上升了120米。20世纪的海平面小幅度上升了20厘米,而近25年来,地球气温每10年上升0.19℃,从当前的温室气体排放情况看,预测到2050年海平面上升50厘米,到21世纪末全球气温可能上升5~7℃,海平面可能上升1米以上。直接后果是,世界沿海地区136座大城市数千万人的生活受到严重威胁,特别是太平洋诸多岛国将从地球上消失。

    大气改变了

    大气中二氧化碳含量在2005年是379毫克/升,比工业化时代前高出三分之一,是近1000万年以来的最高值。大气中另一种温室气体甲烷的含量也已经比工业化时代前翻了一倍。

    全球气温的变化滞后于温室气体含量的变化,20世纪气温的总趋势是上升的,并且在过去20年中开始加速。美国国家航空与航天局气候数据中心的报告指出,2000~2009年是有气温记录以来最热的10年。公布的数据表明,近30年来,地球气温在以每10年0.2℃的速度上升。自1880年以来,全球平均气温大约升高了0.8℃。

    生物圈改变了

    人类活动已经造成了很多动物和植物的消亡与灭绝。这个过程可能早在1万年前就开始了。并且人类还造成大多数大型动物群的消失。当前物种的加速灭绝和生物多样性数量的下降,已经从陆地蔓延到了海洋。这种生物种群的变化速度堪与冰河期来临时相提并论。预期中的气温上升、全球变暖,还将对许多生物的聚居地和栖息地带来严重威胁,甚至是毁灭性的变化。

    在地质史上,由于地质变化和大灾变,生物经历过五次自然大灭绝。科学家指出,50年后100多万种陆地生物将从地球上消失。由于人类活动造成的影响,物种灭绝速度比自然灭绝速度快了1000倍,平均每小时就有一个物种灭绝。地球进入第六次大灭绝时期。        □据《北京日后报》余昌/文

    ■观点交锋

    目前仍处于科学探讨阶段

    人类世这一概念,并没有经过国际权威机构认定为标准地质年代,目前仍处于科学探讨阶段。

    据中科院兰州文献情报中心刘学介绍,有一些学者认为,从地球演化史来看,不同级别的地质时代都有与其相对应的不同级别的生物事件,包括绝灭事件、短暂的间隔和生物暴发。但进入全新世以来,虽然人类活动导致了大量物种的绝灭,但并未出现新的生物种群,因而建立一个新的地质时代,条件还不充分。

    虽然对人类世是否成立有上述不同意见,但赞同设立人类世的学者在目前公开发表意见的作者中还是占大多数。这些学者也对人类世开始时间提出了不同见解,主要有:

    人类世的提出者克鲁岑等人认为,自发明蒸汽机以来,人的作用越来越成为一个重要的地质外营力。他们提议将西方国家工业革命的开始时间即18世纪下半叶,作为全新世和人类世的界线,因为根据冰芯记录,自那时起大气中数种温室气体浓度激增,并且人类对地球产生了清晰可辨的、全球性的影响。

    还有学者提出,人类世下限应确定为1950年,其依据是与19世纪相比,由于化石燃料燃烧造成大气中二氧化碳含量增加,在湖泊沉积物中有明显的地层标志,这个可以作为人类世的标志物。过去60多年间,人类对世界生态系统的改变,比历史上以往任何可比的阶段都更加快速、更加广泛。