地球70年前進入「人類世」 在哪裡標記引全球爭議

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地質學家們正在地球上尋找某個特定的地點,來放置所謂的「金釘」,即定義全新的地質時代——「人類世」(Anthropocene)的開始。可是,將其放在哪裡最合適呢?

站在中國南方階梯頂上向遠處看,景色非常壯觀。爬上去,你就能看到世界末日即將來臨的時刻。我們的星球歷史中充滿了動蕩,特別是發生在2.52億年前的混亂事件。當時地球爆發大規模火山活動,幾乎摧毀了所有複雜的生命形式。地質學家稱之為「所有滅絕事件之母」,他們認為這標誌著地球歷史上一個偉大篇章的終結(二疊紀)和下一章(三疊紀)的開始。

但僅僅給這起事件取個名字還遠遠不夠。科學家們想知道,世界上哪個地方能真正看到在二疊紀和三疊紀之間形成的岩石,並將其標記為兩個地質時代的分界線。2001年,經過20年的辯論,他們找到了答案。中國浙江省煤山附近的一座懸崖提供了最好的「窗口」,它獲得了最高地質榮譽——二疊紀-三疊紀邊界的「金釘」,它也是世界上第65個重要的地質分界線之一。為了更方便地查看這些岩石,當地政府在這裡安裝了階梯。

許多地質學家說,我們的星球在大約70年前跨越了另一個地質界限,並進入了地球歷史的新篇章,他們稱之為「人類世」。他們中的部分人現在提出的問題是:在當今世界,我們的現代世界是從哪裡開始的?人類世黎明的「金釘」在哪裡能夠看到?

圖2:紐約史坦頓島的山頂垃圾填埋場,高峰期時每天可接收約26000噸垃圾

英國地質調查局的科林·沃特斯(Colin Waters)領導著正在考慮這些選擇的團隊。他說,為人類世的黎明設置「金釘」是地質學家從未面臨的獨特挑戰。許多「金釘」被放置在懸崖上,就像煤山附近那樣。對人類世的黎明來說,這並不是真正的選擇,因為岩石懸崖需要數萬年才能形成。但沃特斯和他的同事們認為,人類世僅僅從數十年前開始,即1950年前後。

除了懸崖絕壁,也不乏其他選擇,人類世的黎明可能會被化學或生物信號所標記。目前還沒有關於這個信號的官方說法:也許科學家們會選擇原子彈試驗中大氣輻射的激增,或者是環境中微量塑料濃度上升,亦或是其他完全不同的因素。

為了獲得「金釘」獎勵,這個團隊需要找到一個地理環境,確認當人類世開始的時候,這個信號被記錄在某種物質上。從理論上講,這種材料甚至可能是我們的垃圾,這就是為什麼研究人員挑選紐約斯塔頓島(Staten Island)的垃圾填埋場作為候選位置的原因。

這個垃圾填埋場是1948年開放的,在其鼎盛時期,每天可接收26000噸垃圾。據有些人統計,這是世界上最大的人類工程「礦床」。它看起來確實是人類世「金釘」的合適候選人。

圖3:這是美國科羅拉多州的白堊紀中期Cenomanian-Turonian界限標誌

但沃特斯說,垃圾填埋場存在著嚴重的問題。那裡所包含的材料經常被機械攪拌,所以並非每年都能形成整齊的層次。界限會被弄髒和模糊,這不是一個清晰的圖像。沃特斯說,這實際上是大多數人類垃圾聚集的地方共同面對的問題。科學家們可能願意把人類世的「金釘」放在完全由人類活動創造的地點,但事實證明很難找到合適的地點。為此,科學家們現在正在尋找其他更合適的地方。

科學家們認為,河口的沉積泥沙可能值得考慮。例如,蘇格蘭克萊德河口底部的淤泥記錄了工業化過程中的化學污染。這裡的泥土可能沒有受到干擾,不像垃圾填埋場里的垃圾,所以應該有可能識別出特定年份沉積的薄泥漿。這就意味著,人類世的界限應該是清晰的線條,而不是某個污點。

每年,淤泥也在湖底和海床上堆積。位於加拿大安大略省克勞福德湖底部的泥漿,也包含了詳細的工業化污染年度記錄。沃特斯認為,這裡可能是放置人類世「金釘」另一個適合的地方。然而,這些淤泥(特別是海底部分)的序列,並不是完全可以訪問的。唯一確認70年前的薄泥巴是否標誌著人類世的開始,需要提取沉澱物的核心,並在陸地上進行研究。

說起來容易做起來難。當軟泥被提取出來時,可能會受到干擾,這就意味著界限中的泥漿可能會與上面和下面的泥漿混合起來,從而抹去標誌著邊界的化學信號。沃特斯說:「引入錯誤的風險非常高。」

圖4:蘇格蘭克萊德河口河底的淤泥記錄了工業化過程中的化學污染

出於這些原因,最好把「金釘」安置在更持久、更穩固的材料上。以巴黎的地下排水網路(Deep beneath Paris)為例,在過去的300年里,像石灰石一樣的沉積物一層層地堆積起來,包括鉛和銅在內的金屬痕迹被鎖在堆積層中,記錄了巴黎城市環境的變化情況。沃特斯表示,如果這些化學物質被認定為人類世開始的界限,那麼巴黎的石灰石將是放置「金釘」的絕佳地點。

另一種選擇也許是目前最受沃特斯歡迎,那就是將「金釘」放在加勒比海深處,那裡的珊瑚每年都會增加一層新的物質,這些化學物質會記錄下各種人類活動的證據,從原子彈試驗到人類引起大氣層中二氧化碳濃度上升。但沃特斯說,所有這些「候選者」都有一個明顯的短板,即地質學界從來沒有在這類地方放置過「金釘」。沃特斯說:「我們可能必須與那些投票的人進行討論,找出他們最能接受的東西。」

威爾士大學聖大衛學院的麥克·沃克(Mike Walker)說,定義一個「金釘」並不是地質學家能輕易做出的決定。候選地點首先要由科學家投票決定,以探究其中有爭議的地方。當他們最終選出最喜歡的潛在「金釘」位置後,這個地點就必須由科學委員會來評估,看稍微更大的地質時間跨度。

圖5:人類世的黎明可以用環境中的微塑料增加來標記

圖5:人類世的黎明可以用環境中的微塑料增加來標記

舉例來說,新提出的人類世界限很可能包含在某個更大的地質時代中,比如第四紀(Quaternary),這樣第四紀地層學的小組委員會將不得不投票決定是否接受新的「金釘」候選者。如果他們投贊成票,那麼該提案就會提交給國際地層委員會,那裡再次對「金釘」是否合適適進行投票。如果通過,它將提交給國際地質科學 聯合會,以進行最後的審查,幸運的話最終應該能獲得批准。只有到那時,「金釘」才有了權威身份。

因此,對於沃特斯和同事們熱衷於選擇「金釘」候選者,各種投票機構不會認為太古怪。他說:「我們想要提供他們熟悉的東西。」

沃特斯從沃克及其同事那裡獲得了一些靈感。2008年,他們成功地說服相關機構指定全新世(Holocene)的「金釘」,即人類世之前的地質時代。沃克的研究小組認為,「金釘」應該放在從格陵蘭冰蓋中提取的岩芯內,現在它被存放在哥本哈根。但以前從未在冰中放置過「金釘」。

沃克表示:「有人發表過措辭嚴厲的評論,說我在冰箱里看到了『金釘』,但這個決定還是被批准了。」沃特斯認為,也許這是一個跡象,表明人類世的「金釘」或許也會出現在冰中。南極洲東部的一個冰核記錄了與人類活動有關的大氣化學變化情況,那裡或許是個不錯的選擇。

圖6:今天仍然可以追蹤到來自核試驗的大氣輻射

即使沃特斯和他的同事們能找到一個政治上可以接受的「人類世金釘」,他們成功為其命名的機會仍然渺茫。這是因為,在地質學界,有些持反對意見的人甚至拒絕承認人類世的存在。沃克就是反對者之一。

我們有20世紀各種化學和生物信號的詳細記錄,這意味著科學家們在選擇使用哪一種信號來定義人類世時,將會出現諸多爭議。這是一把雙刃劍。他們可能會用1950年左右使用放射性鈈的激增來標記人類世的邊界,但是許多其他的化學信號在20世紀40年代到50年代之間並沒有發生太大的變化。

劍橋大學的菲爾·吉伯德(Phil Gibbard)指出:「有些東西在特定的『邊界』上發生了變化,有些東西則沒有改變。」如果有太多東西保持不變,那麼在那裡標出地質邊界是正確選擇的嗎?

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