人類世 The Anthropocene

從地質(zhì)學(xué)的角度看，人類生活的地質(zhì)時(shí)期是顯生宙新生代第四紀(jì)中的全新世。全新世是在一萬(wàn)多年前最近的一個(gè)冰川期結(jié)束后來(lái)臨的，與其它的地質(zhì)世動(dòng)輒百萬(wàn)年甚至千萬(wàn)年的跨度相比，這似乎是一個(gè)剛剛開始的地質(zhì)時(shí)期。然而，從2000年開始，越來(lái)越多的科學(xué)家們逐漸接受了這樣的觀點(diǎn)：地質(zhì)史上一個(gè)新時(shí)期已經(jīng)開始，這就是“人類世”。

 人類世-概念提出

地質(zhì)學(xué)上，依據(jù)所對(duì)應(yīng)地層的生命特征將地球46億年的歷史分成了前后兩個(gè)部分：前面是沒(méi)有明顯生命跡象的隱生宙，后面是有了明顯生命痕跡的顯生宙。顯生宙中又根據(jù)動(dòng)植物形態(tài)的重大變化劃分出三個(gè)代，分別是古生代、中生代和新生代;中生代是裸子植物興盛和恐龍等爬行動(dòng)物橫行的時(shí)代，分為三疊紀(jì)、侏羅紀(jì)和白堊紀(jì)三個(gè)紀(jì)。新生代則是被子植物和哺乳動(dòng)物興盛的時(shí)代，包括第三紀(jì)和第四紀(jì)兩個(gè)紀(jì)。第四紀(jì)是現(xiàn)代動(dòng)植物活動(dòng)的時(shí)期，分為更新世和全新世。從地質(zhì)學(xué)的角度看，我們?nèi)祟惿畹牡刭|(zhì)時(shí)期是顯生宙新生代第四紀(jì)中的全新世。

全新世是在一萬(wàn)多年前最近的一個(gè)冰川期結(jié)束后來(lái)臨的，與其它的地質(zhì)世動(dòng)輒百萬(wàn)年甚至千萬(wàn)年的跨度相比，這似乎是一個(gè)剛剛開始的地質(zhì)時(shí)期。然而，從2000年開始，越來(lái)越多的科學(xué)家們逐漸接受了這樣的觀點(diǎn)：地質(zhì)史上一個(gè)新時(shí)期已經(jīng)開始，這就是“人類世”。

2000年，為了強(qiáng)調(diào)今天的人類在地質(zhì)和生態(tài)中的核心作用，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主保羅·克魯岑提出了人類世的概念?？唆斸赋觯鹤?8世紀(jì)晚期的英國(guó)工業(yè)革命開始，人與自然的相互作用加劇，人類成為影響環(huán)境演化的重要力量，尤其“在過(guò)去的一個(gè)世紀(jì)，城市化的速度增加了10倍。更為可怕的是，幾代人正把幾百萬(wàn)年形成的化石燃料消耗殆盡。” “人類世”概括的正是從這一時(shí)期開始的地質(zhì)變化，其特征是從南極冰層捕獲的大氣中二氧化碳和甲烷的全球性增高?？唆斸J(rèn)為：人類活動(dòng)對(duì)地球系統(tǒng)造成的各種影響將在未來(lái)很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)存在，未來(lái)甚至在5萬(wàn)年內(nèi)人類仍然會(huì)是一個(gè)主要的地質(zhì)推動(dòng)力，因此，有必要從“人類世”這個(gè)全新的角度來(lái)研究地球系統(tǒng)，重視人類已經(jīng)而且還會(huì)將繼續(xù)對(duì)地球系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的、不容忽視的影響。

“人類世”的概念提出之后得到了許多科學(xué)家的響應(yīng)，人們從不同的角度表示認(rèn)同。中國(guó)著名地球科學(xué)家、國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲得者劉東生指出，“人類世”雖然是地質(zhì)學(xué)上的名詞，但卻提供了人與自然關(guān)系研究的新視角，并認(rèn)為這個(gè)概念的提出可能是地質(zhì)學(xué)上又一次飛躍，其意義可以與板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)相提并論。

人類世-背景

早在1873年之前，人類就意識(shí)到自身對(duì)環(huán)境的影響。意大利地質(zhì)學(xué)家安東尼奧·斯托帕尼將它稱為“人類世時(shí)代”，他的定義是“一個(gè)全新的地球力量，世界將被這種更偉大的能量主宰”。

1926年，V .I.韋爾茲基也把人類日益增長(zhǎng)的影響力稱為“進(jìn)化發(fā)展的自然方向，對(duì)周圍環(huán)境有意識(shí)影響的效果越來(lái)越明顯”。韋爾茲基進(jìn)而使用“人類圈”——— 世界的思想——— 這個(gè)概念來(lái)說(shuō)明，人類大腦對(duì)我們未來(lái)和環(huán)境不斷增加的影響力。

在過(guò)去的300年中，人口數(shù)量已經(jīng)增加了10倍達(dá)到60多億，預(yù)計(jì)到本世紀(jì)，世界人口將達(dá)到100億。地球30%-50%的陸地資源已經(jīng)被人類所占用。與此同時(shí)，人類飼養(yǎng)家畜的數(shù)量達(dá)到14億，它們產(chǎn)生的甲烷也對(duì)熱帶雨林產(chǎn)生破壞作用，從而導(dǎo)致二氧化碳的增加和物種滅絕的加速。人類對(duì)土地的耕種和開發(fā)利用也加速了對(duì)土壤的侵蝕，這比自然速率要快15倍。

同樣，水壩的修建和河流的改道目前非常普遍，人類對(duì)水資源的消費(fèi)量已經(jīng)比100年前增加了9倍。漁業(yè)已經(jīng)撲殺了超過(guò)25%的淺海生物，35%的溫帶大陸架。此外，在20世紀(jì)，能源的消耗增加了16倍，導(dǎo)致每年1600萬(wàn)噸的二氧化硫排放到大氣之中——— 為自然排放量的2倍多。與此同時(shí)，由于化石燃料的使用和農(nóng)業(yè)活動(dòng)導(dǎo)致“溫室”氣體顯著增加——— 二氧化碳增加了30%，甲烷增加了100%。這些現(xiàn)象在過(guò)去40萬(wàn)年中都沒(méi)有過(guò)。由于目前的現(xiàn)象還只是由25%的人口產(chǎn)生，經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的增長(zhǎng)還將令環(huán)境惡化。

由此看來(lái)，目前的后果非常嚴(yán)重：酸雨，煙霧和全球氣候變暖等。根據(jù)政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)最近一項(xiàng)估算，本世紀(jì)地球的溫度將升高1.4-5.8°C，很多有毒物質(zhì)被釋放在環(huán)境中，即便一些非有毒的物質(zhì)，對(duì)大自然也是有危害的——— 例如氯氟碳導(dǎo)致南極臭氧層空洞。

事態(tài)還在不斷惡化之中。從上世紀(jì)70年代中期，我們已經(jīng)開始研究臭氧層遭受破壞的問(wèn)題。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，具有氯的化學(xué)屬性，例如溴起到一定的作用。臭氧空洞是一個(gè)全球性的問(wèn)題，情況一年比一年惡化，這也不是南極洲春天事件。如果一直這么發(fā)展下去，災(zāi)難性的后果將不可避免。

除非有災(zāi)難性的事件發(fā)生——— 例如流星撞擊地球，世界大戰(zhàn)或是瘟疫的流行——— 人類將在接下來(lái)的很長(zhǎng)一段時(shí)間都是影響環(huán)境的主要力量。因此，在這個(gè)“人類世”時(shí)代，科學(xué)家和工程師任務(wù)艱巨，他們將幫助我們解決問(wèn)題，保持環(huán)境繼續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。這更需要我們所有人的努力，加強(qiáng)國(guó)際間的相互協(xié)調(diào)和利用大規(guī)模的生態(tài)工程項(xiàng)目來(lái)“優(yōu)化”氣候，不過(guò)，至少目前來(lái)說(shuō)，我們對(duì)大部分領(lǐng)域還一無(wú)所知。

人類世-地質(zhì)特征

科學(xué)家們認(rèn)為，人類的活動(dòng)已經(jīng)徹底改變了地球，不僅僅是地表，而且連地質(zhì)年代都改變了。

從地質(zhì)年代(Geological Epoch)上看，目前所處的年代屬于“全新世”(Holocene)，大約已經(jīng)有11000年的歷史。但是，許多證據(jù)都表明，在1950年以后的幾十年中，地球的一些地質(zhì)特征發(fā)生了明顯變化。科學(xué)家們說(shuō)，人類活動(dòng)很可能引發(fā)了一個(gè)新的地質(zhì)年代——人類世(Anthropocene)。

從1950年起的50年中，人口總數(shù)、風(fēng)化率、大氣中二氧化碳含量、全球氣溫和海平面都發(fā)生了異動(dòng)，與過(guò)去10000多年來(lái)的變化趨勢(shì)截然不同?？茖W(xué)家們認(rèn)為，人類造成的地質(zhì)變化，主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

1. 地質(zhì)沉積率的改變(Changes to Physical Sedimentation)

人類使得陸地上的侵蝕和風(fēng)化大大加速。直接的表現(xiàn)是農(nóng)業(yè)和各類建筑物，間接的表現(xiàn)是修建大壩改變河道。人類引發(fā)的風(fēng)化率比自然風(fēng)化率高出一個(gè)數(shù)量級(jí)。

2. 碳循環(huán)的波動(dòng)和氣溫變化(Carbon Cycle Perturbation and Temperature)

大氣中的二氧化碳含量在2005年是379ppm，比工業(yè)化時(shí)代前高出三分之一，是將近1000萬(wàn)年以來(lái)的最高值。即使是保守地預(yù)測(cè)，到21世紀(jì)末期，這個(gè)含量還將翻倍。大氣中的甲烷(Methane)含量已經(jīng)比工業(yè)革命前翻了一倍。變化速度之快前所未有。

全球氣溫的變化滯后于溫室氣體含量的變化。這可能與人類大量排放硫酸鹽有關(guān)。但是，20世紀(jì)氣溫的總體趨勢(shì)是在上升，并且在過(guò)去20年中開始加速。科學(xué)家們一致同意，二氧化碳的排放是主要原因。有預(yù)測(cè)說(shuō)，21世紀(jì)結(jié)束時(shí)的氣溫，將比現(xiàn)在高1.1 °C到6.4 °C。這將是6000萬(wàn)年以來(lái)的最高氣溫。

3. 生物的變化(Biotic Change)

人類造成了很多動(dòng)物和植物的滅絕。這個(gè)過(guò)程可能早在1萬(wàn)年前就開始了。并且，人類還造成大多數(shù)巨型動(dòng)物種群的消失。物種的加速滅絕和生物數(shù)量的下降，已經(jīng)從陸地蔓延到了海洋。這種生物種群的變化速度堪與冰河期來(lái)臨時(shí)相提并論。

預(yù)期中的氣溫上升，還將對(duì)許多生物的聚居地帶來(lái)毀滅性的變化。這種變化可能比上一個(gè)冰河期時(shí)更嚴(yán)重，因?yàn)槟菚r(shí)環(huán)境中沒(méi)有人類活動(dòng)，生物“逃生”的路線比現(xiàn)在大得多。

4. 海洋的變化(Ocean Changes)

從全新世開始前到工業(yè)革命前，海平面在1萬(wàn)多年中，大約上升了120米。上個(gè)世紀(jì)的海平面只有輕微的上升。有預(yù)測(cè)說(shuō)，到2100年，海平面將比現(xiàn)在上升0.19–0.58米。這個(gè)預(yù)測(cè)沒(méi)有考慮到近期地球的冰帶區(qū)域出現(xiàn)了加速融化的趨勢(shì)。在全新世早期，大量冰山崩塌曾經(jīng)引發(fā)海平面的快速上升?，F(xiàn)在預(yù)測(cè)只是一個(gè)短期預(yù)測(cè)，從長(zhǎng)期來(lái)看，當(dāng)達(dá)到新的均衡狀態(tài)時(shí)，可能氣溫每上升1度，海平面就將上升10-30米。

相比工業(yè)革命前，表層海水的PH值變小了0.1，這意味著海水變得更酸性了。這主要是因?yàn)槿祟惻欧哦趸肌Ｎ磥?lái)海水的酸性化趨勢(shì)，與二氧化碳排放密切相關(guān)。它的后果一方面是物理的(海洋底部碳沉積物的溶解)，另一方面是生物的(許多分泌碳來(lái)構(gòu)造自身骨架的生物，將無(wú)法成長(zhǎng))。這對(duì)海洋中的珊瑚礁和許多處在食物鏈底層的浮游生物都有巨大的影響。

人類世-示意圖

右邊的這張圖。橫軸代表了時(shí)間，一格就是1000年，右邊的原點(diǎn)是公元2000年。左邊的虛線代表了全新世。

人類世-影響意義

人類活動(dòng)已經(jīng)成為一種重要的地質(zhì)推動(dòng)力，在已經(jīng)持續(xù)了200年的人類世中，地球環(huán)境發(fā)生的許多重要變化無(wú)法與人的活動(dòng)分開，包括沉積物的腐蝕和類型發(fā)生巨變;碳循環(huán)出現(xiàn)大的波動(dòng);生物從開花時(shí)間到新遷徙類型均發(fā)生大規(guī)模改變;海洋酸性化，海洋中所含的碳酸氣比空氣中的高出50%，位于食物鏈底層的小型海洋生物生存受到威脅;等等。

如果說(shuō)我們這些普通人對(duì)這些生澀的科學(xué)術(shù)語(yǔ)所反映的事實(shí)很難有什么共鳴的話，那么，科學(xué)家提醒我們留意一下氣候的變化。因?yàn)榻裉?，全球變暖不只是科學(xué)家筆下單調(diào)的上升數(shù)字，而是人們不得不體驗(yàn)的實(shí)際過(guò)程。

在20世紀(jì)，地球表面的平均氣溫大約上升了0.6℃，全球氣候變暖導(dǎo)致地球上大部分地區(qū)的冰正在融化，南北極冰的面積在快速縮小，高山冰川不斷后退。按照目前的融化速度，就在21世紀(jì)，就在眼前，我們將看到北冰洋無(wú)冰的夏季，看到?jīng)]有積雪的乞力馬扎羅山。

科學(xué)家們警告說(shuō)，如果全球平均氣溫繼續(xù)上升，氣候變化可能導(dǎo)致地球主要的物理學(xué)基礎(chǔ)發(fā)生變化，并使地球進(jìn)入危險(xiǎn)狀態(tài)，將出現(xiàn)海平面大幅上漲、災(zāi)害天氣頻發(fā)等現(xiàn)象。前不久發(fā)生在我國(guó)南方的低溫雨雪冰凍災(zāi)害，以及世界其他地區(qū)的極端天氣，已經(jīng)讓人們見(jiàn)識(shí)了天氣的無(wú)常。

工業(yè)革命以來(lái)人類對(duì)環(huán)境的影響是巨大的，已經(jīng)達(dá)到了不容忽略的程度，“人類世”概念的提出，正是地質(zhì)學(xué)界對(duì)這一事實(shí)的應(yīng)對(duì)。

雖然“人類世”只是一個(gè)尚未得到公認(rèn)的地質(zhì)學(xué)概念，然而它的影響卻不會(huì)僅僅局限在地質(zhì)學(xué)內(nèi)部，因?yàn)樗婕傲爽F(xiàn)實(shí)的人與自然的關(guān)系。

當(dāng)?shù)弥祟惢顒?dòng)能夠在地球系統(tǒng)上打下明顯烙印的時(shí)候，我們也許會(huì)有一點(diǎn)自得，畢竟地球有史以來(lái)還沒(méi)有哪一個(gè)單獨(dú)的物種能夠做到這點(diǎn)?？墒且赖厍蚴且粋€(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，各因素之間的相互作用在時(shí)間和空間上都是無(wú)比精妙的，我們對(duì)地球系統(tǒng)施加的影響必將反過(guò)來(lái)作用于我們，更何況這種影響本身就對(duì)人類自身不利。根據(jù)IPCC 2007年的評(píng)估報(bào)告，在現(xiàn)存各種不同的經(jīng)濟(jì)社會(huì)模式照舊運(yùn)行的前提下，未來(lái)50~100年，全球氣候仍將繼續(xù)向變暖的方向發(fā)展，預(yù)計(jì)到本世紀(jì)末，全球地表的平均增溫1.1℃~6.4℃，海平面相應(yīng)上升0.18~0.59米。這種增溫如果持續(xù)千年，將會(huì)造成最大幅度達(dá)7米的海平面的上升。

“人類世”的提出給了人類一個(gè)警示，也給了一個(gè)機(jī)會(huì)。過(guò)去人們?cè)跓o(wú)知的狀態(tài)下影響環(huán)境，未來(lái)人們將會(huì)在清醒的狀態(tài)下控制和引導(dǎo)自己的行為，通過(guò)溫室氣體減排等措施，阻止氣候繼續(xù)變暖的趨勢(shì)，努力維系地球億萬(wàn)年才進(jìn)化出的這個(gè)剛好適于人類生活居住的環(huán)境，避免自毀家園。