原子弹和油气依赖或预示地球新时代

晋楠

2016年08月31日  来源：《中国科学报》

　　1951年开始在土壤中发现的来自原子能武器测试的钚，可以作为人类世的标志。

　　第二次世界大战结束后，随着原子弹热潮冷却，人类对煤炭和石油的渴望已经发展到完全“成瘾”的地步，地球随之进入了人类世——人类造成的环境效应在全球沉积层留下标记的一个新地质时期。这是人类世工作组的主要结论，该工作组的研究人员在过去7年默默研究了这个流行词汇是否应被提交为地质时期上的一个正式跨度。

　　经过8月份的计数投票，该工作组已经决定提议将20世纪40年代末期和50年代早期的战后繁荣作为人类世的开端。该工作组将向监管地质年代的机构——国际地层委员会（ICS）提出申请，将人类世认证为一个时代的系列地层，就像在此之前的全新世和更新世那样。人类世工作组秘书长、英国地质调查局地质学家Colin Waters近日将在南非开普敦举行的国际地质学大会上公布该工作组的建议。

　　该工作组将不会递交一份正式的提议。要这样做，它必须收集全球沉积层的大量岩芯，证明它们含有地质化学轨迹上的明显转折，这样的轨迹很可能会成为岩石记录的永久部分，而这一转折时期的最佳岩芯标本将被看作是标志着人类世开始的“金钉子”。这些岩芯可能来自于湖床、海底、冰盖，乃至珊瑚或树轮。但是它们必须具备“高加速度”的特征：即二战后化石能源燃烧迅速崛起，英国莱斯特大学地质学家、该工作组召集人Jan Zalasiewicz说：“我们打算开始行动，动手实践，探查那些能够正式提议作为金钉子的地层。”

　　因为人类世的提议面临地层学家的深度质疑，所以这些地层将需要各种极为丰富的标签。“ICS的投票者将会以批判的眼光看待这些东西。”ICS主席、美国加州大学长滩分校地质学家Stan Finney说。

　　他和其他地层学家怀疑，他们的标准可能适用于沉积数十年的淤泥和泥沙，而不适用于记录更古老地层分界的固体岩石。他们质疑人类世在沉积岩中探寻连贯年代学特征的科学价值。一些人则排斥其他领域的专家如气候学家在推动这一提议中的角色，认为它是一份政治性的声明。

　　为此，一些地层学家担心，如果ICS反对人类世的提法，他们可能会陷入泥沼。“我感觉就像海啸掀起的滔天巨浪冲向一座小小的灯塔。”Finney说。剑桥大学地层学家、该工作组成员Phil Gibbard对该提议持反对态度，他很担心提议会被ICS强烈反对。“我们非常紧张。”他说。

　　该工作组由35名地质学家、气候学家、考古学家以及其他领域的专家组成，他们考虑了人类世不同的时间开端。一些人投票支持人类世应从7000年前开始，当时人类开始将森林大规模变为牧场和耕地，可能导致二氧化碳急剧增长；一些人支持将起点定为3000年前，当时冶炼污染了大地；一些人则投票认为时间应该定得更近一些，即1610年，当时来自新世界的花粉被带到欧洲；还有人认为应该是19世纪初，工业革命开始之时。但是绝大多数投票都支持“高加速度”。

　　该团队将人类世的开端定为距今如此近的时间，这让弗吉尼亚大学环境科学家、名誉教授Bill Ruddiman感到沮丧。“将这个词汇正式确定为单一的时间点是错误的。”他说，“尤其是这一时间错过了地球表面大多数重要的过渡期。”很多考古学家也支持距今7000年的提法，当时早期人类开始改变地表特征。但是工作组在寻找全球性的标签，即人类导致的变化可能对岩石记录产生的影响，而不是人类对某一地区地表的首个影响。

　　在今年年初发表于《科学》的一篇文章中，该工作组强调了最有可能的代表物。如20世纪50年代大规模使用的材料如塑料和元素铝是主要目标。来自大气层核试验的钚于1951年首次在地面被发现，将会在未来10万年内存在于全球沉积层，然后衰变为铀，并进一步衰变为铅。但是最新研究表明最具可能性的代表物或存在于全世界71个湖床中，即20世纪50年代来自于煤炭和石油高温燃烧的粉煤灰残渣中的“金钉子”。“这是永久的信号。”Waters说，“这些粒子不会衰变。”他补充说，这些灰与人类活动导致二氧化碳增加有直接关系，这在一开始引发了人类世的概念。

　　但到今年为止，该工作组尚未找到一颗真正的金钉子。但他们依然支持给人类世的开端下定义，地层学家仅将这种方法用于前寒武纪（超过5.4亿年前）时段内的时间单位，因为当时很难发现岩石中的分界信息。但是包括Finney在内的若干ICS成员明确指出，若想人类世开端获得批准，必须找到一颗金钉子。

　　该工作组当前的提议并没有让他满意。但是Waters希望，ICS可以根据事情本身的特点，对他们选择的金钉子作出考虑。“因为它很薄、持续时间很短，而且它可以说范围相当大，这是最重要的。”他说。（晋楠）