人类在地球岩石上留下了不成逆转的印记

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地质学家们正在安大概南部克劳福德湖的堆积物中寻觅一种标记。例如原枪弹的喷射性沉降物，以便在地质记载中定义人类世的开始。
撰文：ANDREW CURRY
上个月的一个晚上，在柏林市核心的一座讲台上，Jens Zinke从通明塑料套筒中滑出一块红色的平板。后来，它看起来像一块聚苯乙烯泡沫塑料，外表有一个铅笔大小的沟槽。但子细视察发现，这块板像岩石同样坚固：它是弗林德斯礁（Flinders Reef）上切上去的一块珊瑚。弗林德斯礁是澳大利亚东海岸大约150英里外的一个挺拔的海底岩层。
弗林德斯是能够维护原始天然的僻静之地。英国莱斯特大学的古气象学家Zinke说，左近地域“没有遭到人类影响——如游览、农业径流和工业净化等”。
因此该珊瑚礁多是一个现实地标，来证实人类正在改动地球，人类的影响规模不局限于地域内，而是寰球性的，并且在地质上也形成了短暂的影响。自第二次世界大战以来，世界人口疾速增长，工业和农业流动大幅增多，令人类影响进入到了“大提速”模式。
一些钻研人员以为，地球的零碎性变动深远，咱们曾经进入了一个新的地质时期。在过来的十二000年摆布的时间里，地球阅历了更新世冰河时期和和煦不乱的全新世，发生了人类文化，而如今，咱们发明了“人类世”。
假如是这样，那末地质学家就需求一种办法来肯定它的详细发源。Zinke和此外几十名迷信家在德国首都柏林的一个会议上会萃，独特探讨了世界各地可能标记着人类世起头的遗址。
“地质记载中人类世是实在存在的吗?”这个问题的谜底是确定的，”斯坦福大学碧玉岭生物维护区（Jasper Ridge Biological Preserve）的生物学家Anthony Barnosk表现。“下一步是：找到一个过渡点，以及它开始的时间，并寻觅一个寰球同步的标志，这个标志将永久存在于岩石中。”
弗林德斯礁是十几个候选者之一，那里的珊瑚每一年大约成长1厘米。在从淡水中捕捉化学物资的过程当中，迷信家失掉了准确的化学变动记载。Zinke从珊瑚上取下样本，用X射线投射出珊瑚的年成长线——就像树木的年轮，但肉眼看不见——能够准确地肯定珊瑚的年代。他从弗林德斯礁收集的样本能够追溯到1710年，距今300多年。
在这段时间里，珊瑚的化学成份变动不大。但从1957年开始，监测捕获到，在弗林德斯礁的岩心钚和喷射性碳等喷射性同位素有急剧减少，这是因为1963年寰球禁令失效前曾进行高空原子实验。在珊瑚上也检测出了更多的盐和氮。
Zinke说：“这所有都显示了人类对地球的影响。”
“金钉子”荣誉
为了在地质时间尺度上定义一个新阶段的开始，地质学家使用被称为“寰球界-限层型剖面和点位”（gsps）的标志，又称“金钉子”。这个标志既是概念上的，也是物理上的：钻研人员会寻觅世界各地阿谁时代遗址的独特特点，而后在一个容易识别特点之处加之一个物理标志——更多是“铜钉”，而不是真实的“金钉子”。（冰也有多是“金钉子”，只不外在这类状况下，样品需求放在冰箱里。）
通常，探索地质机密的症结特点是化石，但化石纷歧定是最著名的特点。侏罗纪时代最著名的是梁龙、剑龙和其余恐龙，但侏罗纪时代开始是由一种特殊的陆地软体植物的迅速蔓延来定义的，名为Psiloceras spelae。柏林会议的组织者之一、地质学家Colin Waters说：“大少数钻研都集中在一个次要标记上——某个化石及其外观，或者某个生化标记。”
获取“金钉子”资历并不是易事。每个地质界限只要一个“金钉子”，这一选择要通过长达数年的审查进程。名为“人类世任务组（AWG）”的专家委员会曾经为此任务了十多年。
在肯定了20世纪50年代是人类世最有可能的终点之后，AWG成员开始寻觅一个可以捕获到什物证据的地点。从弗林德斯礁、到日本别府湾，再到南极冰盖，十几个“竞争者”很快浮出水面。在柏林的会议上，每个地点的钻研后果都失掉了具体的展现，这给了钻研人员一个对比证据的时机。“这是一切这些候选地点的表态首秀，”Barnosky说。
在接上去的几个月里，钻研人员将子细钻研采集的数据。到往年年底，他们会选择一个地点，而且这一选择将必需失掉更大的地质学家集团——国内地层学委员会的批准，该委员会自身就是国内地质迷信同盟的一部份。按照规定，人类世的“金钉子”必需位于其余迷信家能够去视察、重复取样并失掉相反后果之处——只管可能包罗珊瑚或冰芯。
堆积物中的炸弹痕迹
在柏林会议上，一个接一个的讲演讲述了一个相似的故事：无论是南极冰芯，加州的泥浆仍是澳大利亚珊瑚，在20世纪50年代产生了微小变动——自那当前的几十年里，这类变动还在持续。“这不是繁多的证据，”伦敦大学学院的地舆学家Simon Turner说。“少量数据显示，人类在环境中的流动正在减速。”
德国波罗的海莱布尼茨钻研所的钻研员Jerome Kaiser从间隔德国海岸几百千米的波罗的海海底提掏出了一个45.7厘米长的虎纹堆积物岩心。与南极不同，波罗的海地域人口泛滥——8500万人糊口在这片海域的集水区。波罗的海深处大部份是无氧的运动环境，所以积淀物微微地积淀究竟部，便流入陆地。Kaiser捕获到了150年前的海底泥浆。
Kaiser指着核心上方的一个中央说，1956年摆布，状况开始真正产生变动。薄薄的一层泥里开始囊括世界各地变动的残留物：边远的太平洋核弹实验发生的喷射性钚和镅，有鸩杀虫剂DDT，以及二战后燃煤电厂分散发生的更高程度的煤烟颗粒，这些净化物都排入淡水，并逐步沉降在泥里。
虽然许多这样的目标只能在显微镜下或经过检测特定的化学残留物来检测，但有一个变动要更显著。Kaiser说，在战后时代，欧洲农民大范围使用人工肥料，数十条河流将富养分化的土壤间接冲进波罗的海，这些养分物资增进了藻类和其余陆地动物的数量。这类变动十分显著：跟着更多无机物的泛起，堆积物的色彩忽然产生了变动，从灰色变为了深棕色。
Kaiser说：“20世纪50年代中期泛起了一个肉眼可见的显著转变。”“你真的能够说，‘人类世从这里就开始了。’”
一些“金钉子”候选者受人类影响迹象更显著。在鸟瞰旧金山湾的山丘上，一个简直彻底淤积的湖泊保留了130年来每一年堆积的淤泥，每层明晰的厚度约为2.54厘米。它被称为西尔斯维尔水库，是1892年一个水坝工程创立的人工湖，当初是斯坦福大学碧玉岭生物维护区（Jasper Ridge Biological Preserve）的一部份。
“这是人类流动发明的地质记载，”斯坦福大学古生物学家Allison Stegner说。

迷信家从另外一个可能成为人类世“金钉子”之处采集堆积物芯：加州的西尔斯维尔水库。这是一集体工湖，厚厚的淤泥层正缓缓淤积起来。
摄影：Elizabeth Hadly

西尔斯维尔的泥浆记载了本地和寰球变动的：该地捕捉了从太平洋吹来的化学物资。
摄影：Allison Stegner
每一年，西尔斯维尔的泥浆都会捕获到减速人类世开展过程的典型物资。例如，从20世纪30年代开始，跟着其余净化物如汞的泛起，泛起了更多的球状碳质颗粒——这是发电厂和工厂烟囱排放的细颗粒烟尘的专业术语。世界各地减少使用含铅汽油也会致使铅的减少。Stegner说：“咱们看到了寰球规模内微小的减速信号。”（20世纪70年代，含铅气体开始被逐渐淘汰后，铅程度降落了。）
西尔斯维尔和弗林德斯礁同样，有个特别显著的标记，就是核弹爆炸惹起的辐射激增，从20世纪40年代开始，到1963年达到高峰。
Stegner说：“喷射性核素与地球上首要事物的变动是统一的，有一个特定的开始和峰值，而且平均地散布在地球上，Stegner说”。“变动的缘故是甚么其实不首要，咱们只是在寻觅同时存在的货色。”
甚么是可逆的，甚么是不成逆的？
在和煦的春日阳光下，喝着咖啡吃着素食午饭，AWG的成员们统一以为，寻觅人类世起头的任务推动速度可能会使人懊丧。人类流动曾经开始了一场耐久的转变，而接上去会产生甚么还不分明。斯坦福大先生物学家Elizabeth Hadly说：“这类改动是不成逆的。”“状况比拟之前会有所不同，过渡也非常艰巨。”
只管如斯，会议上仍是有些人持有乐观态度。咱们从前以为不太可能之处看到了但愿——好比南极半岛冰原，英国钻研人员在那里采集了几个世纪前的冰川冰。这个地点间隔比来的调查站400多千米，只能经过配备滑雪板的双水獭（Twin Otter）飞机抵达。
20十二年，一组钻研人员向公开钻探了133米，将冰块按一米长联系开，并将它们装进几十个纸板箱中，带回钻研站。它们通过漫长的海上飞行抵达了英国的试验室，将冰装在一个冷冻至零下25?C的集装箱里——这以温度与南极半岛的温度差未几。从1621年开始，冰芯保留了四个世纪以来每一年的降雪，以及夹在雪中的气泡。
在会议的次日，英国南极考察局的迷信家Liz Thomas下台展现了冰芯的数据。为了进行剖析将冰消融时，这些气泡在试验室里收回噼里啪里的响声，钻研人员就此发现了冰中封存的甲烷，这是一种比二氧化碳强80倍的温室气体。这类气体在1800年开始回升，在20世纪中期急剧回升，反应了寰球工业和农业的扩大。油井、稻田、就连奶牛打嗝都会释放出这类气体。
Thomas说：“在20世纪50年代到70年代之间，甲烷浓度的降低速度是过来1000年间的100倍。”
对Thomas来讲，丈量出少量甲烷其实是个充溢但愿的信号。与二氧化碳不同，甲烷在大气中会在大约十年后散失。Thomas说：“假如开始改动土地使用和农业运作形式，甲烷浓度就会迅速降落，而二氧化碳的继续时间更长。”“这就是为何，假如咱们住手食用牛肉，就可能能够改动场面。”
换句话说，无论“金钉子”在地质记载上标志了甚么变动——现代软体植物的繁衍，炸弹实验的喷射性同位素，或者燃煤电厂的烟尘——它们都是永恒不变的了。但当初为“大提速”踩刹车还为时不晚。
Thomas说：“我耽心，假如咱们说‘曾经抵达了一个新的时期’，人们就会以为，侵害曾经形成，不成逆转，不如保持吧”。“但其实咱们依然能够做出踊跃的改动。”
（译者：张淏然）