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據(jù)《自然》雜志5月21日?qǐng)?bào)道，國(guó)際地層委員會(huì)第四紀(jì)地層分會(huì)下屬的權(quán)威科學(xué)小組“人類世工作小組” 近日投票決定，認(rèn)可地球已進(jìn)入一個(gè)全新的地質(zhì)年代——人類世。該工作小組計(jì)劃于2021年向國(guó)際地層委員會(huì)提交正式提議。如果通過(guò)，地理課本將會(huì)改寫(xiě)。

人類世的概念是怎么來(lái)的

為了研究地球和巖石圈的演變，其研究對(duì)象地球從誕生至今的時(shí)間，將之稱為地質(zhì)時(shí)代。地質(zhì)學(xué)家將地質(zhì)時(shí)代分為隱生宙和顯生宙，顧名思義隱生宙沒(méi)有可靠化石或肉眼可識(shí)別化石證明生命存在，顯生宙則有存世的化石證明存在。宙（eon）下還有代（era）、紀(jì)（preiod）、世（epoich）和期（age），如我們比較熟悉的電影《侏羅紀(jì)公園》的侏羅紀(jì)詳細(xì)的說(shuō)就是顯生宙中生代侏羅紀(jì)。與之類似，人類世，被定義為人類行為作為一種地質(zhì)營(yíng)力，首次在全球尺度下在物理、化學(xué)和生物的自然演變中同步出現(xiàn)了決定性的影響開(kāi)始的時(shí)代。（The first appearance of a clear synchronous signal of the transformative influence of humans on key physical, chemical, and biological processes at the planetary scale.）

在現(xiàn)在的大家使用的的“人類世”（Anthropocene）出現(xiàn)前，早在1873年，意大利地質(zhì)學(xué)家Antonio Stoppani就提到了Anthropozoic Era（人類代）的概念。此后，蘇聯(lián)地球化學(xué)家弗拉基米爾·維爾納斯基（Vladimir Vernadsky），則正式提出了“人類紀(jì)”的概念，并將其定義為從人類出現(xiàn)至今的地質(zhì)歷史時(shí)期。在維爾納斯基的推廣下，特別是因?yàn)槠錇蹩颂m科學(xué)院創(chuàng)始人的身份，在上世紀(jì)60年代，蘇聯(lián)將“人類紀(jì)”作為正式的地質(zhì)年代單位，等同與于現(xiàn)在通用的“第四紀(jì)”。個(gè)人認(rèn)為這個(gè)名字是優(yōu)于現(xiàn)行使用的第四紀(jì)名稱的，因?yàn)閮H僅通過(guò)字面意思，你就可以聯(lián)想到這個(gè)地質(zhì)年代的特點(diǎn)，而第四紀(jì)則需要追尋另一個(gè)歷史。

為什么確定人類世會(huì)有很大的爭(zhēng)議

當(dāng)下被大家認(rèn)同的“人類世”概念，則是由大氣學(xué)家保羅·克魯岑（Paul Crutzen）和生態(tài)學(xué)家尤金·斯托莫（Eugene Stoermer）于2000年在《全球氣候變化通訊》（Global Change Newsletter）期刊中，以《人類世》（Anthropocene）為題提到的，用以表示人類作為一種地質(zhì)營(yíng)力深刻改變了全球的面貌。

△1850年起CO₂、CH₄、N₂O、 SO₃及硫酸根離子和碳氮氧同位素在大氣（冰心）中的含量的變化曲線（圖片來(lái)源：Waters, C N. et al. 2018. How to date natural archives of the Anthropocene. Geology Today, 34(5):182-187.）

保羅和他的團(tuán)隊(duì)在國(guó)際地圈-生物圈計(jì)劃（IGBP）中，對(duì)南極洲和格陵蘭島冰川冰芯中CO₂和CH₄等溫室氣體進(jìn)行分析，得出這些常見(jiàn)的溫室氣體從十八世紀(jì)末工業(yè)革命開(kāi)始后逐漸提高，相應(yīng)的同位素的比例卻降低，說(shuō)明大量的化石燃料消耗造成大氣成分變化的主因，并提議以此為起點(diǎn)作為人類世的開(kāi)端。

正就像我們前面所講的，人類世的概念更多是由人類學(xué)、氣象氣候?qū)W以及環(huán)境學(xué)等學(xué)科的科研人員所使用，其研究?jī)?nèi)容在時(shí)間跨度上不超過(guò)人類文明史，更確切的是自工業(yè)革命后這二百年來(lái)甚至更短時(shí)間內(nèi)的地球變化。雖然這些學(xué)科也屬于廣義上的地球科學(xué)，但對(duì)地球時(shí)代的劃分通常是由地質(zhì)學(xué)中的地層學(xué)分支來(lái)確定的，問(wèn)題的關(guān)鍵是人類世這個(gè)概念已經(jīng)逐漸被大家接受和認(rèn)同，這顯然已經(jīng)觸碰到地層學(xué)這一學(xué)科研究人員在這一領(lǐng)域的權(quán)威性。

△國(guó)際地層委員會(huì)最新發(fā)布的距今270萬(wàn)年（第四系）地質(zhì)年代表，按照嚴(yán)格的時(shí)間比例此后，全新世也只占據(jù)了非常小的一層（國(guó)際地層學(xué)會(huì)官網(wǎng)）

要知道在不久之前，國(guó)際地層學(xué)會(huì)才剛剛對(duì)全新世進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)分，與我們最近的時(shí)代分界點(diǎn)是距今4200年的梅加拉亞期（Meghalayan）與北格瑞佩恩期（Northgrippian）的分界，通過(guò)印度梅加拉亞地區(qū)獲得的一根石筍確定并設(shè)立為正式的地質(zhì)年代單位。

△來(lái)自Mawmluh洞穴確定梅加拉亞期的石筍縱剖面（圖片素材：Walker, M. J. C. , Berkelhammer, M. , Bj?Rck, S. , Cwynar, L. C. , Fisher, D. A. , & Long, A. J. , et al. (2012). Formal subdivision of the holocene series/epoch: a discussion paper by a working group of intimate (integration of ice-core, marine and terrestrial records) and the subcommission on quaternary stratigraphy (international commission on stratigraphy). Journal of Quaternary Science, aop(aop).編者重新構(gòu)圖）

國(guó)際地層學(xué)會(huì)第四紀(jì)工作組對(duì)于梅加拉亞GSSP（Global Boundary Stratotype Section and Point）的最終投票確認(rèn)數(shù)據(jù)也要比這一次對(duì)于人類世相關(guān)概念的確認(rèn)要好得多，在最終獲取的16票中15票贊成，一票棄權(quán)；而2019年5月21日國(guó)際地層學(xué)會(huì)再次對(duì)人類世相關(guān)議題進(jìn)行投票，其中第一項(xiàng)為人類世的確認(rèn)是否依舊需要GSSP（金釘子）明確對(duì)時(shí)代劃分，第二項(xiàng)則是把時(shí)代的起點(diǎn)定為20世紀(jì)中期，雖然結(jié)果滿足了60%以上的贊同，但兩次對(duì)議題的投票依然出現(xiàn)了4張反對(duì)票，可見(jiàn)反對(duì)和質(zhì)疑的聲音仍然不少。

定義人類世我們還有多少工作要做

像前面所說(shuō)的，人類世這一概念使用的時(shí)間界限因不同行業(yè)有所區(qū)別，比如人類學(xué)中人類世定義的起點(diǎn)比較早，一般認(rèn)為是從生產(chǎn)力已經(jīng)起步的公元前2000年起的古代文明，因?yàn)閺哪莻€(gè)時(shí)間段留下了比較多的古代遺跡；生態(tài)學(xué)家和氣候?qū)W家一般認(rèn)為其是從工業(yè)革命開(kāi)始，因?yàn)閺哪莻€(gè)時(shí)間起人類對(duì)于生態(tài)的影響開(kāi)始顯現(xiàn)，物種滅絕速度開(kāi)始變大，氣候變化受人類影響增大，大氣溫室氣體比例升高。但如果想要其成為正式的地質(zhì)年代，需要滿足兩個(gè)基本條件：一是形成的地層中產(chǎn)生的“地質(zhì)信號(hào)”必須非常大，清晰和獨(dú)特；二是已收集到證據(jù)足夠證明這種現(xiàn)象不是孤例而是廣泛存在。這也是為什么國(guó)際地層委員會(huì)會(huì)議中兩項(xiàng)議題中第一個(gè)議題的核心，使用GSSP就意味著滿足上述兩個(gè)條件，第二個(gè)議題就是統(tǒng)一人類世的開(kāi)端，為尋找金釘子設(shè)置限制條件。最終將人類世的開(kāi)始界限定為二十世紀(jì)中葉，其目的是以地球開(kāi)始核實(shí)驗(yàn)為起點(diǎn)。

類似的例子是新生代的開(kāi)端：長(zhǎng)久以來(lái)，對(duì)于白堊紀(jì)末生物大滅絕的成因（可以簡(jiǎn)單看為恐龍是怎么消失的）一直有著巨大的爭(zhēng)議，各種觀點(diǎn)眾說(shuō)紛紜，但一直都沒(méi)有找到令人信服的證據(jù)，直到上世紀(jì)70年代中期，美國(guó)地質(zhì)學(xué)家沃爾特·阿爾瓦雷斯（Walter Alvarez）研究地磁反轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機(jī)。

地磁反轉(zhuǎn)現(xiàn)象屬于當(dāng)時(shí)的研究熱點(diǎn)，沃爾特在對(duì)意大利古比奧地層剖面進(jìn)行研究時(shí)，發(fā)現(xiàn)白堊紀(jì)和第三紀(jì)界線上有一層厚約1厘米的幾乎不含化石的黏土層，而且這一層分布極為廣泛；雖然厚度只有一厘米厚度，但是由于這一層恰好在中生代和新生代的交界處，恐龍?jiān)诖藭r(shí)間段后迅速消失，放棄對(duì)其的研究顯然不會(huì)讓沃爾特心甘情愿，所以他向自己的父親路易斯·阿爾瓦雷斯（Luis Alvarez）發(fā)出了求助；講道理，如果沒(méi)有一位貴為諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主的父親，我們想象不到這對(duì)一名科研人員幫助有多大！在父親的幫助下，他對(duì)地質(zhì)樣品的檢測(cè)手段遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了當(dāng)時(shí)地質(zhì)學(xué)的學(xué)科研究的水平，最終在微量元素檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)樣品中銥含量異常：銥元素在地球表面的含量很低，因?yàn)槠溆H鐵性，會(huì)在地球形成的早期被裹挾到地核。在地表的銥元素一般來(lái)源是宇宙塵埃，在沉積物中銥元素的含量大致在0.3PPB（十億分率）的水平，而沃爾特所測(cè)定黏土樣品中所含的銥元素則最高達(dá)到了445PPB，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出背景值。此后丹麥、西班牙、新西蘭、北美等地相同層位的樣品經(jīng)測(cè)定發(fā)現(xiàn)這個(gè)規(guī)律依然適用。

△銥元素在樣品中的含量變化區(qū)間曲線，（圖片素材來(lái)源Alvarez, L. W. , Alvarez, W. , Asaro, F. , & Michel, H. V. . (1980). Extraterrestrial cause for the cretaceous-tertiary extinction. Science, 208(4448), 1095-1108.）

沃爾特根據(jù)這個(gè)事實(shí)，認(rèn)為地球曾經(jīng)被小行星撞擊過(guò)，才會(huì)形成這樣一層銥含量如此高的粘土層，并引發(fā)了全球性氣候變化，導(dǎo)致恐龍滅絕：這顆直徑約10千米的小行星撞擊地球后產(chǎn)生巨大的沖擊波，碎片與塵埃遮天蔽日，大規(guī)模的地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)集中爆發(fā)，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生巨大的影響，地球歷史上的第五次大滅絕開(kāi)始了。這一理論在學(xué)術(shù)界掀起了軒然大波，在此之前，對(duì)于恐龍滅絕的假說(shuō)基本上都是漸變論，而沃爾特的沖擊假說(shuō)再次刷新了人類對(duì)于生物進(jìn)化的認(rèn)識(shí)，以至于很多學(xué)者批評(píng)其嘩眾取寵，但此后災(zāi)變論登上學(xué)術(shù)舞臺(tái)。在最近的一項(xiàng)研究中，證實(shí)了沃爾特小行星撞擊地球的假設(shè)，研究者不僅找到了當(dāng)時(shí)小行星的撞擊地點(diǎn)，而且還在一些魚(yú)類化石的口腔中找到?jīng)_擊石英，這種石英只有在極高的溫度和壓力下才能產(chǎn)生，除了小行星撞擊地球外，那么，我想唯一能想到的解釋就是當(dāng)時(shí)我們?cè)獾搅送庑侨说暮藦椆簦詻_擊事件導(dǎo)致恐龍滅絕的假說(shuō)基本上是實(shí)錘。

△通過(guò)CT掃描顯示在鱘魚(yú)體內(nèi)鰓附近的微玻璃隕石（圖片來(lái)源：DePalma, Robert A. ; Smit, Jan ; Burnham, David ; Kuiper, Klaudia ; Manning, Phillip ; Oleinik, Anton ; Larson, Peter ; Maurrasse, Florentin ; Vellekoop, Johan ; Richards, Mark A ; Gurche, Loren ; Alvarez, Walter. / A seismically induced onshore surge deposit at the KPg boundary, North Dakota. In: Proceedings of the National Academy of Sciences. 2019 ; Vol. 116, No. 14. pp. 1-10.）

按照白堊-古近系（Cretaceous–Paleogene）界線分界的經(jīng)驗(yàn)，在投票中的第二議題中時(shí)代的起點(diǎn)定在二十世紀(jì)中葉，準(zhǔn)確時(shí)間應(yīng)該是在1945年前后，將沉積物中出現(xiàn)核試驗(yàn)放射性物質(zhì)開(kāi)始作為地層分界的起點(diǎn)，其原理與K–Pg界線相似，銥含量快速增高代表小行星沖擊時(shí)間發(fā)生的開(kāi)始，峰值只是代表因沖擊事件揚(yáng)起的塵埃沉降速度在某個(gè)時(shí)間段達(dá)到最快。如下圖所示，不出意外，國(guó)際地層學(xué)會(huì)最終將把左側(cè)縱軸（1945年）處作為全新世-人類世的界線。不僅如此，作為人類歷史上第一次核試驗(yàn)的美國(guó)阿拉莫戈多沙漠試驗(yàn)場(chǎng)，相信在此次GSSP的提交和選定上具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。

△各類放射性元素在1945年后的濃度變化曲線，圖片來(lái)源Waters, C N. et al. 2018. How to date natural archives of the Anthropocene. Geology Today, 34(5):182-187.

確定人類世對(duì)我們有什么意義

目前非正式術(shù)語(yǔ)“人類世”已被證明對(duì)氣候?qū)W、生態(tài)學(xué)、人類學(xué)等研究領(lǐng)域非常有用，其概念只是為了說(shuō)明在影響氣候，生態(tài)等演變中人類扮演的角色越來(lái)越重要。但在傳統(tǒng)的地質(zhì)學(xué)中，不同的地質(zhì)時(shí)期一般是需要對(duì)應(yīng)的地層學(xué)證據(jù)的，包括巖性巖相分層特征，生物遺跡、理化性質(zhì)等，但如果不是使用利用結(jié)果推過(guò)程的方法，國(guó)際地層學(xué)會(huì)定義的人類世的地層學(xué)證據(jù)太難找。

通俗的講就是不同地質(zhì)時(shí)期的地層樣子都不大一樣，就像人類雖然樣子長(zhǎng)的各不相同，但不同年齡段都會(huì)有自己的特征，雖然會(huì)有特例，但大體如此，但將人類世作為一個(gè)地質(zhì)時(shí)代本身是沒(méi)問(wèn)題的，你可以看作是把化妝作為一個(gè)年齡段的特征，也OK，因?yàn)槿酥挥械揭欢挲g才開(kāi)始化妝，但是單純將某一年作為人類世的開(kāi)始，這個(gè)行為就像把某種斬男妝作為一個(gè)年齡段的分界點(diǎn)，可能是25歲的青年女性會(huì)畫(huà)（假設(shè)女性18歲開(kāi)始畫(huà)，這種畫(huà)法最初是7年前開(kāi)始有第一個(gè)人嘗試的），但以此作為女性年齡的分界線，完全沒(méi)有太大意義，難道是這個(gè)年齡是進(jìn)入恐婚的分界線？（大誤）。

實(shí)際上僅就對(duì)地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域所研究的內(nèi)容來(lái)說(shuō)，對(duì)于人類世的需求和意義并不是很大，因?yàn)殍b定這些沉積雖然不難，但沉積厚度過(guò)薄，在縱向深度上研究意義不大。積極的理解角度去想，地質(zhì)學(xué)研究對(duì)象的研究范圍可能會(huì)因人類世的確定而擴(kuò)大，甚至?xí)行碌慕徊鎸W(xué)科誕生，而長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)于人類世（Anthropocene）這一概念的模糊不清的情況將會(huì)告一段落，但由此決定的概念究竟會(huì)不會(huì)被更多研究人員所接受，目前尚不明朗。

就短期來(lái)看，增添一個(gè)更精細(xì)尺度的分層，對(duì)傳統(tǒng)地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生多大影響，甚至不及地球化學(xué)元素分布的研究更有意義，但超精細(xì)尺度的縱向研究在地球化學(xué)元素演變上，有著一定意義，但這些數(shù)據(jù)的最終有效性還需要更多的研究和驗(yàn)證。

最后還要說(shuō)一下，上一次按照這種方法劃分時(shí)代剛好是白堊紀(jì)末生物大滅絕，而這一次再次使用這種方法剛好是很多地球科學(xué)、生命科學(xué)等領(lǐng)域研究人員預(yù)言的第六次大滅絕，總有那么一絲不祥的感覺(jué)。