地球进入“人类世”?划分地质年代的依据是什么?

  今天(6.5)是世界环境日。

  世界环境日的确立反映了世界各国人民对环境问题的认识和态度,表达了人类对美好环境的向往和追求。

  我们都知道地球已经有将近 46 亿年的历史了,而人类的历史只有几百万年,人类文明更是只有几千年的历史,可以说只相当于地球历史的一瞬间。然而这“一瞬间”却已经对地球环境造成了巨大的影响。

  近日,“人类世工作组”(AWG)根据第一颗原子弹爆炸所遗留在地层中的放射性物质,提出从 20 世纪中叶开始,地球就已经进入了新纪元——人类世。

  啥?“人类世”是什么鬼?


截屏来源:科技日报

  顾名思义,“人类世”就是人类活动对气候和生态系统造成全球性的影响,并留下地质记录的一段时间。一旦人类世确立,这将成为自全新世以来最年轻的一个地质时代,人类也将为地球史书书写新的一页。

  大会上,科学家们经激烈争论,仍有四名 AWG 成员反对这一地质时代划分,他们认为人类对地球的影响是渐进性的,不应仅根据放射性核素来命名一个新世代。那么,科学家们划分地质年代的依据什么?人类世的确立又将对人类发展有何影响? 

  回顾地球 46 亿年的历史,已有无数的书写者登上这个舞台。当我们翻阅这本地球史书时,年代地层单位(空间)宇、界、系、统、阶是史书的书页。地质年代单位(时间)宙、代、纪、世、期是我们翻阅的时间,它们都是一一对应的。而全球年代地层单位界线剖面和点位(金钉子 GSSP)则是区分两个时代的页码。

  地球,这本巨厚史书大致可分为两册:隐生宙(冥古宙、太古宙、元古宙的统称)和显生宙。隐生宙混沌初开,是神秘的生命诞生史,除了 26 亿年前的大氧化事件和 6 亿年前的埃迪卡拉动物群(震旦纪)为这个时代画上浓墨重彩的一笔,其他时刻生命几乎无迹可寻。

  而显生宙可谓丰富多彩,由三个部分(古生代、中生代、新生代)和十一个章节(纪)组成,每个章节又可分为多个小节(世)。

  在显生宙的三个部分中,最为人所知的莫过于中生代了。这个时期以恐龙为代表的爬行动物空前繁盛,裸子植物占领着植物王国,燕山运动与印支运动不断塑造地球表面,大气含氧量高达新生代的数倍,这样的情景一直持续到白垩纪末期。

  突然,一场地外事件为这丰富的一篇划上了句号,中生代的霸主恐龙全部灭绝。在地质学家翻阅白垩纪末期的地层史书时,发现了一个的重要符号——铱(陨石的重要成分),其含量在地层上比其他任何时期高若干倍至 30 倍。就这样,陨石与地球相撞,爬行动物的章节被翻篇了,哺乳动物上场了。


恐龙是中生代的霸主(图源:51MIZ.COM)

  看到这里,我们可能会想地质学家是如何划分地质年代的呢?

  其实,在我们星球的各个历史时段里,都会有影响全球变化的地球化学事件,地质学家们往往通过在地层中找到那时期最有代表性的地质记录,来划分地质年代。

  要找到具有代表性的地质记录,这就不得不提到英国地质学家威廉·史密斯,他在 19 世纪初提出了一条生物地层划分、对比的法则——化石层序律。通俗地讲就是含有相同化石的地层,它们处于同一时代,不同时代的地层所含的化石不同。利用这条规律,便可以确立地球的相对年龄。

  当然,并不是所有的化石都可以判断地层的年龄,只有那些演化速度最快、水平分布最广的标准化石才可以划分地质年代。

  除此以外,还可以通过放射性元素衰变(即同位素年龄测定法)来测定地层的绝对年龄。但是,影响同位素年龄测定的因素复杂多样,所以,化石仍然是划分地质年代的主要证据。


三叶虫化石常作为划分地层的标准化石(图源:觅知网)

  中生代落幕后,哺乳动物很快进入了繁盛期,但人类的出现渐渐改变了这种自然的演化趋势,人类活动正在影响全球环境变化,小到一亩农田,大到南极冰川。

  人类世的伊始可能是这样的:嘭——一声巨响,一个巨大的蘑菇云在天空绽放,第一颗原子弹成功爆发了!在这场巨大的“仪式”中,放射性核素悄悄潜入地层,成为地质记录的一部分。


图源见水印

  当然,也有可能是这样的:海水持续升温,美丽的珊瑚逐渐白化,新的化学物质不断沉积。

  还有可能是这样的:冰川不断融化,工业排放的废气向天空进军,从而进一步侵入南极冰层,冰芯记录了整个侵略过程,我们的地球从此变成一颗“火热”的星球。

  目前,人类世工作组正在不断寻找可以划分人类世与全新世的“金钉子”,但由于人类的活动时间在地质历史上过于短暂,化石不太可能成为划分人类世的金钉子,科学家们只能放眼年轻的地层了。

  对于确定人类是从什么时候开始主导改变地球环境的时间,科学家们也存在着诸多分歧,或许,这场具有划时代意义的争论仍将持续。但是,人类世的提出无疑是给我们敲响了警钟——我们正在改变着整个地球。


图源:www.anthropocene.info

  人类出现至今,不过几百万年的历史,却对环境造成了不可磨灭的影响。从渡渡鸟到北美旅鸽、从 DDT 杀虫剂到白色塑料、从臭氧层空洞到全球气候变暖,我们的地球正在发生巨大变化。

  工业革命以来,我们以智慧力量塑造着大自然,让大自然为我们服务。但我们并不是要去毁灭这颗星球,而是要用智慧和力量去保护这颗星球。或许,明日可期,随着新能源的不断开发、科技创新时代的来临,人类世,我们可以过得更好!  

  本文为蝌蚪五线谱原创文章

  作者:钟杨

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风君子

独自遨游何稽首 揭天掀地慰生平

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