人類世的地質(zhì)意義

人類世的地質(zhì)意義

“人類世界”是諾貝爾化學獎的開元人物。21世紀初，他提出了一篇關于我們生活的新地質(zhì)時代的科學理論。為弄清“人類世”提出的學術背景和科學內(nèi)涵,有必要簡要地回顧一下地球的歷史及其演化的主要階段。一、“新生代”與“重新世”地質(zhì)學家和地質(zhì)生物學家根據(jù)所研究的地球地層和古生物化石有無生命和某一物種分布的優(yōu)勢,將地球46億年的歷史分成“代”、“紀”、“世”等若干地質(zhì)時期。最早的地質(zhì)年代稱為“冥古代”,此時的地球沒有任何生命跡象,故稱“隱生宇”。過了6億年,即距今40億年,地球進入“太古代”,產(chǎn)生了最早的生命———原核生物。又過了30多億年,地球先后進入“原生代”、“古生代”、“中生代”和“新生代”。此時的地球經(jīng)過漫長、復雜的地質(zhì)和氣候變化產(chǎn)生了各種植物、動物直至最早的猿人和現(xiàn)代人,故而被稱為“顯生宇”。為了研究“人類世”的需要,我們有必要進一步分析對人類產(chǎn)生有直接影響的“新生代”。“新生代”由“第三紀”和“第四紀”組成,“第三紀”又由“古新世”(距今6500萬年)、“始新世”(距今5700萬年)、“漸新世”(距今3600萬年)、“中新世”(距今2300萬年)和“上新世”(距今520萬年)組成。在“第三紀”發(fā)生了一起重大的自然歷史事件:可能由于小行星撞擊地球造成了當時地球上的優(yōu)勢物種———恐龍的滅絕,但卻為哺乳動物成為陸地大型動物創(chuàng)造了條件,產(chǎn)生了最早的屬于靈長目的猿人、南方古猿和能人?！靶律钡牡谒募o由“更新世”(距今160萬年)和“全新世”(距今1萬年)組成,這一時期產(chǎn)生了直立人和現(xiàn)代人。正是“全新世”開啟了后冰川時代的現(xiàn)代人類,即現(xiàn)代地球人的歷史。上述地球的歷史及其地質(zhì)年代的劃分已得到學術界和民間的公認,但一些思想敏銳的科學家正考慮根據(jù)地球的現(xiàn)狀續(xù)寫地球的歷史,保羅·克魯岑便是其中之一。他認為,現(xiàn)代人類在突飛猛進的科學技術的幫助下,其活動對地球系統(tǒng)造成的各種影響在未來的一段時間內(nèi)存在,甚至在未來五萬年內(nèi)人類仍然是一個主要的地質(zhì)推動力,于是便聯(lián)合一些志同道合的科學家正式向國際地質(zhì)科學聯(lián)合會提出將“人類世”列為繼“全新世”之后的一個新的地質(zhì)年代的研究報告。這個報告能否得到國際地質(zhì)科學聯(lián)合會的認同,能否將“人類世”由非正式科學術語提升為正式科學術語那是專家們的事;而對我們普通人來說,是如何解讀“人類世”所包含的正面和負面的信息,樹立同我們居住的地球共生、共存、共榮的理念。當保羅·克魯岑把“人類世”放在“全新世”之后就出現(xiàn)了“人類世”從何時開始的問題。在我看來,“人類世”的標志既不是25萬年前現(xiàn)代智人的產(chǎn)生,也不是5000年前農(nóng)耕文明的出現(xiàn),而是200多年前的工業(yè)革命和20世紀中葉之后連續(xù)發(fā)生的多次科學技術革命。正是這些革命使人類成為地球上對其生存環(huán)境具有巨大能動影響力的唯一物種。二、人類活動是地球小康社會的基本前提首先,科學技術把人類從繁重、艱苦的體力勞動下解放出來,在人類歷史上極短的一段時間內(nèi)創(chuàng)造了巨大的物質(zhì)財富。其次,提升了人類影響生存環(huán)境的能力。為了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活的需要,人類從地球深處采掘各種礦石和礦物燃料,人工合成大量各種用途的化學制品,特別是在現(xiàn)代城市化中,地球的景觀和面貌發(fā)生了巨大的變化,現(xiàn)代化的城市建筑和基礎設施徹底改變了人們的生活方式,讓人類享受到高質(zhì)量的現(xiàn)代物質(zhì)和精神生活?？傊?現(xiàn)代人類在孕育了他們的地球(第一自然)上創(chuàng)造了一個能滿足他們各方面需要的第二自然或人工自然,也可以說,創(chuàng)造了一個包括工業(yè)文明在內(nèi)的現(xiàn)代文明。這就是“人類世”進步的標志。人類在改變地球的活動中受益匪淺,卻忽視了危機正悄悄地向我們走來。地球在其形成的46億年的歷史中經(jīng)歷了火山噴發(fā)、地質(zhì)板塊碰撞、造山運動、冰川期、多次生物物種滅絕的歷史,但這些事件純粹是由自然原因引起的,與人類的活動無關,因為人類此時尚未出世。但在出現(xiàn)了人類,特別是現(xiàn)代科學技術武裝起來的現(xiàn)代人類以后,情況就大不相同了。地球的任何變化,除自然的原因外,還與人類的活動密切相關。在這里我們著重談談人類活動對其生存環(huán)境———地球產(chǎn)生的一些負面影響。從宏觀上講,地球在超負荷地運轉。在過去20多年的時間里,世界人口增加了34%,從50億增長到目前的60多億,由此引起人類對自然資源的消耗猛增,目前已超過地球資源再生能力的20%,如果不加控制,到2050年人類對自然資源的消耗將是地球資源再生能力的兩倍,已逼近環(huán)境惡化的引爆點。當前的環(huán)境問題就是在人類對地球資源過度開發(fā)、地球不堪重負的大背景下展開的,主要有:1.碳的溫室效應全球氣候變暖是當今世界的一個熱門話題,雖然有人對此持有異議,但全球氣候變暖已是一個不爭的事實。全球氣候變暖主要是為滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類日常生活對能源的需求而大量開采和燃燒礦物燃料(煤、石油、天然氣等)所產(chǎn)生的二氧化碳形成的溫室效應所致。工業(yè)革命至今200年以來,大氣中二氧化碳的濃度增加了近1/3,其中一半以上是20世紀50年代以后增加的。據(jù)科學測算,以工業(yè)革命為準,目前氣溫已升高0.7攝氏度,到21世紀中葉,將升高兩攝氏度,到2070年升高三攝氏度。全球氣候變暖之所以引起人們的關注,是因為它往往是引起其他環(huán)境問題的誘因,如各種極端天氣、自然災害、海平面上升、物種減少等。氣候?qū)＜揖?大氣中二氧化碳的濃度不能超過350ppm,而當前的水平是387ppm(工業(yè)化前的水平是280ppm),遠遠超過允許的極限。當然,溫室氣體不限于二氧化碳,還有甲烷、氧化亞氮、水蒸氣等,如果把它們計算在內(nèi),情況就更嚴重了。2.生物物種的滅制這既有一些物種因不適應環(huán)境的變化而被自然選擇規(guī)律淘汰的自然原因,也有人類活動造成的人為原因,但現(xiàn)在看來后者是主要的。耕地面積擴大,城市擴張而導致自然棲息地、森林以及沿海濕地破壞加速了生物物種的滅絕。當前現(xiàn)存的物種數(shù)量估計有1000萬到3000萬種或更多。目前我們每小時都在消滅一個或更多的物種,估計所有物種滅絕的數(shù)量已從1900年的每年大約一萬種上升到2000年的每年五萬種。一些專家把當前物種滅絕的速率極限定為每年百萬分之十,而當前的實際水平是百萬分之一百,超過極限的十倍,因而有人說,地球正面臨其歷史上第六次物種大滅絕。3.長期灌溉以混食量為主土壤與人類生活密切相關,是農(nóng)耕的生命線。地球在其形成的早期,其表面盡是裸露的巖石,只是經(jīng)過數(shù)億年后被腐蝕的巖石、礦物質(zhì)、有機物、微生物等混合才形成了供我們耕作的土壤。據(jù)科學研究,僅一厘米厚的土壤就要花20—1000年的時間才能形成。非?？上У氖?這樣貴重、有限的資源卻因為我們的過度灌溉、使用化肥、放牧而遭受侵蝕,最終導致沙漠化,耕地面積逐年減少。專家們測算,耕地使用的極限不能超過可耕地面積的15%,而當前是12%,預計2050年將達到極限。4.破壞自然和地貌據(jù)報道,山東濟寧因采煤導致35萬畝土地沉陷,華北地區(qū)由于超采地下水形成大面積的地下水漏斗,嚴重破壞了自然景觀和地貌?？傊?現(xiàn)代人類由于掌握了先進的科學技術手段,已成為對地球產(chǎn)生重大影響的地質(zhì)力,因而用大寫的“人類”命名新的地質(zhì)時期為“人類世”是恰如其分的。三、極限地球的危險狀態(tài)上述人類活動對環(huán)境產(chǎn)生的負面影響不僅僅是科學技術問題,還是一個我們對地球缺少人文關懷的問題。長期以來,我們一方面把地球視為一個取之不盡、用之不竭的寶藏;另一方面又把它當作一個能無限消解各種廢物的垃圾場。實際上,地球?qū)Τ休d來自人類活動的壓力是有限的,超過這個極限地球就會處于失衡的危險狀態(tài)。以資源和環(huán)境為例:(1)對可再生資源的利用率應小于其更新的速率,對森林而言其砍伐速率應小于森林的生長速率,而目前森林的面積,特別是熱帶雨林的面積在逐年減少。(2)對不可再生資源的利用率應小于可更新資源的替代率。據(jù)專家預測,全球石油將于2050年枯竭,而可再生能源和新型環(huán)保燃料要到2140年才能在全世界廣泛應用,看來人類將經(jīng)歷一段青黃不接、燃料匱乏的歷史時期。(3)排污量應小于環(huán)