人类世的地质意义

人类世的地质意义

“人类世界”是诺贝尔化学奖的开元人物。21世纪初，他提出了一篇关于我们生活的新地质时代的科学理论。为弄清“人类世”提出的学术背景和科学内涵,有必要简要地回顾一下地球的历史及其演化的主要阶段。一、“新生代”与“重新世”地质学家和地质生物学家根据所研究的地球地层和古生物化石有无生命和某一物种分布的优势,将地球46亿年的历史分成“代”、“纪”、“世”等若干地质时期。最早的地质年代称为“冥古代”,此时的地球没有任何生命迹象,故称“隐生宇”。过了6亿年,即距今40亿年,地球进入“太古代”,产生了最早的生命———原核生物。又过了30多亿年,地球先后进入“原生代”、“古生代”、“中生代”和“新生代”。此时的地球经过漫长、复杂的地质和气候变化产生了各种植物、动物直至最早的猿人和现代人,故而被称为“显生宇”。为了研究“人类世”的需要,我们有必要进一步分析对人类产生有直接影响的“新生代”。“新生代”由“第三纪”和“第四纪”组成,“第三纪”又由“古新世”(距今6500万年)、“始新世”(距今5700万年)、“渐新世”(距今3600万年)、“中新世”(距今2300万年)和“上新世”(距今520万年)组成。在“第三纪”发生了一起重大的自然历史事件:可能由于小行星撞击地球造成了当时地球上的优势物种———恐龙的灭绝,但却为哺乳动物成为陆地大型动物创造了条件,产生了最早的属于灵长目的猿人、南方古猿和能人。“新生代”的第四纪由“更新世”(距今160万年)和“全新世”(距今1万年)组成,这一时期产生了直立人和现代人。正是“全新世”开启了后冰川时代的现代人类,即现代地球人的历史。上述地球的历史及其地质年代的划分已得到学术界和民间的公认,但一些思想敏锐的科学家正考虑根据地球的现状续写地球的历史,保罗·克鲁岑便是其中之一。他认为,现代人类在突飞猛进的科学技术的帮助下,其活动对地球系统造成的各种影响在未来的一段时间内存在,甚至在未来五万年内人类仍然是一个主要的地质推动力,于是便联合一些志同道合的科学家正式向国际地质科学联合会提出将“人类世”列为继“全新世”之后的一个新的地质年代的研究报告。这个报告能否得到国际地质科学联合会的认同,能否将“人类世”由非正式科学术语提升为正式科学术语那是专家们的事;而对我们普通人来说,是如何解读“人类世”所包含的正面和负面的信息,树立同我们居住的地球共生、共存、共荣的理念。当保罗·克鲁岑把“人类世”放在“全新世”之后就出现了“人类世”从何时开始的问题。在我看来,“人类世”的标志既不是25万年前现代智人的产生,也不是5000年前农耕文明的出现,而是200多年前的工业革命和20世纪中叶之后连续发生的多次科学技术革命。正是这些革命使人类成为地球上对其生存环境具有巨大能动影响力的唯一物种。二、人类活动是地球小康社会的基本前提首先,科学技术把人类从繁重、艰苦的体力劳动下解放出来,在人类历史上极短的一段时间内创造了巨大的物质财富。其次,提升了人类影响生存环境的能力。为了工农业生产和生活的需要,人类从地球深处采掘各种矿石和矿物燃料,人工合成大量各种用途的化学制品,特别是在现代城市化中,地球的景观和面貌发生了巨大的变化,现代化的城市建筑和基础设施彻底改变了人们的生活方式,让人类享受到高质量的现代物质和精神生活。总之,现代人类在孕育了他们的地球(第一自然)上创造了一个能满足他们各方面需要的第二自然或人工自然,也可以说,创造了一个包括工业文明在内的现代文明。这就是“人类世”进步的标志。人类在改变地球的活动中受益匪浅,却忽视了危机正悄悄地向我们走来。地球在其形成的46亿年的历史中经历了火山喷发、地质板块碰撞、造山运动、冰川期、多次生物物种灭绝的历史,但这些事件纯粹是由自然原因引起的,与人类的活动无关,因为人类此时尚未出世。但在出现了人类,特别是现代科学技术武装起来的现代人类以后,情况就大不相同了。地球的任何变化,除自然的原因外,还与人类的活动密切相关。在这里我们着重谈谈人类活动对其生存环境———地球产生的一些负面影响。从宏观上讲,地球在超负荷地运转。在过去20多年的时间里,世界人口增加了34%,从50亿增长到目前的60多亿,由此引起人类对自然资源的消耗猛增,目前已超过地球资源再生能力的20%,如果不加控制,到2050年人类对自然资源的消耗将是地球资源再生能力的两倍,已逼近环境恶化的引爆点。当前的环境问题就是在人类对地球资源过度开发、地球不堪重负的大背景下展开的,主要有:1.碳的温室效应全球气候变暖是当今世界的一个热门话题,虽然有人对此持有异议,但全球气候变暖已是一个不争的事实。全球气候变暖主要是为满足工农业生产和人类日常生活对能源的需求而大量开采和燃烧矿物燃料(煤、石油、天然气等)所产生的二氧化碳形成的温室效应所致。工业革命至今200年以来,大气中二氧化碳的浓度增加了近1/3,其中一半以上是20世纪50年代以后增加的。据科学测算,以工业革命为准,目前气温已升高0.7摄氏度,到21世纪中叶,将升高两摄氏度,到2070年升高三摄氏度。全球气候变暖之所以引起人们的关注,是因为它往往是引起其他环境问题的诱因,如各种极端天气、自然灾害、海平面上升、物种减少等。气候专家警告:大气中二氧化碳的浓度不能超过350ppm,而当前的水平是387ppm(工业化前的水平是280ppm),远远超过允许的极限。当然,温室气体不限于二氧化碳,还有甲烷、氧化亚氮、水蒸气等,如果把它们计算在内,情况就更严重了。2.生物物种的灭制这既有一些物种因不适应环境的变化而被自然选择规律淘汰的自然原因,也有人类活动造成的人为原因,但现在看来后者是主要的。耕地面积扩大,城市扩张而导致自然栖息地、森林以及沿海湿地破坏加速了生物物种的灭绝。当前现存的物种数量估计有1000万到3000万种或更多。目前我们每小时都在消灭一个或更多的物种,估计所有物种灭绝的数量已从1900年的每年大约一万种上升到2000年的每年五万种。一些专家把当前物种灭绝的速率极限定为每年百万分之十,而当前的实际水平是百万分之一百,超过极限的十倍,因而有人说,地球正面临其历史上第六次物种大灭绝。3.长期灌溉以混食量为主土壤与人类生活密切相关,是农耕的生命线。地球在其形成的早期,其表面尽是裸露的岩石,只是经过数亿年后被腐蚀的岩石、矿物质、有机物、微生物等混合才形成了供我们耕作的土壤。据科学研究,仅一厘米厚的土壤就要花20—1000年的时间才能形成。非常可惜的是,这样贵重、有限的资源却因为我们的过度灌溉、使用化肥、放牧而遭受侵蚀,最终导致沙漠化,耕地面积逐年减少。专家们测算,耕地使用的极限不能超过可耕地面积的15%,而当前是12%,预计2050年将达到极限。4.破坏自然和地貌据报道,山东济宁因采煤导致35万亩土地沉陷,华北地区由于超采地下水形成大面积的地下水漏斗,严重破坏了自然景观和地貌。总之,现代人类由于掌握了先进的科学技术手段,已成为对地球产生重大影响的地质力,因而用大写的“人类”命名新的地质时期为“人类世”是恰如其分的。三、极限地球的危险状态上述人类活动对环境产生的负面影响不仅仅是科学技术问题,还是一个我们对地球缺少人文关怀的问题。长期以来,我们一方面把地球视为一个取之不尽、用之不竭的宝藏;另一方面又把它当作一个能无限消解各种废物的垃圾场。实际上,地球对承载来自人类活动的压力是有限的,超过这个极限地球就会处于失衡的危险状态。以资源和环境为例:(1)对可再生资源的利用率应小于其更新的速率,对森林而言其砍伐速率应小于森林的生长速率,而目前森林的面积,特别是热带雨林的面积在逐年减少。(2)对不可再生资源的利用率应小于可更新资源的替代率。据专家预测,全球石油将于2050年枯竭,而可再生能源和新型环保燃料要到2140年才能在全世界广泛应用,看来人类将经历一段青黄不接、燃料匮乏的历史时期。(3)排污量应小于环