■記者 張瀟 實(shí)習(xí)生劉榛 張娟

　　前不久，中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所譚亮成和天津大學(xué)徐海課題組撰寫了觀點(diǎn)性文章《“人類世”首要標(biāo)志物的選擇》，分析了5個(gè)潛在標(biāo)志物界定“人類世”的合理性，發(fā)表于2019年第22期的Science Bulletin上。

　　“人類世”主角是人類

　　或?qū)⒊蔀樽罱牡刭|(zhì)時(shí)期

　　什么叫“人類世”？為何要做這樣的定義呢？譚亮成介紹，很多人可能對“人類世”感覺陌生，但一定知道“侏羅紀(jì)”；“人類世”和侏羅紀(jì)一樣，是地質(zhì)年代表中用來表述地球歷史事件的時(shí)間單位。只不過侏羅紀(jì)比“人類世”的時(shí)間單位大，侏羅紀(jì)的主角是恐龍，而“人類世”的主角是我們?nèi)祟悺?/p>

　　那地質(zhì)年代表又是什么呢？人們?yōu)榱擞?jì)算日子方便，有了日歷的出現(xiàn)；為了計(jì)算時(shí)間方便，有了鐘表的出現(xiàn)；同樣的，地質(zhì)學(xué)家們?yōu)榱嗣枋龅厍驓v史方便，便有了地質(zhì)年代表的出現(xiàn)。正如日歷有年、月、日，一天有時(shí)、分、秒一樣，地質(zhì)年代表也有自己的單位，從大到小依次是宙、代、紀(jì)、世。我們所熟知的“侏羅紀(jì)”即為顯生宙中生代侏羅紀(jì)，我們正處在顯生宙新生代第四紀(jì)，第四紀(jì)又分為更新世和全新世。2000年，大氣化學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)得主Paul J. Crutzen首次提出“人類世”一詞，認(rèn)為人類活動(dòng)深刻改變了地球環(huán)境，全新世已經(jīng)結(jié)束，“人類世”已經(jīng)拉開序幕。是否將“人類世”列為全新世之后的新的地質(zhì)時(shí)代，成為現(xiàn)今的熱點(diǎn)問題。

　　2009年，國際地層委員會(huì)專門成立了由34名專家組成的“人類世”工作小組（The Anthropocene Working Group，AWG），以探究“人類世”的建立問題。雖然其建立問題一直存在爭議，但不可否認(rèn)的是在人類活動(dòng)的影響下，地球原始面貌極大地發(fā)生了改變。特別是二戰(zhàn)結(jié)束以來，地球的各圈層發(fā)生了重大變化，被稱為“地球之肺”的亞馬遜雨林中約有17%的樹木已被摧毀，全球一半以上的珊瑚已經(jīng)死亡，南極冰蓋的融化速度增長了約6倍……2019年5月21日，在國際地層委員會(huì)會(huì)議上，AWG以85%的贊成票（29票）通過了以20世紀(jì)中期為起點(diǎn)定義“人類世”的決議，“人類世”或?qū)⒊蔀榫辔覀冏罱牡刭|(zhì)時(shí)期。

　　那么，每個(gè)地質(zhì)時(shí)期是如何劃分或者定義的呢？課題組成員解釋：大多數(shù)地質(zhì)時(shí)代的劃分和命名有一定的方式方法。如根據(jù)生物的顯著與否，將地質(zhì)年代劃分為顯生宙和隱生宙；根據(jù)生物的演化進(jìn)程將顯生宙分為古生代、中生代和新生代；根據(jù)地層標(biāo)準(zhǔn)剖面或古代民族名稱，或是地層的某些特點(diǎn)命名紀(jì)，如眾所周知的侏羅紀(jì)起源于德國和瑞士交界的侏羅山。而“人類世”的命名更為簡單，以人類活動(dòng)影響之巨大著稱。

　　“人類世”要用什么來界定？

　　5個(gè)潛在標(biāo)志物可能成為“金釘子”

　　“人類世”要用什么來界定呢？課題組成員說，地球上的宙、代、紀(jì)、世、期都要由“金釘子”來界定。同樣地，“人類世”要想成為正式的地質(zhì)年代，也需要一枚“金釘子”，學(xué)名“全球界線層型剖面和點(diǎn)位”。簡單講，就是全球可對比的，具有某種代表性標(biāo)志物的層型剖面。

　　AWG已經(jīng)篩選出包括中國湖光巖瑪珥湖在內(nèi)的10個(gè)候選剖面，但代表性標(biāo)志物有哪些？又該如何篩選呢？

　　中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所譚亮成和天津大學(xué)徐海課題組撰寫了觀點(diǎn)性文章——《“人類世”首要標(biāo)志物的選擇》，分析了5個(gè)潛在標(biāo)志物（放射性核素239+240Pu、球形碳質(zhì)顆粒物SCPs、“技術(shù)化石”塑料、NO3-&δ15N和鉛）界定“人類世”的合理性。

　　據(jù)文章第一作者王甜莉介紹，分析它們的原因是：一方面，它們是國際權(quán)威工作組AWG提及的潛在標(biāo)志物。另一方面，核活動(dòng)是最為重要的人類活動(dòng)之一，與“人類世”起始時(shí)間（1950s）相對應(yīng)，第一顆原子彈爆炸后其放射性碎片散落在全球各地，成為地質(zhì)記錄的一部分，目前被認(rèn)為最有可能作為“金釘子”標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)志物。球形碳質(zhì)顆粒、塑料也分別被一些學(xué)者建議作為“人類世”的標(biāo)志物。另外，工業(yè)革命以來，全球的氮循環(huán)，重金屬（如鉛等）的遷移轉(zhuǎn)化過程發(fā)生了重大改變，有必要探討其作為“人類世”標(biāo)志物的可能性。

　　5個(gè)潛在標(biāo)志物哪些有成為“金釘子”的可能性呢？

　　據(jù)介紹，放射性核素239+240Pu已被廣泛記錄在全球的湖沼、海洋沉積物、樹輪、冰芯和珊瑚等載體中，而且在冰芯和珊瑚中都顯示在1950s存在濃度高峰值，可以作為“人類世”的首要標(biāo)志物，與AWG多數(shù)成員的觀點(diǎn)一致。

　　球形碳質(zhì)顆粒物SCPs是化石燃料高溫燃燒（>1000°C）的副產(chǎn)物，在第四紀(jì)時(shí)期沒有天然來源，工業(yè)革命以來在地層中留下了鮮明的記錄，已被廣泛記錄在了全球多種地質(zhì)載體中，但其含量變化在全球不同步（歐美地區(qū)比亞非地區(qū)早約10年），限制了其作為首要標(biāo)志物的可能，可作為一種比較理想的次要標(biāo)志物。

　　“技術(shù)化石”塑料則是20世紀(jì)發(fā)明的新型材料，1950年以來被大量使用并在全球造成了嚴(yán)重的“白色污染”，經(jīng)紫外線分解后形成微塑料，被埋藏在各種沉積物（如海洋沉積物）中。但目前缺乏微塑料的沉積序列研究，還難以確定微塑料隨時(shí)間的變化歷史，無法評估其作為“人類世”標(biāo)志物的可能性，這方面的研究亟待開展。

　　NO3-&δ15N則源于工業(yè)革命以來化石燃料的燃燒和氮肥的使用，深刻地改變了全球N的生物地球化學(xué)循環(huán)。硝酸沉降到地面后，以硝酸或硝酸鹽形式保存于冰芯中，以有機(jī)物形式保存在水體沉積物中，或者被樹木吸收記錄在樹木年輪里。但其在地層環(huán)境中的變化容易受到自然環(huán)境的影響。如，冰芯中（特別是冰雪沉積速率慢的冰芯）的NO3-會(huì)因?yàn)橄跛岬墓饨庠斐蒒O3-的損失和再分配。δ15N在水體沉積物和樹輪中的變化受人類活動(dòng)和氣候環(huán)境的雙重作用，哪種作用更占優(yōu)勢取決于具體的湖泊環(huán)境和樹木的生長環(huán)境。因此，很難將其作為“人類世”的標(biāo)志物。

　　鉛（Pb）：鉛及其化合物的性質(zhì)穩(wěn)定，是一種不可降解的污染物。人們通過采礦和冶煉活動(dòng)，含鉛汽油的使用等向環(huán)境中釋放了大量含鉛污染物，通過大氣傳輸及干濕沉降過程，全球多種地質(zhì)載體中均有記錄人類活動(dòng)導(dǎo)致的Pb濃度變化。但其濃度變化與SCPs相似，存在全球不同步性的問題（歐美地區(qū)比亞非地區(qū)早約20年），建議其作為次要標(biāo)志物。

　　前面是歷史，后面是未來。今天會(huì)成為明天的歷史，“人類世”的故事將會(huì)如何“釘”入地質(zhì)史冊呢？“我們拭目以待?！弊T亮成研究員表示。

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