前不久，中國科學院地球環境研究所譚亮成和天津大學徐海課題組撰寫了觀點性文章《「人類世」首要標誌物的選擇》，分析了5個潛在標誌物界定「人類世」的合理性，發表於2019年第22期的Science Bulletin上。
「人類世」主角是人類
或將成為最近的地質時期
什麼叫「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」；「人類世」和侏羅紀一樣，是地質年代表中用來表述地球歷史事件的時間單位。只不過侏羅紀比「人類世」的時間單位大，侏羅紀的主角是恐龍，而「人類世」的主角是我們人類。
那地質年代表又是什麼呢？人們為了計算日子方便，有了日曆的出現；為了計算時間方便，有了鐘錶的出現；同樣的，地質學家們為了描述地球歷史方便，便有了地質年代表的出現。正如日曆有年、月、日，一天有時、分、秒一樣，地質年代表也有自己的單位，從大到小依次是宙、代、紀、世。我們所熟知的「侏羅紀」即為顯生宙中生代侏羅紀，我們正處在顯生宙新生代第四紀，第四紀又分為更新世和全新世。2000年，大氣化學家、諾貝爾獎得主Paul J. Crutzen首次提出「人類世」一詞，認為人類活動深刻改變了地球環境，全新世已經結束，「人類世」已經拉開序幕。是否將「人類世」列為全新世之後的新的地質時代，成為現今的熱點問題。
2009年，國際地層委員會專門成立了由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，但不可否認的是在人類活動的影響下，地球原始面貌極大地發生了改變。特別是二戰結束以來，地球的各圈層發生了重大變化，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，在國際地層委員會會議上，AWG以85%的贊成票（29票）通過了以20世紀中期為起點定義「人類世」的決議，「人類世」或將成為距我們最近的地質時期。
那麼，每個地質時期是如何劃分或者定義的呢？課題組成員解釋：大多數地質時代的劃分和命名有一定的方式方法。如根據生物的顯著與否，將地質年代劃分為顯生宙和隱生宙；根據生物的演化進程將顯生宙分為古生代、中生代和新生代；根據地層標準剖面或古代民族名稱，或是地層的某些特點命名紀，如眾所周知的侏羅紀起源於德國和瑞士交界的侏羅山。而「人類世」的命名更為簡單，以人類活動影響之巨大著稱。
「人類世」要用什麼來界定？
5個潛在標誌物可能成為「金釘子」
「人類世」要用什麼來界定呢？課題組成員說，地球上的宙、代、紀、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年代，也需要一枚「金釘子」，學名「全球界線層型剖面和點位」。簡單講，就是全球可對比的，具有某種代表性標誌物的層型剖面。
AWG已經篩選出包括中國湖光巖瑪珥湖在內的10個候選剖面，但代表性標誌物有哪些？又該如何篩選呢？
中國科學院地球環境研究所譚亮成和天津大學徐海課題組撰寫了觀點性文章——《「人類世」首要標誌物的選擇》，分析了5個潛在標誌物（放射性核素239+240Pu、球形碳質顆粒物SCPs、「技術化石」塑料、NO3-&δ15N和鉛）界定「人類世」的合理性。
據文章第一作者王甜莉介紹，分析它們的原因是：一方面，它們是國際權威工作組AWG提及的潛在標誌物。另一方面，核活動是最為重要的人類活動之一，與「人類世」起始時間（1950s）相對應，第一顆原子彈爆炸後其放射性碎片散落在全球各地，成為地質記錄的一部分，目前被認為最有可能作為「金釘子」標準的標誌物。球形碳質顆粒、塑料也分別被一些學者建議作為「人類世」的標誌物。另外，工業革命以來，全球的氮循環，重金屬（如鉛等）的遷移轉化過程發生了重大改變，有必要探討其作為「人類世」標誌物的可能性。
5個潛在標誌物哪些
有成為「金釘子」的可能性呢？
據介紹，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」的首要標誌物，與AWG多數成員的觀點一致。
球形碳質顆粒物SCPs是化石燃料高溫燃燒（>1000°C）的副產物，在第四紀時期沒有天然來源，工業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載體中，但其含量變化在全球不同步（歐美地區比亞非地區早約10年），限制了其作為首要標誌物的可能，可作為一種比較理想的次要標誌物。
「技術化石」塑料則是20世紀發明的新型材料，1950年以來被大量使用並在全球造成了嚴重的「白色汙染」，經紫外線分解後形成微塑料，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間的變化歷史，無法評估其作為「人類世」標誌物的可能性，這方面的研究亟待開展。
NO3-&δ15N則源於工業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的生物地球化學循環。硝酸沉降到地面後，以硝酸或硝酸鹽形式保存於冰芯中，以有機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裡。但其在地層環境中的變化容易受到自然環境的影響。如，冰芯中（特別是冰雪沉積速率慢的冰芯）的NO3-會因為硝酸的光解造成NO3-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和氣候環境的雙重作用，哪種作用更佔優勢取決於具體的湖泊環境和樹木的生長環境。因此，很難將其作為「人類世」的標誌物。
鉛（Pb）：鉛及其化合物的性質穩定，是一種不可降解的汙染物。人們通過採礦和冶煉活動，含鉛汽油的使用等向環境中釋放了大量含鉛汙染物，通過大氣傳輸及乾濕沉降過程，全球多種地質載體中均有記錄人類活動導致的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（歐美地區比亞非地區早約20年），建議其作為次要標誌物。
前面是歷史，後面是未來。今天會成為明天的歷史，「人類世」的故事將會如何「釘」入地質史冊呢？「我們拭目以待。」譚亮成研究員表示。（西安報業全媒體記者 張瀟 實習生劉榛 張娟）
編輯：安之
審核：文嶽、初墨
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來源/西安日報 出品/西安日報社