地球进入“人类世”?划分地质年代的依据是什么?
今天(6.5)是世界環境日。
世界環境日的確立反映了世界各國人民對環境問題的認識和態度,表達了人類對美好環境的向往和追求。
我們都知道地球已經有將近 46 億年的歷史了,而人類的歷史只有幾百萬年,人類文明更是只有幾千年的歷史,可以說只相當于地球歷史的一瞬間。然而這“一瞬間”卻已經對地球環境造成了巨大的影響。
近日,“人類世工作組”(AWG)根據第一顆原子彈爆炸所遺留在地層中的放射性物質,提出從 20 世紀中葉開始,地球就已經進入了新紀元——人類世。
啥?“人類世”是什么鬼?
截屏來源:科技日報
顧名思義,“人類世”就是人類活動對氣候和生態系統造成全球性的影響,并留下地質記錄的一段時間。一旦人類世確立,這將成為自全新世以來最年輕的一個地質時代,人類也將為地球史書書寫新的一頁。
大會上,科學家們經激烈爭論,仍有四名 AWG 成員反對這一地質時代劃分,他們認為人類對地球的影響是漸進性的,不應僅根據放射性核素來命名一個新世代。那么,科學家們劃分地質年代的依據什么?人類世的確立又將對人類發展有何影響?
回顧地球 46 億年的歷史,已有無數的書寫者登上這個舞臺。當我們翻閱這本地球史書時,年代地層單位(空間)宇、界、系、統、階是史書的書頁。地質年代單位(時間)宙、代、紀、世、期是我們翻閱的時間,它們都是一一對應的。而全球年代地層單位界線剖面和點位(金釘子 GSSP)則是區分兩個時代的頁碼。
地球,這本巨厚史書大致可分為兩冊:隱生宙(冥古宙、太古宙、元古宙的統稱)和顯生宙。隱生宙混沌初開,是神秘的生命誕生史,除了 26 億年前的大氧化事件和 6 億年前的埃迪卡拉動物群(震旦紀)為這個時代畫上濃墨重彩的一筆,其他時刻生命幾乎無跡可尋。
而顯生宙可謂豐富多彩,由三個部分(古生代、中生代、新生代)和十一個章節(紀)組成,每個章節又可分為多個小節(世)。
在顯生宙的三個部分中,最為人所知的莫過于中生代了。這個時期以恐龍為代表的爬行動物空前繁盛,裸子植物占領著植物王國,燕山運動與印支運動不斷塑造地球表面,大氣含氧量高達新生代的數倍,這樣的情景一直持續到白堊紀末期。
突然,一場地外事件為這豐富的一篇劃上了句號,中生代的霸主恐龍全部滅絕。在地質學家翻閱白堊紀末期的地層史書時,發現了一個的重要符號——銥(隕石的重要成分),其含量在地層上比其他任何時期高若干倍至 30 倍。就這樣,隕石與地球相撞,爬行動物的章節被翻篇了,哺乳動物上場了。
恐龍是中生代的霸主(圖源:51MIZ.COM)
看到這里,我們可能會想地質學家是如何劃分地質年代的呢?
其實,在我們星球的各個歷史時段里,都會有影響全球變化的地球化學事件,地質學家們往往通過在地層中找到那時期最有代表性的地質記錄,來劃分地質年代。
要找到具有代表性的地質記錄,這就不得不提到英國地質學家威廉·史密斯,他在 19 世紀初提出了一條生物地層劃分、對比的法則——化石層序律。通俗地講就是含有相同化石的地層,它們處于同一時代,不同時代的地層所含的化石不同。利用這條規律,便可以確立地球的相對年齡。
當然,并不是所有的化石都可以判斷地層的年齡,只有那些演化速度最快、水平分布最廣的標準化石才可以劃分地質年代。
除此以外,還可以通過放射性元素衰變(即同位素年齡測定法)來測定地層的絕對年齡。但是,影響同位素年齡測定的因素復雜多樣,所以,化石仍然是劃分地質年代的主要證據。
三葉蟲化石常作為劃分地層的標準化石(圖源:覓知網)
中生代落幕后,哺乳動物很快進入了繁盛期,但人類的出現漸漸改變了這種自然的演化趨勢,人類活動正在影響全球環境變化,小到一畝農田,大到南極冰川。
人類世的伊始可能是這樣的:嘭——一聲巨響,一個巨大的蘑菇云在天空綻放,第一顆原子彈成功爆發了!在這場巨大的“儀式”中,放射性核素悄悄潛入地層,成為地質記錄的一部分。
圖源見水印
當然,也有可能是這樣的:海水持續升溫,美麗的珊瑚逐漸白化,新的化學物質不斷沉積。
還有可能是這樣的:冰川不斷融化,工業排放的廢氣向天空進軍,從而進一步侵入南極冰層,冰芯記錄了整個侵略過程,我們的地球從此變成一顆“火熱”的星球。
目前,人類世工作組正在不斷尋找可以劃分人類世與全新世的“金釘子”,但由于人類的活動時間在地質歷史上過于短暫,化石不太可能成為劃分人類世的金釘子,科學家們只能放眼年輕的地層了。
對于確定人類是從什么時候開始主導改變地球環境的時間,科學家們也存在著諸多分歧,或許,這場具有劃時代意義的爭論仍將持續。但是,人類世的提出無疑是給我們敲響了警鐘——我們正在改變著整個地球。
圖源:www.anthropocene.info
人類出現至今,不過幾百萬年的歷史,卻對環境造成了不可磨滅的影響。從渡渡鳥到北美旅鴿、從 DDT 殺蟲劑到白色塑料、從臭氧層空洞到全球氣候變暖,我們的地球正在發生巨大變化。
工業革命以來,我們以智慧力量塑造著大自然,讓大自然為我們服務。但我們并不是要去毀滅這顆星球,而是要用智慧和力量去保護這顆星球。或許,明日可期,隨著新能源的不斷開發、科技創新時代的來臨,人類世,我們可以過得更好!
本文為蝌蚪五線譜原創文章
作者:鐘楊
總結
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