解读｜地球将开启新地质时代“人类世”？

人类对地球的影响有多大？在许多科学家们看来，一个新的地质时代——“人类世”或已经到来。

当地时间7月11日，国际非政府组织“国际地层委员会”（ICS）旗下国际人类世工作组（AWG）在法国里尔宣布，经过3轮投票，在对比参与评选的12个备选地点后，最终选择了加拿大克劳福德湖（Crawford Lake）作为揭开地球地质年代新篇章的“金钉子”(Golden spike)。

加拿大克劳福德湖（Crawford Lake）

由地质学家和历史科学家组成的上述工作组计划今年夏天晚些时候将这一结果提交国际地质科学联合会（IUGS）各级机构表决，最终结果或将于2024年8月在韩国釜山举行的第37届国际地质学大会上公布。如果通过，这将意味着人类已正式进入到被称为“人类世”的新纪元——这也将是1.17万年以来地球历史地质年代时间线的新篇章。

“人类世”（Anthropocene）的概念由诺贝尔奖得主大气化学家保罗·克鲁岑（Paul Crutzen）和生物学家尤金·斯托尔默（Eugene Stoermer）在2000年首次提出。其背景是近几十年以来，地球出现了诸如臭氧空洞、大气中二氧化碳升高、全球增温、冰川融化、海平面上升、海洋酸化等由于人类活动造成的全球性气候问题，以及洪涝、干旱、沙尘、雾霾、高温等极端天气事件频发，不仅对环境和生态系统造成巨大的影响，也对人类的生活方式和未来带来重大挑战。

“人类活动是诱导和加剧这些现象发生的重要推手之一。‘人类世’概念本身强调人类活动对于全球环境的影响，这一概念的提出，有助于让大家意识到人类自身对于气候和环境所造成的破坏作用，从而检讨和减少人类对环境的破坏，推动可持续发展和保护地球生态系统的目标。”中国科学院地球环境研究所研究员、国际人类世工作组成员韩永明告诉澎湃新闻（www.thepaper.cn），“作为一个新的地质时代，‘人类世’最大的不同是：人类活动作为一种新的地质营力，对地球系统造成了广泛的、持久的、前所未有的影响。”

虽然“人类世”这一概念是在全球变化和地球系统科学基础上发展起来的。然而随着科普宣传的加强，这个概念也正逐渐被不同研究领域的学者所了解。“人类世”的到来，对人类和地球来说，究竟有着怎样的意义？

何为“人类世”

从地质学的角度来看，地球经历不同的地质时代，大部分时间是由岩层的变化定义的。依据所对应地层的生命特征，地质学家将地球46亿年的历史分成了前后两个部分：前面是没有明显生命迹象的隐生宙，后面是有了明显生命痕迹的显生宙。

显生宙中又根据动植物形态的重大变化划分出三个代：古生代、中生代和新生代。其中，新生代是被子植物和哺乳动物兴盛的时代，包括第三纪和第四纪两个纪。第四纪从约260万年前开始，是现代动植物活动的时期，又被分为更新世和全新世。

人类现在所处的“全新世”，是1.17万年前最近的一个冰川期结束后来临的。与其他的地质世动辄百万年甚至千万年的跨度相比，这似乎是一个刚刚开始的地质时期。

然而，荷兰科学家保罗·克鲁岑于2000年提出：地球已告别1.17万年前开始的地质年代“全新世”，快速增长的人口和经济发展对全球环境造成了巨大影响，人类活动对地球的改变足以开创一个新的地质年代。

大庆博物馆，第四纪哺乳动物展区的猛犸象化石。

2009年，国际地层委员会旗下的第四纪地层学小组委员会设立了国际人类世工作组，该工作组负责考察和界定“人类世”。

2019年，国际人类世工作组以29票赞成、4票反对的结果就提议“人类世”始于20世纪中期达成一致。

工作组成员之一的韩永明教授介绍，根据当前的时间轴，人类处于显生宙新生代第四纪全新世梅加拉亚期，已持续4200年。以20世纪50年代作为“人类世”起点，是因为当时经济迅速发展、人口增长加速，导致更多温室气体排放，此外，人类核试验遗留的放射性核素开始渗入土地、河流、冰川、海洋等地，这些都导致地质突然发生不同以往的变化。

然而，为了证明“人类世”代表了一个新的时代，科学家们必须找到一个“金钉子”。

韩永明解释道，“金钉子”是一个地质学上的概念，是全球标准界线层型剖面和点位(GSSP)的俗称，是划分和定义全球年代地层的基本单位“阶”的底界的国际标准。

“金钉子”由国际地层委员会和国际地质科学联合会最终公布，确定金钉子的目的是为了定义和区别全球不同年代所形成的地层的全球唯一标准或样板，即在一个特定的地点和特定的岩层序列中标出，作为确定和识别全球两个时代地层之间的界线的唯一标志。

2009年起，地质学家们开始在地球上搜寻，并发现了一系列“金钉子”候选者，从波兰的泥炭沼泽到澳大利亚的珊瑚礁，再到南极洲的冰层。

吉林四海龙湾玛珥湖

韩永明介绍，中国研究团队在2017年提出，应该在中国吉林四海龙湾玛珥湖这样一类特殊的沉积湖泊中寻找人类世“金钉子”，并随之将四海龙湾玛珥湖提交到国际人类世工作组，参与全球人类世“金钉子”的比对计划并进入到最终的投票范围内。

本月，AWG最终宣布选择加拿大克劳福德湖作为“金钉子”。该湖位于加拿大安大略省多伦多附近，深29米，面积24000平方米，是一个小而深的湖泊。

据工作组介绍，克劳福德湖之所以从其他地点中脱颖而出，是因为湖底的淤泥清晰地留存了过去几十年来人类活动改变地球的证据。

由于形状独特，克劳福德湖底部与表面的湖水不会混合，除了沉入湖底的物质，湖底“几乎与世隔绝”。湖底淤泥的成分反映出不同人类活动对地球造成的影响，包括酸雨、全球变暖和物种多样性流失。这些淤泥可以按年份为分析人类活动产生的影响提供样本。

人类世与金钉子的争议 

“人类世”自提出伊始，就面临着许多的争议。

首先，对于是否存在这样一个新的地质纪元以及从何时开始算起，一些科学家仍有不同意见。

据美国史密森学会（Smithsonian Institution）此前报道，许多地层学家表示，根本不存在新纪元的明确证据。纽约州立大学布罗克波特学院的地层学家惠特尼·奥丁 (Whitney Autin) 表示：“当你开始命名地质时间术语时，你需要定义边界到底是什么以及它出现在岩层中的位置。”他认为，“关键问题是准确说明人类何时开始在地球上留下自己的印记：例如，原子时代在全球土壤中留下了辐射痕迹，而在更深处的岩层中，农业的标志也留下了痕迹。‘人类世’提出了引人注目的术语，但从地质角度来看，我们还需要符合规范的基本事实。”

韩永明

韩永明介绍道，目前关于“人类世”的起始时间，在学界有多种观点，包括早期农耕时代、青铜时代、16世纪的大航海时代、19世纪的工业革命、1945年原子弹爆炸、20世纪中叶的大加速等。

“有争论是正常的，真理愈辩愈明，科学总是在争论和质疑中前行。‘人类世’起始时间的确定必须基于大量地层学证据，这正是我们人类世工作组所做的工作，针对全球不同地点、不同类型地质生物载体进行了大量的精细研究，寻找‘人类世’开始的证据，最终建立具有全球性代表意义的人类世‘金钉子’。”

“人类世”的意义

“人类世”这一概念自提出以来，便受到了自然科学以及人文科学领域研究者的关注，具有多学科交叉特性。虽然将“人类世”正式确定为一个新的地质年代单位是地质学家的工作，但是“人类世”却不是一个单纯的地质学概念。自提出以来，其研究已经超出了传统地质学研究范畴，在地理学、社会科学与环境人文学、考古学和人类学、哲学、历史、国际法等不同学科产生了许多影响，也带来了需要解决的问题。

韩永明认为，从地球系统科学发展的角度看，“人类世”的多学科性是一个不争的事实，但是从目前的相关研究来看，它仍然主要表现在自然科学的范畴，当然也有部分人文学科的相关研究等。随着研究的深入以及科普宣传的加强，“人类世”也必将成为一个广为人知的社会概念。

需要指出的是，目前在国际人类世工作组中，发展中国家的代表非常有限，韩永明是2020年在中国科学家安芷生院士的推荐下成为国际人类世工作组成员的，目前国际人类世工作组成员也只有他们二人来自于发展中国家。这也导致在人类世“金钉子”的全球比对计划里面来自发展中国家的点位很少，这可以说是目前人类世“金钉子”遴选中的缺点。比如，缺少非洲地区的“人类世”剖面参与到全球人类世“金钉子”比对计划中。

地质时期说明：寒武纪至第四纪。

而中国科学家参与“人类世”研究的意义是重大的，“人类世”研究主要关注人类活动对地球系统的影响，发展中国家人口占世界总人口的80%以上，中国作为最大的发展中国家，有必要代表广大发展中国家发出声音。“人类世”研究是地球科学领域重要的前沿研究课题，中国科学家参与有利于把握研究方向，站在国际学术前沿。

“我们团队提出的中国四海龙湾玛珥湖剖面参与了竞争，提交了中国方案，发出了中国声音，虽然未能拿到人类世‘金钉子’，但是，我们作为发展中国家的代表参加全球比对，本身就是对于‘人类世’工作的强有力的支持，代表着发展中国家‘人类世’研究。”

韩永明表示，需要指出的是，四海龙湾玛珥湖满足了所有有关国际地层委员会对于“金钉子”标准的要求，而最终选出的加拿大克劳福德湖实际上在点位本身的选择、首要标志物239,240Pu的精度以及次要标志物的表现等方面都比四海龙湾的工作差。

韩永明进一步介绍道，四海龙湾是12个全球比对点位中唯一一个提供了年分辨率的首要标志物239,240Pu的记录的点位，只有达到年分辨率的首要标志物记录才能有可能准确地将“人类世”底界定义在一个具体的年代。

“至少从目前的报道中，我们可以看出，从克劳福德湖的记录还不能确定‘人类世’的底界究竟是应该放在1950年还是1952/53年。这实际上在目前‘人类世’工作组中也引起了非常大的争议，比如，‘人类世’底界究竟应该怎么表达，其底界究竟放在具体什么年代比较合适，这些问题直到目前国际人类世工作组也没有达成一致。这也和工作组投票选择克劳福德湖泊作为人类世‘金钉子’本身有关系，因为克劳福德湖本身的记录不能回答这些问题。”他说道。

但无论如何，“人类世”如果被确立，将意义重大。国际人类世工作组的主席、地质学家科林·沃特斯（Colin Waters）表示：“这将是一个会带来巨大冲击的事件，有点像小行星撞地球。如果“人类世”最终得到承认，那么地质学一个新的时间轴将被正式确认——这也意味着人类对地球的影响已如此深远，以至地球历史的上一章节已画上句号。而这些影响千万年后仍将在岩层中清晰可辨。”