人类是如何干预自然的

人类是如何干预自然的

人类为对抗气候变化开展的“地球工程”，对于地球及人类的未来是否安全？科学家和决策者就此展开了讨论。但无可否认的事实是，不管我们是否打算这么做，事实上，在有意无意中，人类早就开始了大规模的“地球工程”——从将地球上可用淡水的1/3用以灌溉农田，到将地球2/5的陆地用以放牧，人类一直都在改造大自然。人类干预地球物理过程的后果，我们尚无法确定，但有科学家认为，诞生了人类文明的更新世已不复存在，人类活动很可能引发了一个新的地质年代——人类世。我们现在生活在人类世地质时代，一个由人类决策、由人类决定地球命运的时代。

以下是人类干预自然、改造地球的几个实例。

5 亿家庭的炊烟“抹黑”地球

5亿家庭，大多在亚洲和非洲，将木材、煤炭和动物粪便燃烧后变成炊烟，炊烟带着被称为“黑炭”的尘粒进入大气层，在那里形成一个吸热层，雨滴裹着这些尘粒从天空降下，污染着地球表面。

据估计，在过去一个世纪里，北极气温上升了1.7℃，其中一半原因是黑炭污染的结果。黑炭污染改变了气候模式，在南亚和西非造成了降雨量急剧减少，还造成了喜马拉雅山脉冰川融化，对数亿人口的供水来源构成了威胁。

2009年8月美国宇航局拍摄的照片，紫色是黑炭较高的地区

引水灌溉导致水资源枯竭

科学家将江河湖泊以及地下蓄水层里的所有淡水称为“蓝水”，人类每年要用掉其中大约1/3，地球上江河湖泊的1/4的水在到达大海前就已经被抽干枯竭了。

对于局部地区来说，这种变化将导致天气模式的变化。例如哈萨克斯坦曾经广袤浩瀚的咸海，由于大规模农田灌溉抽干源头水源，导致当地气候急剧变化，冬天更寒冷，夏天更炎热，降雨更是变得极为稀少。

地区性的气候变化是否会产生全球性的影响，还有待于继续观察。

右上图：1973年的咸海；右下图：2006年的咸海

土地滥用损害“地球之肺”，形成“海洋死区”

现在，地球陆地面积的约12%被人类用于耕作农作物。这样做的后果有些难以预料，比如我们很难知道大平原的农业生产如何影响着地球气候，有些则比较明显，比如亚马孙热带雨林的森林砍伐活动破坏了该地区水的蒸发和冷凝循环，“地球之肺”有可能变成为热带稀树草原。如果亚马孙雨林失去了其巨大的二氧化碳吸收能力，地球气温将再度上升。

更为直接的后果是，农业耕种大量使用化肥给当地环境中增加了大量的氮和磷。每年约有1.2亿吨氮从大气中被移除，转换为农田肥料，而从地下开采的磷则多达2000万吨，如此庞大的数量远远超过了这两种元素自然进入生物圈的数量。更为重要的是，大量的氮和磷随着溪水河流流入大海，加速形成“海洋死区”。

亚马孙雨林（红色）东南部迅速转变的农场和牧场（绿色）

珊瑚礁消失导致海洋生态系统被破坏

在地球生物灭绝中，珊瑚礁的消失令人震惊。珊瑚礁被称为“海洋中的雨林”，是海洋生态系统的基础。由于人类活动导致的海洋污染、气候变化、过度捕捞和海洋酸化，在过去50年里，全球珊瑚礁覆盖率已经减少了1/3，珊瑚礁正濒临灭绝。

珊瑚礁以及生活在珊瑚礁中的海洋生物的消失，威胁到的不仅仅是渔业生产。从地球物理学的角度来看，生态系统是营养物质和能量流动在生物学上的机制，如果生态系统的关键一环被破坏——就像曾经生机盎然、如今却被细菌和水母主宰的地中海西北海域那样——生态系统就无法正常运转。一些科学家指出，海洋过去发生大规模灭绝事件之后，曾导致了地球碳循环在数百万年间的剧烈波动。海洋生态系统若失去了其调节能力，随之而来的就是天气和气候的异常变化。

地球在过去曾发生过五次生物大灭绝事件，如今一些科学家认为，第六次生物灭绝事件正在发生之中。

澳大利亚大堡礁的珊瑚白化病还在大面积蔓延

化学物质和塑料制品污染全球

人类的工业革命导致发明了许多化学物质，这在地球历史中是前所未有的，一些化学物质可以在地球环境中存在千万年而不降解，其中包括用于农药中特别是塑料中的化合物，全球塑料生产每年多达600亿吨。

高剂量的这类化学物质可扰乱动物的内分泌系统，导致癌症，影响生殖；低剂量的影响尚不清楚，但可能会在微妙的变化中产生广泛的影响，最终从根本上改变生态系统的构成。

据联合国估计，地球海洋每2.6 平方千米的范围内就有47000件塑料制品。世界各地都测量到了低水平的有机污染物，以及塑料对生物体内分泌产生的干扰和影响，即使是在一些从来没有使用过这类化学物质的地区如南极洲，也测量到了化学物质的污染。

死亡信天翁雏鸟体内的塑料制品

二氧化碳排放成为人类最大的“地球工程实验”

人类世的经济发展引擎就是在地面上燃烧，或从地面上向大气中投放大量含碳物质，其结果是，每年约有400亿吨二氧化碳被人类投放到大气中，使得化石燃料的消耗，在人类无意识中成为最大的“地球工程实验”。

如今地球大气中二氧化碳的含量高于过去1500万年中的任何时候，全球气候模式正在发生变化，平均气温上升，部分二氧化碳被海水吸收，氢气和碳酸盐离子的比例产生变化，海水酸性化，导致海洋中的珊瑚、浮游生物和贝类大量消失。

在接下来的几个世纪里，海洋pH值的变化可能超过过去300万年中的任何时候。

大气中二氧化碳上升是全球变暖的原因