“人类世”的起点

2023-12-09 23:32乔纳森阿莫斯
世界科学 2023年10期
关键词:克劳福德碳质钉子

乔纳森·阿莫斯

克劳福德湖是位于加拿大安大略省的一小片水域,被认为是记录人类对地球影响的最佳地点。科学家正试图定义一个新的地质时期,以承认我们对地球所做的改变,而克劳福德湖就是他们找到的模范示例。该湖中的沉积物捕获了化石燃料剧烈燃烧产生的沉降物,甚至还捕获了核试验产生的钚。这些泥浆象征着科学家提议的“人类世”的起点。

研究人员希望通过将它们认定为“金钉子”来确立它们的重要性。“金钉子”的正式名称是“全球界线层型剖面和点位”(GSSP)。其他重大的地质年代转变也都通过GSSP来标志。通常情况下,它就是一颗黄铜钉,被钉在某片具有重大科学价值的悬崖上。但克劳福德湖的“金钉子”将是一块黄铜牌,它将被置于一块冻结的沉积物旁,保存在加拿大首都渥太华的一座博物馆里。

从克劳福德湖湖底泥浆中取出的岩芯包含着一年积压一层的美丽沉积物,它们记录了化石燃料的燃烧物、钚、地球化学变化、微生态的变化——一切能够标示环境变化的事物。

你也许曾在教科书和学校教室的墙上看到过著名的年代地层表,它详细描述了地球46亿年的历史。表中有许多耳熟能详的年代图块,比如三叠纪、侏罗纪和白垩纪。我们目前生活在全新世,这个时期始于上一次冰河时期的末尾,迄今已有11 700年。在过去的十年里,人类世工作组(AWG)的任务就是试图确定是否应该更新年代地层表。对于这个问题,AWG确信已有了充分理由给出肯定的答案,也确定了一个正式的、新纪元的开始日期——20世纪50年代。这个十年标志着“大加速”的开始,在这个时期,人口及消费模式突然加速。也是在这个时期,铝、混凝土和塑料等无处不在的“技术材料”开始普及。

在克劳福德湖的沉积物中,科学家能够检测到这种年复一年的加速现象。在温暖的夏季,藻类的生长促使湖水产生微小的方解石,它们落到湖底,形成一层白色沉积;在寒冷的冬季,藻类和其他生物体死亡,它们的有机物沉淀成棕色或黑色的沉积层。但被捕获到这些浅色-深色沉积带中的,是湖泊周围更广泛的环境变化。“我们看到了这些球形碳质颗粒——‘飞灰’。它们是由以煤炭为主的化石燃料在极高温燃烧后产生的。”来自安大略省圣凯瑟琳斯布洛克大学的弗朗辛·麦卡锡(Francine McCarthy)教授表示,“而这些球形碳质颗粒数量增加的原因自然在于,距离克劳福德湖上风方向仅仅几十公里的地方就是加拿大最大的工业城市哈密尔顿。”

另一个关键标志物是钚——事实上,它是主要的标志物。“从大约1945年开始,我们在沉积物和其他材料中看到了钚,这与核武器试验项目有关。但钚沉积真正扩散到全球是在1952年开始的,也就是在高产率热核炸弹试验出现后。”南安普敦大学安德鲁·昆迪(Andrew Cundy)教授说。“我们正在研究的一种钚同位素的半衰期为24 000年,因此它在沉积物中的可见时间至少长达100 000年。此外,球形碳质颗粒也仍然可以被探测到。”

AWG希望选取一个具体的年份作为人类世的开端,而钚等放射性元素的检测将会影响这一决定。数千年后的地质学家可以通过研究今天的沉积物来了解早期人类对地球施加的深刻变化。AWG将在今年晚些时候向更广泛的地质界提出开创新世的建议。最终,是否要更新这张著名的地球历史年表,将取决于国际地层委员会。

——苦山编译自BBC

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