美洲大规模死亡开启新的二氧化碳时代

一项新提议将人类世的起点定为小冰期和哥伦布大交换


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大气层记录了1492年之后发生的大规模死亡、奴隶制和战争。估计有5000万美洲原住民死于天花和战争,以及非洲人为在新近人口减少的美洲工作而被奴役——这使得森林得以在以前的农田里生长。到1610年,所有这些树木的生长已经从空气中吸收了足够的二氧化碳,导致大气中最主要的温室气体浓度至少下降了百万分之七,并开启了小冰期。根据这一剧烈的转变,这项新研究的作者认为,1610年应该被视为一个新的、拟议的地质时代的开始日期——人类世,或近期的人类时代。
 
“将人类世定位在这个时间点突出了这样一种观点,即殖民主义、全球贸易以及对财富和利润的渴望开始推动地球走向新的状态,”利兹大学和伦敦大学学院的生态学家西蒙·刘易斯认为。“我们是自然界的地质力量,但这种力量不同于任何其他自然力量,因为它具有反身性,可以被使用、撤回或修改。”
 
刘易斯和他的伦敦大学学院同事,地质学家马克·马斯林,将大气中二氧化碳的减少称为“世界峰值(Orbis spike)”,这个词来自拉丁语,意思是世界,因为在1492年之后,人类文明逐渐全球化。他们论证说,人类对地球的影响已经足够剧烈,值得正式承认人类世,并且“世界峰值”应该作为这个新时代开始的标志,这一观点发表在3月12日的《自然》杂志上。(《大众科学》是自然出版集团的一部分。)



人类世并不是一个新概念。早在18世纪,第一次尝试阐述地球地质历史的科学尝试就以人类时代结束。到19世纪,这个概念已经很普遍,在地质学教科书中以“人类岩层”或“人类时代”出现。但是到了20世纪中期,全新世的概念——这个词在希腊语中意思是“完全最近”,指的是大冰盖消退的最近时期——占据了主导地位,并将人类作为当前时代的重要组成部分,但不是决定性的因素。
 
从地质学家到气候学家,科学家们认为这个概念不再充分。人类的影响已经变得太大,无论是发明所谓的哈伯-博世法从空气中提取重要营养物质以支持农业而释放到世界上的氮洪水,还是现在文明所移动的泥土和岩石比世界上所有河流的总和还要多。
 
研究人员已经提出了关于这个假想的新时代可能开始的各种提议。一些人将其与大约5万年前大型哺乳动物的大灭绝开始联系起来,例如长毛猛犸象和巨型袋鼠,或者与大约1万年前农业的出现联系起来。另一些人则认为人类世更加近代,与有效的燃煤蒸汽机发明后大气中二氧化碳浓度开始上升有关。
 
目前最突出的提议将人类世的开始与核时代联系起来——长寿命的放射性核素在岩石中留下长久的记录。1950年左右人类人口和从铜到玉米的所有消费的激增,被称为“大加速”,它与核标记大致一致,塑料和其他工业社会遗迹的出现也与此一致,莱斯特大学的扬·扎拉谢维奇将这些工业遗迹称为技术化石,他是负责倡导将人类世纳入地质时间尺度的研究小组的地质学家。然后,放射性核素可以作为地质学家所说的全球地层剖面和点,更通常被称为“金钉子”。也许最著名的金钉子是在突尼斯艾尔凯夫附近暴露的岩石中发现的薄薄的铱层,它讲述了大约6500万年前终结恐龙统治的行星撞击事件,从而标志着白垩纪的结束。


 
刘易斯和马斯林拒绝放射性核素峰值,因为它没有与“改变世界的事件”联系在一起——至少目前还没有——尽管它是岩石中清晰的信号。另一方面,他们1610年的“世界峰值”既反映了最近的二氧化碳最低点,也反映了当时世界各地植物和动物的重新分布,这是一个字面意义上的世界改变。
 
就像标志着恐龙灭绝的金钉子一样,拟议的“世界峰值”本身将与1610年左右大气二氧化碳浓度的低点联系起来,这是在冰芯中记录下来的,微小的被困气泡暴露了过去的大气。进一步的地质证据将来自当时在欧洲和亚洲采集的沉积物岩芯中出现的玉米花粉,以及其他将补充二氧化碳记录的指标。因此,研究冰芯、泥浆甚至岩石的科学家将在未来发现这种划时代的转变。


 
二氧化碳的下降与气候学家所称的小冰期相吻合。刘易斯和马斯林认为,这种降温事件可能与疾病和战争造成的大规模死亡后,人类遗弃的大约5000万公顷土地上再生的森林和其他植物有关。而且不仅仅是数百万美国人的死亡,多达两个大陆总人口的四分之三的人死亡。为在新土地上劳作而被奴役(或死亡)的多达2800万非洲人也可能加剧了气候影响。受奴隶贸易影响最严重的西北非地区的人口直到19世纪末才开始恢复。换句话说,从1600年到1900年左右,该地区的许多地方可能一直在重新生长森林,足以吸收二氧化碳,就像亚马逊和北美大森林的再生一样,尽管这一假设仍存在一些争议。
 
无论是在1610年、1945年还是公元前5万年,新的命名都意味着我们生活在一个新的人类世,它是第四纪的一部分,第四纪始于250多万年前,大规模冰川的周期性生长和退缩的出现。第四纪是新生代(“近代生命”)的一部分,新生代开始于6600万年前,而新生代又属于显生宙(“显现的生命”)的一部分,显生宙开始于5.41亿年前,涵盖了在这个星球上存在过的所有复杂生命。最终,人类世可能会取代它的老对手全新世。“它之所以被指定为一个时代,而其他间冰期没有被指定,是因为早在18世纪,地质学家认为人类是一个非常晚近的物种,通过神圣干预或在全新世在地球上进化而来,”刘易斯认为,但科学家现在知道智人是在20多万年前的更新世出现的。“人类是更新世的物种,因此称全新世为时代是过去的遗迹。”
 
马斯林建议将全新世降级为更新世内的一个阶段,就像地质记录中的其他间冰期一样。但是扎拉谢维奇不同意这种摆脱全新世的努力。“我不认为有必要,”他说。“在全球范围内系统地追溯全新世-人类世边界将以各种方式成为一个非常有启发意义的过程。”
 
人类在过去几个世纪甚至更长时间里所造成的改变将在未来回响——无论是通过移植的物种,如蚯蚓或猫;湖泊沉积物中的农作物花粉;甚至是整个化石化的城市。尽管如此,无论人类世开始于几十年、几百年还是几千年前,它都只占地球历史的一小部分。而这个新时代可能会很快结束,也可能持续数千年,这取决于我们物种现在所做的选择。“拥抱人类世颠覆了人类越来越微不足道的500年的科学发现,”马斯林指出。“我们认为,智人对生命所知的唯一存在场所的未来至关重要。”
 

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