大约4.4亿年前奥陶纪末期，当环绕世界的冰盖来临时，只有少数笔石物种在大灭绝中幸存下来。笔石的名字意为“岩石上书写”，是微小的动物，生活在被称为萼状体的微小杯状结构组成的群体中。笔石共同建造了许多萼状体，形成一个分支结构，然后在古代海洋中漂流，因此可以在世界各地特定年代的沉积岩中找到它们。它们的突兀地质消失使它们成为标记奥陶纪末期的完美化石，至少像莱斯特大学的地质学家扬·扎拉谢维奇这样认为，他一生的大部分时间都在研究这些早已消失的动物留下的美丽形状。
在苏格兰莫法特村外的一处岩壁中隐藏着一个金钉子，它标志着奥陶纪的结束，以这些笔石幸存者——Akidograptus ascensus 和 Parakidograptus acuminatus（它们的学名）——的出现为标志。它不是真正的金钉子，而是一条颜色较深的页岩线，以及这些笔石作为所谓的标准化石的重要性标志：无论在哪里发现这样的化石，地质学家都可以确定这些岩石是某个特定年代的。
扎拉谢维奇现在认为他已经找到了人类世（或称人为世，因智人对世界产生了改变性影响而得名的新纪元）的完美标志。这要归功于一些不寻常的同位素，它有一个相当精确的开始日期：1945年7月16日，凌晨5点29分，新墨西哥沙漠的黎明前。那时，美国科学家引爆了世界上第一颗原子弹，人类引发的放射性同位素时钟开始滴答作响。
支持科学新闻业
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保有关塑造我们今天世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
所讨论的三种同位素是铯 137 和钚 239 和 240，它们需要数千年或更长时间才能衰变。已知没有天然来源的铯 137。由于随后在全球范围内引爆了数百枚此类武器，在遥远的未来，仍然会存在大量的这些同位素。就像帮助结束大约 6500 万年前的白垩纪，并可能也结束了恐龙统治的陨石一样，核爆炸可能为未来的地质学家标记出地球历史的转折点。
生物学、磁性和同位素化学是地质学家通常用来讲述深层时间变迁故事的标志，无论是奥陶纪还是人类世（后者只是第四纪的一小部分，第四纪始于 250 多万年前，在西西里岛有其自身的金钉子）。持久存在的同位素也将讲述充满二氧化碳的天空的故事，这是由燃烧化石燃料造成的。这种人类习惯已经使大气二氧化碳浓度偏移了超过百万分之 100，这通常是行星被冰雪覆盖和人类文明得以发展的更温和气候之间的浓度偏移。
这绝不是唯一的改变。氮已经被从空气中提取出来，变成植物的食物，并最终变成更多的人——行星系统中循环的氮量增加了一倍。落基山脉天空池塘中的沉积物表明，大约在 1950 年，氮开始涌入湖泊，这是一个至少 14,000 年来前所未有的事件，这种同位素记录也可能有一个非常精确的开始日期：1909 年 7 月 2 日，当时弗里茨·哈伯在德国首次演示了如何从空气中制造氨。
在格陵兰岛，冰芯中的铅同位素揭示了大约 2000 年前西班牙罗马冶炼厂造成的铅污染记录。然而，在 20 世纪，随着汽油中添加这种元素，冰记录中的铅含量真正开始飙升。最近，中国的燃煤电厂在铅污染方面占据领先地位。
正如罗马人的遗迹所表明的那样，人类留下印记已经有相当长一段时间了，如果不是在 20 世纪中期之前在所有地方都留下印记的话，那时有些人将这段时期称为“大加速”。因此，“炸弹”并不是新纪元开始的唯一提议。
人类纪元的曙光？：武器试验产生的铯和钚将持续数百万年，为新的全球性影响的岩石记录提供证据。这就是扎拉谢维奇等人认为人类世应该从这个“金钉子”开始算起的原因——这是在世界各地都可以找到的岩石中的清晰记录。
大气层试验的结束可能导致这些放射性同位素的炸弹曲线下降，但这并没有阻止地质规模的影响，例如直到 1990 年代才停止的地下原子弹爆炸产生的深成岩体。这些位于炸弹试验放射性熔核之上的破碎岩石堆可能绵延数百米，熔化的岩石量相当于一座中型火山。
概述：另一种选择是，人类世始于人们首次意识到全球人类影响之时，这一事件通常与首次全面审视地球有关，这首先是由人造卫星之后的卫星提供的。不久之后，宇航员也加入了全地球成像的行列。
碳难题：未来的岩石记录将揭示大约 1800 年后化石燃料的空缺。那时，由煤炭驱动的新型蒸汽机允许更多地生产肮脏的黑色岩石，然后这些岩石又驱动了更多的新型蒸汽机，并开启了工业革命——以及气候变化问题。而气候变化，如从冰冷的更新世世界到夏季般的全新世气候的转变，标志着地质记录中的一些过去转变。煤炭燃烧飘到世界各地的独特球形磁性矿物可以在泥炭沼泽到湖泊沉积物中找到，并可能为未来的地质学家提供这种碳燃烧的记录。
扰动的土壤：另一项提议将人类世的开始定为全球范围内广泛创造人类影响土壤的时期，称为“考古圈”，它是废物、古代基础设施、耕地和其他奇特事物的独特混合体，深度可达数十米。这不会在全球范围内创建同步的地质记录，但考古圈可能反映出人类世即使在今天也没有均匀分布的现实，并且从未来 1 亿年的角度来看，这一切可能都看起来像一个地质瞬间。这个想法大约在一个世纪前开始酝酿，当时俄罗斯地球化学家弗拉基米尔·维尔纳茨基提出，人类对土壤的改变构成了“地质历史上的新现象”。
古代甲烷：一些科学家认为人类世可以追溯到至少 10,000 年前的大规模农业的开始。亚洲沼泽水稻种植产生的甲烷可能在 6000 年前左右真正启动了这一进程，并且部分原因是维持了全新世的夏季般气候。未来的地质学家还将在沉积物岩芯和其他记录中发现从树木花粉到草本植物花粉（尤其是玉米）的稳定转变，因为农业逐渐成为人类活动的主导。这个想法可能会取代全新世，并用人类世取而代之。
大灭绝：一些人认为，早在 40,000 年前就开始的大型哺乳动物的广泛灭绝，应该被认为是任何人类引发的纪元的起点。如果再加上对火的掌握，这将使人类世至少有 13,000 年的历史，甚至可能超过 100,000 年的历史。
扎拉谢维奇是一位地质学家，他对 10,000 年后会留下什么进行了一些思考。当然，城市、塑料以及数百万个化石燃料井和矿山的某些记录将作为他所说的技术化石而持续存在。大气中二氧化碳的浓度可能仍然会因过去几十年燃烧所有化石燃料而产生的排放而失衡。在一百万年后，除非发生深刻的转变，否则气候应该已经恢复到其自然节律，但任何被海平面上升埋在沉积物中的城市都应该仍然保存完好，连同那些人为扰动的迹象，即人类引起的地下扰动，如地下核弹爆炸产生的深成岩体。这些可以保存 1000 万甚至 1 亿年，或者直到板块构造将它们抬升回地表，并将这些地层暴露在雨水中，雨水会非常缓慢地侵蚀掉这些迹象。可以肯定的是，在遥远的未来，即使是金字塔或拉什莫尔山等石头建筑也会被抹去，当代人类制造的任何东西都不会留在地表，尽管塑料物体的精细印记，比如一张黑胶唱片，可能像蕨类植物的叶状体一样在岩石中清晰可见——甚至可能可以收听。
深层时间
地质时间尺度——通常的深层时间，如宇宙本身的年龄——可能是人类思维最难掌握的科学概念之一。我们人类一代人的时间跨度约为 25 年，与一个以数十亿年为单位衡量年龄的星球不相称。
一万年是今天的人们与那些居住在土耳其恰塔尔霍裕克的人们之间的全部距离，这是一座泥砖房屋的门在屋顶上的城市。居民们似乎痴迷于豹子，睡在自己祖先的坟墓上，偶尔会保留头骨作为纪念品。在遥远的未来，是否有人会理解记录人类世这一概念的二进制代码和罗马字母的英文潦草字迹？罗塞塔石碑是解开仅仅 5000 年前的象形文字之谜所必需的，而世界对于理解古代人科动物在数十万年前留下的划痕标记仍然毫无头绪。一百万年前，智人还不存在，我们的人科祖先在非洲大草原上游荡，也许仅此而已，人口爆炸仍然遥遥无期。
从地质时间的长期来看，全新世，或“全新”，已经很特殊，是冰冷星球时期之间唯一被赋予自身纪元的夏季跨度。它也是至少在过去 40 万年最近的冰期和温暖时期之间的摇摆中，全球气候和海平面最稳定的时期。它也是过去 5.42 亿年地质记录中唯一从“现在”定义的纪元。它是公元 2000 年前 11,703 个冰层年。这转化为格陵兰岛地表以下约 1,492 米的深度，并以其自身的同位素变化为标志，这要归功于所有融化的冰。
如果人类世的金钉子结果证明是广泛的燃烧或农业，两者都占据了全新世的大部分时间，那么这可能会证明全新世作为一个纪元的末日。或者，如果铅残留物成为一个标志，那么最近的 2000 年可能会被削减掉。
人类世会是时间长河中的一瞬，还是值得一个纪元甚至更多？如果这个新纪元只持续几个世纪甚至几十年，那么 10,000 年后谁会发现它呢？如果气候变化变得灾难性——世界平均气温升高超过 6 摄氏度——地球将离开当前的第四纪地质时期（第四纪是奥陶纪的遥远后继者），并回到 3000 多万年前古近纪时期最后一次出现的温度。也许那时，人类世值得被认为是新地质时期的开始，也许被称为第五纪甚至人类纪。目前，考虑到气候变化、海平面上升和大规模灭绝的不确定未来轨迹，扎拉谢维奇和其他思考这个新纪元的地质学家更倾向于保守。
尽管如此，随着人口膨胀超过 70 亿，人类的影响仍在不断扩大。文明现在每年移动约 570 亿公吨的岩石、泥土、沙子和煤炭等物质，是世界所有河流移动的地质物质的三倍。这相当于每年约有 30 立方公里的体积被人为移动。或者，正如扎拉谢维奇在他的书我们之后的地球中写道：“作为人类，很难对人类种族有一个正确的看法。”人类世作为一个地质纪元，将人类重新置于行动的中心，成为行星戏剧的集体主角。作为一个概念，人类世代表着地质制造者将自己铭刻在自己的岩石记录中。