缅怀卓越科学家保罗·克鲁岑(1933-2021)

他探索了核冬天概念,因其在帮助理解大气臭氧损耗中的作用而获得诺贝尔奖,并创造了“人类世”一词

一个人的生活,以及随之而来的如此多其他人的生活,能够被一时的恼火情绪彻底重塑,这似乎非同寻常。但是,对于保罗·克鲁岑这位他那个时代最伟大的科学家之一——甚至可以说是所有时代最伟大的科学家之一——来说,这种非同寻常已经变得习以为常。他于1月28日因长期疾病去世。他因揭示核冬天的可能后果而闻名,并因在解读大气臭氧损耗机制中所扮演的角色而获得诺贝尔奖。他突然意识到人类最近已经偶然进入了自己创造的新的地质纪元——人类世,这引发的震荡不仅持续影响着科学界,也影响着整个学术界,现在正蔓延到全球的政治和经济领域。

这个如同爆发般辉煌的科学职业生涯是无法预测的。作为战时荷兰的一个孩子,克鲁岑幸存了臭名昭著的“饥饿冬天”,当时成千上万人丧生,包括他的一些同学。战后,他继续学业,短暂地成为一名土木工程师,服完兵役,并结识并娶了一位芬兰姑娘泰尔图——这是一个幸福的选择,因为她成为了他一生中的支柱。他一直渴望的学术生涯的机会来自于在斯德哥尔摩大学气象研究所担任计算机程序员的工作,最终这促成了他的博士学位,他选择了当时默默无闻的平流层臭氧主题,并不得不把自己重塑为一名化学家。

臭氧很快就成为了热门话题,因为地球保护性臭氧层受到的威胁变得显而易见。首先,人们开始关注大气中的氮氧化物(NOx)对臭氧的影响(他最初在牛津大学克拉伦登实验室担任博士后研究员时研究过这个问题),通过超音速平流层飞行,人们逐渐认识到人为活动可能会严重影响自然过程,这是他未来职业生涯的标志。 


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在搬到科罗拉多州博尔德市,在美国国家海洋和大气管理局和国家大气研究中心(他最终将成为主任)工作后,他的注意力转向了被认为是“惰性”的氯氟烃(CFC),这些物质被用作制冷剂和绝缘材料。克鲁岑很快就在德国美因茨的马克斯·普朗克研究所主要工作,担任大气化学系主任,他全身心投入到工作中,不仅解读了臭氧破坏的化学过程,为此他与马里奥·莫利纳和 F.谢里·罗兰共同获得了1995年诺贝尔化学奖,并且在全球范围内通过《蒙特利尔议定书》成功地禁止了氯氟烃的使用。

他在20世纪80年代与约翰·伯克斯一起提出了核战争的影响时,也表现出了他正面应对大型、棘手问题的决心,他认为注入平流层的烟尘和烟雾会导致类似冬天的环境,对农业和生命造成灾难性的影响。

他开始重新定义地球地质历史的旅程已经成为传奇。在2000年于墨西哥库埃纳瓦卡举行的国际地球生物圈计划(IGBP)科学委员会会议上,我们中的一位(WS)也在场。克鲁岑越来越恼火地听着关于全球环境参数在最近几十年里发生巨大变化的证据,这些变化被反复称为晚全新世(这是正式地质学上自上次冰河时代结束以来的11700年)。他的恼火情绪爆发成一句插话,认为我们不再处于全新世,而是处于……(停顿了一下,试图想出一个合适的词)……人类世。

这个即兴的想法引起了听众的注意,它明确了人们日益增长的认识,即地球系统最近开始以比以往数千年人类缓慢占领地球更快的速度和规模发生变化。克鲁岑的特点是积极而慷慨地发展了他的想法。他发现,“人类世”一词几年前被美国淡水生态学家尤金·斯托默独立创造出来,他在与学生和同事的讨论中使用了这个词,但与克鲁岑提出的含义不同。尽管如此,克鲁岑还是邀请斯托默共同发表了这个术语和概念,他们同年做到了(尽管他们从未见过面)。

从这个开端开始,人类世迅速发展起来。IGBP/地球系统科学界迅速将其作为他们大部分工作的中心框架概念,使用该术语作为事实上的地质纪元,接替全新世,却很少了解正式更改地质时间尺度任何部分的漫长而详尽的协议。几年后,地质学家(包括我们中的两位,JZ 和 CW)开始意识到该术语的广泛使用,开始正式分析该术语,以确定它是否真的可以满足所有地质协议。

这个过程仍在继续,正式结果尚不确定(地质时间尺度旨在抵制变化),但已经很明显,克鲁岑的直觉是正确的。人类世是真实的。

在上个世纪,地球已经获得了人类驱动的扰动的显着且不可磨灭的地质记录,并且被明确地推向了一个新的轨迹,朝着一个更温暖、生物多样性更匮乏和污染更严重的状态——这将使人类更难生存。这个令人清醒的认识很快从科学界传播到人文科学领域,促使人们重新思考他们的学科,将地球不再视为人类冒险的被动和稳定的背景,而是一个积极、高度敏感和危险的行为者。

克鲁岑对这场科学革命(事实确实如此)来说是不可或缺的。一个在地质尺度上以人类为主导的星球的概念已经断断续续地被提出几十年甚至几个世纪了,但从未被认真对待,当然也没有被地质学家认真对待。他只是在正确的时间(当足够的证据积累起来时)和在正确的公司(作为研究当代全球变化的高度活跃的国际团体的中心人物)做出了一个概念性的飞跃的正确人选(具有巨大且应有的权威)。此外,这个团体已经开始将我们的星球视为一个整体,作为一个综合的地球系统。他对全球变暖日益严重的现实的担忧导致了他对理论地球工程的争议性尝试,提出向大气中注入硫气体以减少日照。

克鲁岑在接下来的几年里继续对人类世保持密切关注,即使他的健康状况在下降。在他于美因茨的马克斯·普朗克研究所举行的80岁生日庆祝研讨会上,他提出了以人类世为主题。当人类世工作组的成员于2018年到美因茨开会时,当时身体状况非常糟糕且虚弱的克鲁岑已经三个星期没去办公室了,但他还是参加了两天漫长的详细证据展示和辩论。

他似乎一点也不占有他的心血结晶,但总是对正在进行的工作给予毫不动摇的支持和鼓励,即使地质时间尺度工作的程序性挑剔与他自己的敏捷和清晰的思维方式背道而驰。并非所有伟大的科学家都是可爱和好相处的人——克鲁岑是。他作为一个人,以及在科学领域中具有深刻重要意义的存在,都将令人无比怀念,即使他发起的革命仍在继续。

在这篇致敬文章中,我们代表人类世工作组,保罗·克鲁岑也是该组的成员。

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