人类世造就“热室地球”(1)
与地球46亿年的历史相比,人类短短300万年的历史犹如“一瞬间”,然而,就在这“一瞬间”,人类已将自己的印记深深“烙”在了这颗蓝色星球上。
地球迈入人类世
在2000年一个国际会议上,诺贝尔奖获得者、大气化学家保罗·克鲁岑,受不了主讲人反复强调地球正处于全新世(一个覆盖了从1.8万年前到今天的地质年代)的看法,提出了“人类世”的概念。![](/images/paper/1002-9567/201820/20182005-1-l.jpg)
人类的各项活动深刻地影响着地球的演变
2002年,《自然》杂志发表了他的文章《人类地理学》,在这篇文章里,保罗·克鲁岑正式提出“人类世”的概念,并对“人类世”一词给出了具体阐释:“自1784年瓦特发明蒸汽机以来,人类的作用越来越成为一个重要的地质营力;全新世已经结束,当今的地球已进入一个人类主导的新的地球地质时代—人类世。”
“人类世”概念的核心在于,人类活动对地球的影响已经大大超过了自然变化的影响,尤其是自工业革命以来,人类在土地利用、建坝挖河、水资源利用等方面极大地改变了地球的面貌和环境,更为重要的是,人类活动改变了大气成分,化石燃料的巨量燃烧造成大气中温室气体浓度飙升,改变了气候变化的方式,地球的历史演变自此进入了全新的阶段。
在过去的300年间,地球面貌发生了翻天覆地的变化。全球人口增长了10倍以上,克鲁岑在2002年发表文章的时候,全球人口为60亿左右,而到2018年初,全球人口已经飙升到了74.4亿以上。因为化石燃料燃烧引起大气中温室气体增加,2002年,大气中的二氧化碳浓度达到370ppm(百万分之一浓度),比工业革命前高30%;到2018年中期,大气中的二氧化碳浓度达到410ppm以上,这比工业革命前高了45%以上,比过去80万年中的任何时候都高,甚至是过去300万~500万年以来的最高值。![](/images/paper/1002-9567/201820/20182005-2-l.jpg)
克鲁岑把人类世的起始地质年代精确定为1784年,即从瓦特改良蒸汽机开始。而人类世的最后时限,应当是到人类自然消亡的那一天,这个时间长度目前未知,保守估计至少应该有数万年。
按照克鲁岑的说法,除非发生全球巨灾,例如小行星撞击、世界大战以及全球性瘟疫等,彻底改变全球的演变历程,人类将始终是影响地球未来环境的最主要因子,这一影响也许会持续很多年,因此在人类世里,科学家和工程师们任务艰巨,他们需要为人类寻找一条可以保持环境继续稳定发展的新路,毕竟在人类世里,一切都是未知,在地球历史上没有经验可供借鉴。
尽管围绕着人类世的概念还有很多学术争议,但是人类世的概念深刻影响了全球各界看待世界的方式。我国“黄土学之父”、已故著名地质学家刘东生院士指出:“人类世的提出是一个值得考虑的问题,因为它不仅是一个地质学分期的问题,同时还涉及到人在自然界的地位的问题和人类认识自己的问题。”
2011年5月,约20名诺贝尔奖得主向联合国提交《斯德哥尔摩备忘录》,建议将人类现在所处地质年代改为人类世。
2016年,《科学》杂志发表综述《人类世在功能上和地层上与全新世截然不同》,来自英国地质调查局的科林·沃特斯等人依据大量数据,提出人类世应该被认作是一个新的地质时间单位,其开始的时间应该为20世纪中期,即1950年左右,当时核能时代开始、人口膨胀、工业急剧发展、矿产和能源加快使用。人类活动给地球留下了无处不在而且持久的印记,与之前的全新世截然可分。![](/images/paper/1002-9567/201820/20182005-3-l.jpg)
2016年8月29日,第35届国际地质大会在南非召开,会议正式通过“人类纪”“人类世”和“人类期”的概念,随着地质年表的修订,被世界公认的人类世彻底到来。
人类世的气候挑战
人类世概念的确定,标志着地球气候系统的演变再也不是纯“自然”的过程,人类活动不断参与气候系统的演变并起到重要作用。
根据对两极冰芯的分析,自从进入第四纪以来,随着地球轨道参数的变化,地球气候大概维持着10万年左右的周期,進行冰期-间冰期-下一个冰期……的循环演变。自从全新世以来,地球进入温暖的间冰期,高纬度冰雪消融,海平面上升,农业和生产工具不断进步,人类社会繁荣发展。
全新世里,人类成为地球系统演变里不可忽视的力量,甚至成为重要的改变因子。人类活动已经改造了至少50%的陆地表面,对生物多样性、土壤结构和气候都造成了重大影响。人类每年向大气排放1.6亿吨二氧化硫,这是所有自然排放量的两倍以上。人类燃烧化石燃料产生的氮氧化物总量,远远超过自然过程的排放量。人类活动引发的风化率比自然风化率高出一个数量级。更为重要的是,人类活动引起大气中温室气体数量飙升,目前大气中的二氧化碳浓度达到410ppmv(体积比,百万分之一),这比过去至少80万年中的任何时候都高,由此导致全球温度升高,目前的地球气温几乎和第四纪里间冰期的历史最高温度一样高。
2018年8月6日,由瑞典学者威尔·史蒂芬领衔,澳大利亚国立大学、瑞典斯德哥尔摩大学、丹麦哥本哈根大学和德国波茨坦气候影响研究所等研究机构的科学家共同撰写的文章发表在《美国国家科学院院刊》上,文章分析了人类世里地球气候系统的可能演变轨迹。他们指出,在全球变暖的过程中,地球系统存在不少的临界点,如果超过这些临界点,容易引起多米诺骨牌式的正反馈过程,突破一个个临界点,会使得地球气候系统脱离冰期-间冰期的旋回/循环,最终导致地球系统不可避免地滑入“热室地球”的深渊。在“热室地球”状况下,全球平均气温较工业革命前高4~5℃,这将超过数百万年间冰期的最高温,甚至比中新世时期的气温还高,海平面比今天高10~60米。 (魏科)
地球迈入人类世
在2000年一个国际会议上,诺贝尔奖获得者、大气化学家保罗·克鲁岑,受不了主讲人反复强调地球正处于全新世(一个覆盖了从1.8万年前到今天的地质年代)的看法,提出了“人类世”的概念。
![](/images/paper/1002-9567/201820/20182005-1-l.jpg)
人类的各项活动深刻地影响着地球的演变
2002年,《自然》杂志发表了他的文章《人类地理学》,在这篇文章里,保罗·克鲁岑正式提出“人类世”的概念,并对“人类世”一词给出了具体阐释:“自1784年瓦特发明蒸汽机以来,人类的作用越来越成为一个重要的地质营力;全新世已经结束,当今的地球已进入一个人类主导的新的地球地质时代—人类世。”
“人类世”概念的核心在于,人类活动对地球的影响已经大大超过了自然变化的影响,尤其是自工业革命以来,人类在土地利用、建坝挖河、水资源利用等方面极大地改变了地球的面貌和环境,更为重要的是,人类活动改变了大气成分,化石燃料的巨量燃烧造成大气中温室气体浓度飙升,改变了气候变化的方式,地球的历史演变自此进入了全新的阶段。
在过去的300年间,地球面貌发生了翻天覆地的变化。全球人口增长了10倍以上,克鲁岑在2002年发表文章的时候,全球人口为60亿左右,而到2018年初,全球人口已经飙升到了74.4亿以上。因为化石燃料燃烧引起大气中温室气体增加,2002年,大气中的二氧化碳浓度达到370ppm(百万分之一浓度),比工业革命前高30%;到2018年中期,大气中的二氧化碳浓度达到410ppm以上,这比工业革命前高了45%以上,比过去80万年中的任何时候都高,甚至是过去300万~500万年以来的最高值。
![](/images/paper/1002-9567/201820/20182005-2-l.jpg)
克鲁岑把人类世的起始地质年代精确定为1784年,即从瓦特改良蒸汽机开始。而人类世的最后时限,应当是到人类自然消亡的那一天,这个时间长度目前未知,保守估计至少应该有数万年。
按照克鲁岑的说法,除非发生全球巨灾,例如小行星撞击、世界大战以及全球性瘟疫等,彻底改变全球的演变历程,人类将始终是影响地球未来环境的最主要因子,这一影响也许会持续很多年,因此在人类世里,科学家和工程师们任务艰巨,他们需要为人类寻找一条可以保持环境继续稳定发展的新路,毕竟在人类世里,一切都是未知,在地球历史上没有经验可供借鉴。
尽管围绕着人类世的概念还有很多学术争议,但是人类世的概念深刻影响了全球各界看待世界的方式。我国“黄土学之父”、已故著名地质学家刘东生院士指出:“人类世的提出是一个值得考虑的问题,因为它不仅是一个地质学分期的问题,同时还涉及到人在自然界的地位的问题和人类认识自己的问题。”
2011年5月,约20名诺贝尔奖得主向联合国提交《斯德哥尔摩备忘录》,建议将人类现在所处地质年代改为人类世。
2016年,《科学》杂志发表综述《人类世在功能上和地层上与全新世截然不同》,来自英国地质调查局的科林·沃特斯等人依据大量数据,提出人类世应该被认作是一个新的地质时间单位,其开始的时间应该为20世纪中期,即1950年左右,当时核能时代开始、人口膨胀、工业急剧发展、矿产和能源加快使用。人类活动给地球留下了无处不在而且持久的印记,与之前的全新世截然可分。
![](/images/paper/1002-9567/201820/20182005-3-l.jpg)
2016年8月29日,第35届国际地质大会在南非召开,会议正式通过“人类纪”“人类世”和“人类期”的概念,随着地质年表的修订,被世界公认的人类世彻底到来。
人类世的气候挑战
人类世概念的确定,标志着地球气候系统的演变再也不是纯“自然”的过程,人类活动不断参与气候系统的演变并起到重要作用。
根据对两极冰芯的分析,自从进入第四纪以来,随着地球轨道参数的变化,地球气候大概维持着10万年左右的周期,進行冰期-间冰期-下一个冰期……的循环演变。自从全新世以来,地球进入温暖的间冰期,高纬度冰雪消融,海平面上升,农业和生产工具不断进步,人类社会繁荣发展。
全新世里,人类成为地球系统演变里不可忽视的力量,甚至成为重要的改变因子。人类活动已经改造了至少50%的陆地表面,对生物多样性、土壤结构和气候都造成了重大影响。人类每年向大气排放1.6亿吨二氧化硫,这是所有自然排放量的两倍以上。人类燃烧化石燃料产生的氮氧化物总量,远远超过自然过程的排放量。人类活动引发的风化率比自然风化率高出一个数量级。更为重要的是,人类活动引起大气中温室气体数量飙升,目前大气中的二氧化碳浓度达到410ppmv(体积比,百万分之一),这比过去至少80万年中的任何时候都高,由此导致全球温度升高,目前的地球气温几乎和第四纪里间冰期的历史最高温度一样高。
2018年8月6日,由瑞典学者威尔·史蒂芬领衔,澳大利亚国立大学、瑞典斯德哥尔摩大学、丹麦哥本哈根大学和德国波茨坦气候影响研究所等研究机构的科学家共同撰写的文章发表在《美国国家科学院院刊》上,文章分析了人类世里地球气候系统的可能演变轨迹。他们指出,在全球变暖的过程中,地球系统存在不少的临界点,如果超过这些临界点,容易引起多米诺骨牌式的正反馈过程,突破一个个临界点,会使得地球气候系统脱离冰期-间冰期的旋回/循环,最终导致地球系统不可避免地滑入“热室地球”的深渊。在“热室地球”状况下,全球平均气温较工业革命前高4~5℃,这将超过数百万年间冰期的最高温,甚至比中新世时期的气温还高,海平面比今天高10~60米。 (魏科)