美洲大規模死亡開啟新的二氧化碳時代

一項新提議將人類世的起點定為小冰期和哥倫布大交換


關於支援科學新聞報道

如果您喜歡這篇文章,請考慮訂閱以支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。 透過購買訂閱,您正在幫助確保未來能夠產出關於塑造我們當今世界的發現和想法的有影響力的報道。


大氣層記錄了1492年之後發生的大規模死亡、奴隸制和戰爭。估計有5000萬美洲原住民死於天花和戰爭,以及非洲人為在新近人口減少的美洲工作而被奴役——這使得森林得以在以前的農田裡生長。到1610年,所有這些樹木的生長已經從空氣中吸收了足夠的二氧化碳,導致大氣中最主要的溫室氣體濃度至少下降了百萬分之七,並開啟了小冰期。根據這一劇烈的轉變,這項新研究的作者認為,1610年應該被視為一個新的、擬議的地質時代的開始日期——人類世,或近期的人類時代。
 
“將人類世定位在這個時間點突出了這樣一種觀點,即殖民主義、全球貿易以及對財富和利潤的渴望開始推動地球走向新的狀態,”利茲大學和倫敦大學學院的生態學家西蒙·劉易斯認為。“我們是自然界的地質力量,但這種力量不同於任何其他自然力量,因為它具有反身性,可以被使用、撤回或修改。”
 
劉易斯和他的倫敦大學學院同事,地質學家馬克·馬斯林,將大氣中二氧化碳的減少稱為“世界峰值(Orbis spike)”,這個詞來自拉丁語,意思是世界,因為在1492年之後,人類文明逐漸全球化。他們論證說,人類對地球的影響已經足夠劇烈,值得正式承認人類世,並且“世界峰值”應該作為這個新時代開始的標誌,這一觀點發表在3月12日的《自然》雜誌上。(《大眾科學》是自然出版集團的一部分。)



人類世並不是一個新概念。早在18世紀,第一次嘗試闡述地球地質歷史的科學嘗試就以人類時代結束。到19世紀,這個概念已經很普遍,在地質學教科書中以“人類岩層”或“人類時代”出現。但是到了20世紀中期,全新世的概念——這個詞在希臘語中意思是“完全最近”,指的是大冰蓋消退的最近時期——佔據了主導地位,並將人類作為當前時代的重要組成部分,但不是決定性的因素。
 
從地質學家到氣候學家,科學家們認為這個概念不再充分。人類的影響已經變得太大,無論是發明所謂的哈伯-博世法從空氣中提取重要營養物質以支援農業而釋放到世界上的氮洪水,還是現在文明所移動的泥土和岩石比世界上所有河流的總和還要多。
 
研究人員已經提出了關於這個假想的新時代可能開始的各種提議。一些人將其與大約5萬年前大型哺乳動物的大滅絕開始聯絡起來,例如長毛猛獁象和巨型袋鼠,或者與大約1萬年前農業的出現聯絡起來。另一些人則認為人類世更加近代,與有效的燃煤蒸汽機發明後大氣中二氧化碳濃度開始上升有關。
 
目前最突出的提議將人類世的開始與核時代聯絡起來——長壽命的放射性核素在岩石中留下長久的記錄。1950年左右人類人口和從銅到玉米的所有消費的激增,被稱為“大加速”,它與核標記大致一致,塑膠和其他工業社會遺蹟的出現也與此一致,萊斯特大學的揚·扎拉謝維奇將這些工業遺蹟稱為技術化石,他是負責倡導將人類世納入地質時間尺度的研究小組的地質學家。然後,放射性核素可以作為地質學家所說的全球地層剖面和點,更通常被稱為“金釘子”。也許最著名的金釘子是在突尼西亞艾爾凱夫附近暴露的岩石中發現的薄薄的銥層,它講述了大約6500萬年前終結恐龍統治的行星撞擊事件,從而標誌著白堊紀的結束。


 
劉易斯和馬斯林拒絕放射性核素峰值,因為它沒有與“改變世界的事件”聯絡在一起——至少目前還沒有——儘管它是岩石中清晰的訊號。另一方面,他們1610年的“世界峰值”既反映了最近的二氧化碳最低點,也反映了當時世界各地植物和動物的重新分佈,這是一個字面意義上的世界改變。
 
就像標誌著恐龍滅絕的金釘子一樣,擬議的“世界峰值”本身將與1610年左右大氣二氧化碳濃度的低點聯絡起來,這是在冰芯中記錄下來的,微小的被困氣泡暴露了過去的大氣。進一步的地質證據將來自當時在歐洲和亞洲採集的沉積物巖芯中出現的玉米花粉,以及其他將補充二氧化碳記錄的指標。因此,研究冰芯、泥漿甚至岩石的科學家將在未來發現這種劃時代的轉變。


 
二氧化碳的下降與氣候學家所稱的小冰期相吻合。劉易斯和馬斯林認為,這種降溫事件可能與疾病和戰爭造成的大規模死亡後,人類遺棄的大約5000萬公頃土地上再生的森林和其他植物有關。而且不僅僅是數百萬美國人的死亡,多達兩個大陸總人口的四分之三的人死亡。為在新土地上勞作而被奴役(或死亡)的多達2800萬非洲人也可能加劇了氣候影響。受奴隸貿易影響最嚴重的西北非地區的人口直到19世紀末才開始恢復。換句話說,從1600年到1900年左右,該地區的許多地方可能一直在重新生長森林,足以吸收二氧化碳,就像亞馬遜和北美大森林的再生一樣,儘管這一假設仍存在一些爭議。
 
無論是在1610年、1945年還是公元前5萬年,新的命名都意味著我們生活在一個新的人類世,它是第四紀的一部分,第四紀始於250多萬年前,大規模冰川的週期性生長和退縮的出現。第四紀是新生代(“近代生命”)的一部分,新生代開始於6600萬年前,而新生代又屬於顯生宙(“顯現的生命”)的一部分,顯生宙開始於5.41億年前,涵蓋了在這個星球上存在過的所有複雜生命。最終,人類世可能會取代它的老對手全新世。“它之所以被指定為一個時代,而其他間冰期沒有被指定,是因為早在18世紀,地質學家認為人類是一個非常晚近的物種,透過神聖干預或在全新世在地球上進化而來,”劉易斯認為,但科學家現在知道智人是在20多萬年前的更新世出現的。“人類是更新世的物種,因此稱全新世為時代是過去的遺蹟。”
 
馬斯林建議將全新世降級為更新世內的一個階段,就像地質記錄中的其他間冰期一樣。但是扎拉謝維奇不同意這種擺脫全新世的努力。“我不認為有必要,”他說。“在全球範圍內系統地追溯全新世-人類世邊界將以各種方式成為一個非常有啟發意義的過程。”
 
人類在過去幾個世紀甚至更長時間裡所造成的改變將在未來回響——無論是透過移植的物種,如蚯蚓或貓;湖泊沉積物中的農作物花粉;甚至是整個化石化的城市。儘管如此,無論人類世開始於幾十年、幾百年還是幾千年前,它都只佔地球歷史的一小部分。而這個新時代可能會很快結束,也可能持續數千年,這取決於我們物種現在所做的選擇。“擁抱人類世顛覆了人類越來越微不足道的500年的科學發現,”馬斯林指出。“我們認為,智人對生命所知的唯一存在場所的未來至關重要。”
 

© .