緬懷卓越科學家保羅·克魯岑(1933-2021)

他探索了核冬天概念,因其在幫助理解大氣臭氧損耗中的作用而獲得諾貝爾獎,並創造了“人類世”一詞

一個人的生活,以及隨之而來的如此多其他人的生活,能夠被一時的惱火情緒徹底重塑,這似乎非同尋常。但是,對於保羅·克魯岑這位他那個時代最偉大的科學家之一——甚至可以說是所有時代最偉大的科學家之一——來說,這種非同尋常已經變得習以為常。他於1月28日因長期疾病去世。他因揭示核冬天的可能後果而聞名,並因在解讀大氣臭氧損耗機制中所扮演的角色而獲得諾貝爾獎。他突然意識到人類最近已經偶然進入了自己創造的新的地質紀元——人類世,這引發的震盪不僅持續影響著科學界,也影響著整個學術界,現在正蔓延到全球的政治和經濟領域。

這個如同爆發般輝煌的科學職業生涯是無法預測的。作為戰時荷蘭的一個孩子,克魯岑倖存了臭名昭著的“飢餓冬天”,當時成千上萬人喪生,包括他的一些同學。戰後,他繼續學業,短暫地成為一名土木工程師,服完兵役,並結識並娶了一位芬蘭姑娘泰爾圖——這是一個幸福的選擇,因為她成為了他一生中的支柱。他一直渴望的學術生涯的機會來自於在斯德哥爾摩大學氣象研究所擔任計算機程式設計師的工作,最終這促成了他的博士學位,他選擇了當時默默無聞的平流層臭氧主題,並不得不把自己重塑為一名化學家。

臭氧很快就成為了熱門話題,因為地球保護性臭氧層受到的威脅變得顯而易見。首先,人們開始關注大氣中的氮氧化物(NOx)對臭氧的影響(他最初在牛津大學克拉倫登實驗室擔任博士後研究員時研究過這個問題),透過超音速平流層飛行,人們逐漸認識到人為活動可能會嚴重影響自然過程,這是他未來職業生涯的標誌。 


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在搬到科羅拉多州博爾德市,在美國國家海洋和大氣管理局和國家大氣研究中心(他最終將成為主任)工作後,他的注意力轉向了被認為是“惰性”的氯氟烴(CFC),這些物質被用作製冷劑和絕緣材料。克魯岑很快就在德國美因茨的馬克斯·普朗克研究所主要工作,擔任大氣化學系主任,他全身心投入到工作中,不僅解讀了臭氧破壞的化學過程,為此他與馬里奧·莫利納和 F.謝里·羅蘭共同獲得了1995年諾貝爾化學獎,並且在全球範圍內透過《蒙特利爾議定書》成功地禁止了氯氟烴的使用。

他在20世紀80年代與約翰·伯克斯一起提出了核戰爭的影響時,也表現出了他正面應對大型、棘手問題的決心,他認為注入平流層的煙塵和煙霧會導致類似冬天的環境,對農業和生命造成災難性的影響。

他開始重新定義地球地質歷史的旅程已經成為傳奇。在2000年於墨西哥庫埃納瓦卡舉行的國際地球生物圈計劃(IGBP)科學委員會會議上,我們中的一位(WS)也在場。克魯岑越來越惱火地聽著關於全球環境引數在最近幾十年裡發生巨大變化的證據,這些變化被反覆稱為晚全新世(這是正式地質學上自上次冰河時代結束以來的11700年)。他的惱火情緒爆發成一句插話,認為我們不再處於全新世,而是處於……(停頓了一下,試圖想出一個合適的詞)……人類世。

這個即興的想法引起了聽眾的注意,它明確了人們日益增長的認識,即地球系統最近開始以比以往數千年人類緩慢佔領地球更快的速度和規模發生變化。克魯岑的特點是積極而慷慨地發展了他的想法。他發現,“人類世”一詞幾年前被美國淡水生態學家尤金·斯托默獨立創造出來,他在與學生和同事的討論中使用了這個詞,但與克魯岑提出的含義不同。儘管如此,克魯岑還是邀請斯托默共同發表了這個術語和概念,他們同年做到了(儘管他們從未見過面)。

從這個開端開始,人類世迅速發展起來。IGBP/地球系統科學界迅速將其作為他們大部分工作的中心框架概念,使用該術語作為事實上的地質紀元,接替全新世,卻很少了解正式更改地質時間尺度任何部分的漫長而詳盡的協議。幾年後,地質學家(包括我們中的兩位,JZ 和 CW)開始意識到該術語的廣泛使用,開始正式分析該術語,以確定它是否真的可以滿足所有地質協議。

這個過程仍在繼續,正式結果尚不確定(地質時間尺度旨在抵制變化),但已經很明顯,克魯岑的直覺是正確的。人類世是真實的。

在上個世紀,地球已經獲得了人類驅動的擾動的顯著且不可磨滅的地質記錄,並且被明確地推向了一個新的軌跡,朝著一個更溫暖、生物多樣性更匱乏和汙染更嚴重的狀態——這將使人類更難生存。這個令人清醒的認識很快從科學界傳播到人文科學領域,促使人們重新思考他們的學科,將地球不再視為人類冒險的被動和穩定的背景,而是一個積極、高度敏感和危險的行為者。

克魯岑對這場科學革命(事實確實如此)來說是不可或缺的。一個在地質尺度上以人類為主導的星球的概念已經斷斷續續地被提出幾十年甚至幾個世紀了,但從未被認真對待,當然也沒有被地質學家認真對待。他只是在正確的時間(當足夠的證據積累起來時)和在正確的公司(作為研究當代全球變化的高度活躍的國際團體的中心人物)做出了一個概念性的飛躍的正確人選(具有巨大且應有的權威)。此外,這個團體已經開始將我們的星球視為一個整體,作為一個綜合的地球系統。他對全球變暖日益嚴重的現實的擔憂導致了他對理論地球工程的爭議性嘗試,提出向大氣中注入硫氣體以減少日照。

克魯岑在接下來的幾年裡繼續對人類世保持密切關注,即使他的健康狀況在下降。在他於美因茨的馬克斯·普朗克研究所舉行的80歲生日慶祝研討會上,他提出了以人類世為主題。當人類世工作組的成員於2018年到美因茨開會時,當時身體狀況非常糟糕且虛弱的克魯岑已經三個星期沒去辦公室了,但他還是參加了兩天漫長的詳細證據展示和辯論。

他似乎一點也不佔有他的心血結晶,但總是對正在進行的工作給予毫不動搖的支援和鼓勵,即使地質時間尺度工作的程式性挑剔與他自己的敏捷和清晰的思維方式背道而馳。並非所有偉大的科學家都是可愛和好相處的人——克魯岑是。他作為一個人,以及在科學領域中具有深刻重要意義的存在,都將令人無比懷念,即使他發起的革命仍在繼續。

在這篇致敬文章中,我們代表人類世工作組,保羅·克魯岑也是該組的成員。

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