深時

死亡的事物、冰芯中的氣泡、沉積物層:它們共同證明了大氣改變地球的力量

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點。


對於一個經常開會遲到的人來說,我花了很多時間思考時間。我的職業生涯始於天體物理學,在那裡,光速的快速但有限的速度將時間和空間混合在一起。當我們抬頭仰望時,我們看到的是數百萬年前死去的遙遠星系的幽靈。那裡存在一種不對稱,讓人覺得有些不公平。我們可以看到數十億年前的過去,但在另一個方向上卻看不到任何東西。我的論文是關於時間和它以一種有趣的方式只朝著一個方向執行的。空間允許你逆轉自己,承認錯誤並重溯你的步驟。時間則不那麼寬容。它在你不同意的情況下,不可避免地把你帶入未來。

有數百億億顆其他行星,我認識的人中沒有一個住在其中任何一顆上。據我所知,這是宇宙中唯一的好地方。我確信那裡有其他文明,像我們一樣的人們向虛空中傳送資訊。當我們收到這些資訊時,他們都將已經死去。時間就是這樣運作的。

宇宙大爆炸發生後大約九十億年(當然,“大約”比任何生命存在的時間都要長數億年),地獄出現了。在它成為地球之前,它是地球上的地獄,一個沸騰的岩石和充滿二氧化碳的大氣層組成的冥古代。這對生命來說是一個不適宜生存的環境,所以生命出現了並蓬勃發展。生物死亡,它們的身體在岩石上留下印記,證明了它們的短暫生命和它們所處的深時。從宇宙的角度來看,一顆行星上的深時淺薄得令人難以置信。但它過去了,向前推進到此刻,從轉變到現在的時刻。


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我現在把生命都用來研究唯一的好地方。我的時間概念在一個方向上被壓縮,在另一個方向上被擴充套件。衛星時代大致涵蓋了我自己的生命週期;我分析基於太空的觀測,這些觀測揭示了我所經歷的氣候變化,並在一定程度上幫助導致了這些變化。我使用物理定律與各種近似值拼湊在一起,來瞥見未來,我最終將死去的星球。

當然,我的生命在人類歷史的長河中是微不足道的,在地球的存在中只是一個短暫的閃爍,在宇宙的跨度中毫無意義。我自己的深時可以追溯到三十多年前,那時我和父親在奧倫坦吉河畔度過快樂的週六,尋找化石。在甜甜圈店和克羅格超市旁邊的醜陋公園裡,有過去世界的痕跡,印刻著距今四億年前的時光。岩石時間是可見的,而時空則不是。當你觀察一個星系時,你看到的是一個處於輝煌時代的死物。當你觀察化石時,你看到的是一個死物。

我很幸運地被能夠傾聽過去的同事所包圍。死亡的事物攜帶著關於它們死亡世界的資訊,這個星球已經被翻轉、犁過,並多次被具有新生命和新氣候的新星球所取代。它們帶有板塊構造和地球軌道變化、大氣化學成分波動以及與來自太空的岩石碰撞的印記。死亡的事物、冰芯中的氣泡、沉積物層:它們共同提供了對過去景象的窺視。它們證明了大氣改變地球的力量。

大氣已經改變了很多次。我們現在正在改變它。也許上次二氧化碳濃度如此之高是在三百萬年前,當時海平面高出二十五米,地球溫度高出兩三度。也許我們已經超越了這一點,正在前往中新世(大約兩千萬年前),然後是始新世(五千萬年前),一個北極有棕櫚樹和鱷魚的時代。

我發現,研究地球過去的科學家往往對它的未來最為警惕。畢竟,他們知道地球能夠做什麼。但最終,我們所去的地方可能沒有任何真正的類似物。過去不是未來:歷史會重演,但永遠不會完全一樣。深時是一部漫長的電影,它的幀被數十萬甚至數百萬年分隔開。在這段時間裡會發生很多事情。我們將過去視為已安定平衡的快照,這些快照中的條件隨著時間的推移與施加的變化相協調。它們不是我們現在所處的短暫、動盪狀態的忠實指南。我們可能正在走向與地球整個歷史中任何事物都截然不同的境地。我們可能有能力阻止它。我們所知道的是,這一次,它將是不同的。

Kate Marvel is a climate scientist at Columbia University and NASA’s Goddard Institute for Space Studies. She received a Ph.D. in theoretical physics from the University of Cambridge and has worked at Stanford University, the Carnegie Institution and Lawrence Livermore National Laboratory. Her writing has appeared in 大眾科學, the On Being podcast and Nautilus magazine. Marvel has given talks in places as diverse as comedy clubs, prisons and the TED main stage.

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