什么是⼈类世?我们真的⽣活在⼈类世吗?如果是,⼈类世是从什么时候开始的?地质时间螺旋图,这是⼀种基于地球岩⽯记录的时间表示法。现在的全新世开始于约11700年前,即农业开始出现的公元前9700年。⼈类世的概念是在2000年提出的,它指的是⽬前这段许多的地球环境和过程都被⼈类活动深刻地改变了的地质时间间隔。
其实,⼈类世⽬前还不是地质时间尺度上的⼀个正式定义的地质单元,根据官⽅说法,我们仍然⽣活在始于约11700年前的全新世。2009年,国际地层学委员会成⽴了⼈类世⼯作组,他们将⼈类世定义为以⼈类活动的全球影响为标志的地质时代。值得强调的是,⼈类世的开始与⼈类活动的开始并不能混为⼀谈,这⼀点⾮常重要。⼈类世不包括⼈类最初的影响,这种影响是区域性的,并且是随着时间的推移⽽增⻓的。
此外,⼈类世⼯作组还对⼈类世作为地质时间单元的潜⼒进⾏了评估。7⽉11⽇,⼈类世⼯作组宣布,他们将加拿⼤安⼤略省的克劳福德湖,选为具有可⽤于确定⼈类世开端的沉积物记录的地点。这个地⽅究竟有和特别之处,以⾄于它能拥有可以划分不同地质时代的分界线?⾃成⽴以来,⼈类世⼯作组评估了保存在沉积物和岩⽯中的各类物理、化学和⽣物证据。
从这些研究中,⼯作组得出的结论是,⼈类世在地质时间尺度上是重要的,基本上它应该是真实存在的。从最近的人类活动对地球表⾯的运⾏过程的影响速度和程度来看,这些影响中有许多已经产⽣了不可逆转的变化,这些变化超出了全新世的⾃然变异性。他们认为,应该在国际地质时间尺度内,将⼈类世正式确定为⼀个独⽴的单元。并且根据从沉积物中记录的全球信号,他们认为⼈类世应该始于20世纪50年代。
他们在地质地层中确定了⼀系列与20世纪中期的“⼤加速”(Great Acceleration,指由⼈⼝、能源消耗、⼯业化和全球化在⼆战结束后的空前增⻓所驱动的现象)相吻合的重要指标,这些指标包括⼤⽓中热核武器试验产⽣的放射性同位素(如钚);源⾃⾼温下燃烧化⽯燃料所产⽣的碳质颗粒;微塑料;⽣物多样性的变化,包括灭绝、物种脱离⾃然范围,驯化⽣物的巨⼤扩张。
寻找“⾦钉⼦”⼈类世⼯作组认为,有必要通过⼀个被称为全球界线层型剖⾯和点位(GSSP)的物质和时间边界,也就是通常被称为的“⾦钉⼦”,来确定它的参照地点。“⾦钉⼦”也是最被⼴泛接受的对过去5.4亿年的地质单元进⾏形式化的⽅法。⾃2019年以来,⼈类世⼯作组与众多研究实验室之间的合作项⽬⼀直在进⾏,他们开展了⼀项名为“⼈类世课程”的国际倡议。
在这⼀倡议中,他们最初将位于五⼤洲的⼋个不同的地质环境中的可成为“⾦钉⼦”的不同地质区域提交了12份详细的计划。最后,他们对其中9个参考地点进⾏了详细评估。这些适合的候选者是那些含有薄层沉积物的岩⽯,这些沉积物可以被年复⼀年地分析,它们的年龄也可以通过放射性元素的存在来加以证实,使研究⼈员可以获得完整的沉积物记录。
为确定GSSP⽽建⽴的地层程序在地质学上已经标准化,⽽且对于任何地质年代的定义都是通⽤的。因此,能成为“⾦钉⼦”的地⽅需要在当地有着⼀个⾁眼可⻅的物理标记,以及⾄少⼀个可以在同⼀时期和全球各地的沉积物和岩⽯中发现的指示信号,例如地球化学变化。⼤多数计划都建议将钚确定为主要指标,并提出⼈类世始于这种放射性元素的增加。
获胜者是……从2022年10⽉开始,⼈类世⼯作组对每个候选地点的优劣势进⾏了初步讨论,将名单缩⼩到三个。结果表明,最相关地质剖⾯位于⽇本的别府湾、中国的四海⻰湾湖,还有加拿⼤的克劳福德湖。在对钚信号的性质进⾏了详细分析和重新投票后,中国的四海⻰湾湖和加拿⼤的克劳福德湖泊进⼊了决赛。这两个湖都有记录着环境随时间变化的年际沉积层。最终,克劳福德湖获得了61%的选票,被选为⼈类世的GSSP。
克劳福德湖的表⾯积只有2.4公顷,但深度却有24⽶。这个湖泊是当⼀个⽯灰岩洞⽳坍塌,⽔淹没了洞⽳时形成的。因为它的深度太深,因此底层的⽔与上层的⽔不能混合。每年夏天,随着湖泊变暖,碳酸钙就会沉淀,下降到湖底,形成⼀个独特的⽩⾊沉积层。每年冬天,沉积在湖底的则是深⾊的有机层。这种年际的层级演替,成了岁⽉流逝的视觉标志。
在Nature的⼀段采访报道中,中国科学院地球环境研究所的地球化学家韩永明表示,与会受到附近的多伦多影响的克劳福德湖不同,四海⻰湾湖相对受到更少当地影响的⼲扰,因此包含了更⼴泛的变化记录。因此他⽆法理解,为何⼀个更具全球代表性的定义⼈类世的候选会最后的⻆逐中败北。