汪品先院士：人类世——在古今之间拆墙 ︱大家

科学界有一堵看不见的墙：时间的墙，古今之间的墙。人类生活里的今和地质学里的古，时间尺度相差悬殊，难以沟通。

地质学的古记录在石头里，讲的是移山倒海、海枯石烂，动不动就是几百万年；而生活里的山和海是不变的，只有这样的山盟海誓才会有价值。

这样一来，“现代过程”和“地质过程”之间原来的古今界限就变得模糊起来，于是21世纪刚一开始，就出现了“人类世”（Anthropocene）的新概念。

从地球系统的角度看，所谓“全球变化”就是人类活动改变了地球表层系统自然运行轨道；换句话说，是具有智能的人类已经成为地球系统前所未有的一种营力。

科学界其实很早就注意到人类智慧对自然过程的影响，八九十年前，苏联地球化学家弗拉基米尔•维尔纳茨基（Vladimir I. Vernadsky）和法国古生物学家德日进神父（Pierre Teilhard de Chardin）、法国哲学家爱德华• 勒罗伊（Édouard Le Roy）三位共同提出了“智慧圈”（noosphere）的概念，用来标志地球进入了有人类作用介入的新时期。可惜这些先哲的预见，并没有引起当时社会的注意。  

重要的转折发生在世纪之交。

在当前全球变化研究的高潮中，诺贝尔奖得主、荷兰的大气化学家保罗•克鲁岑（Paul J. Crutzen）为一份名气不大的“通讯”刊物撰写了一篇短文，提议将工业化以来的现代划作一个新的地质时期，叫作“人类世”，以强调人类在地质学和生态学中的特殊作用，并区别于冰期后的“全新世”。

想不到一石激起千层浪，人类世的建议立即获得热烈响应，我国最先响应的是刘东生先生。此后的15年里，世界上至少发表了300 篇国际论文、创刊了三种新学报专门讨论人类世，包括自然科学和社会科学在内。

人类世的提出，把“现代”和地质历史上“古代”的概念，在地球系统的背景上统一起来，从而推倒了古今之间在学术上的隔墙，用地质的眼光看今天，同时也促进了用现代过程的眼光去看地质历史。

正因为认识到了这种差异，才能刻画出地球系统的动态性质，才为古今一体化奠定了基础。

这种影响遍及地球表面过程的各个学科，从地貌学看，人类改变了地球一半以上陆地的地形和物质通量，世界上大河的河道基本上都因为筑坝而发生变化，森林开发和农耕土地改变了剥蚀和沉积的速率，使得“人类活动地貌学”走红。

从沉积学看，人类活动加速水土流失在3000年前已经开始，到1000年前尤为加剧。但是更大的变化发生在20世纪的50年代，不但因为筑坝降低了沉积物入海流量，而且随着工业发展，沉积物里的塑料、工业黑炭、水泥屑等大量出现，成为辨识人类世地层的“技术化石”。

尤其是塑料，由于其快速改进和广泛传播，有希望成为人类世地层划分的“标准化石”；至于小于5毫米的“微塑料”已经被当作沉积颗粒，通过粒度和成分分析，用于近海的人类世沉积学研究。

人类世提出以来虽然为时不久，但是围绕人类世的争论却从未间断，很大程度上来自地层学。导火线是关于人类世开始的年代，有一部分科学家力主将其正式纳入国际地层表，成为完整意义上的地层单元。

然而地质学里的地层单元，必须有明确的上下界面；作为国际地层单元，更需要有全球层型剖面和地点（Global Stratotype Section and Point，简称GSSP），也就是所谓的“金钉子”。比如2.5亿年前古生代和中生代分界的金钉子，就在浙江长兴的煤山，一个新兴的旅游点。

这些年来，一些科学家正在寻找人类世下界的金钉子，也就是人类世开始的时间。

克鲁岑在2000 年的文章里只是笼统讲了人类世始于工业化，也就是200年前。但究竟划在什么时候，意见发生了分歧，归纳起来无非有远、近两大类：近的放在几百年内，远的放在几千年前。

主张近的意见是划在1800 年前后，也就是工业化开始、大量使用矿物燃料的时间，大气CO₂浓度从工业化前的270 ppm～275 ppm上升到1950年的310 ppm，但是CO₂浓度上升是个渐变过程，没有明确的界线。

于是另一种主张是取20世纪50年代的核试验作为人类世的下界，因为当时大气受到核污染，放射性碳（¹⁴C）的含量剧增，很容易通过Δ¹⁴C值加以辨识；具体说，可以划在1945年7月16日，也就是第一颗原子弹爆炸的日子。

也有人认为论影响之大，应当选在“地理大发现”之后，东西方文化开始交汇的1610年（图1C）。

但是将人类世列为正式地层单元的观点，遭到了另外一些科学家的反对，认为是多此一举。有两个原因：

可见人类世争论的根还是在于人类对地球表层产生影响究竟从何时开始。   

正因为这种原因使学术界长期以来低估了早期人类活动的影响，低估了几千年前人类破坏森林、排放温室气体的作用。

根据考古资料，亚洲地区尤其是中国的稻田早在四五千年以前就已经开始（图2A），而水稻田是要排放甲烷的。有趣的是极地冰芯气泡里的古大气，其中的甲烷含量也在四五千年前开始急剧上升；如果按照以前历次间冰期的记录，这段时间里CH₄应当下降才对（图2B）。

可见，人类几千年前的农耕活动已经在改变地球表层系统。不仅如此，在农耕开始之前，早期人类的狩猎就已经产生过严重后果。

总之，回顾过去，展望将来，人类的作用在历史尺度上在逐渐增强，但绝不是从工业化开始。这些科学家认为：无视这种种长期变化的背景，单独将最近时期划作一个“地层”，尽管社会目标值得赞扬，科学根据却明显不足。

所以有人问：难道说今天世界上的纪年，也要改用地质年表吗？再说作为正式的国际地层单元，都要求选地质露头建立有“金钉子”的标准剖面。人类世总共只有百把年，地层通常只是几厘米厚的沉积，大张旗鼓地建立专门的地层单元，到底会有什么实用价值呢？

其实，更新世两百多万年以来出现过50来次间冰期，有的长达好几万年，都没有建“世”，唯独最近一次间冰期被定为全新世，其原因就是考虑到由人类活动因素的特殊性，因此有些科学家认为全新世就是人类世（图1A）。

如果不但有一万年的全新世和前第四纪几千万年长的“世”并列，还要在上面加上个百年尺度的人类世，必然动摇整个地层表的立足之本。

将人类世正式列入国际地层表，确实可以在政治上进一步强调全球变化的严重性，也能够满足媒体炒作的需求，但这种做法，不应该以牺牲科学标准作为代价。

一位95岁的澳大利亚科学家，前几年在临终前断言：

我们常说“动物是人类的朋友”，可我们是怎么对待自己朋友的？人类活动已经改变了生物圈，豺狼虎豹已经罕见，地球上剩下主要的大动物不是人类就是家畜，70亿人和4亿条狗、6亿只猫，加上将要被吃掉的200亿只鸡和15亿头牛。如果不采取应对措施，任凭人类活动肆意破坏生存环境，人类和人类世的前景都不容乐观。

至于人类世从哪年开始，实在用不着过分操心，看来学术界的意见分歧不无道理，因为时间实在太短。有道是当代不修史，原因是当局者迷。学术界的精力不如放到应对全球变化的实际措施上去，而人类世进地层表之类的问题，完全可以暂且放下，至少等几百年以后再去处理。