随着“全新世”的落幕，“人类世”将迎接来自科学和社会的挑战
地球进入新地质时代这一概念并不是什么标新立异的事情。早在100多年以前，就出现了诸如灵生代、智慧圈等术语，设想用来形容由于人类对地球的破环而出现的全新地质时期。
地质学界刚刚开始接受这些想法，毕竟它们在漫长的地质时标前看起来多少有些可笑。此外，与工业化有关的地貌景观似乎只是一个过渡；而以往的地质变迁，如陨石撞击、不同寻常的火山爆发、大陆碰撞以及干涸的海洋，都超出了最大工厂和最多人口城市所能造成影响的规模。
当有人从10年前提出“人类世”这一新概念到最终被人们接受，除了得益于该词无论对大众还是科学家而言都是如此的生动，更重要的是它使人们渐渐地意识到，人类的活动确实在大规模地改变着地球；而其中的一些改变已经在漫长的地质演化中留下了不可磨灭的烙印。
因此，“人类世”这一术语很快就被虔诚的科学家用来表示目前的地质时期：一个由人类活动所主导的时期。虽然，该术语无论在过去还是现在都是非正式的、没有明确界定的词汇。但一个明确的信号是，2008年伦敦地质学会地层委员会大多数成员决定，考虑将该词正式端上台面：那就是它有可能最终加入寒武纪、侏罗纪、更新世和其他一些地质时标之中。
目前，作为第四纪地层专门委员会（研究冰河时代的机构）一部分的一个人类世工作组已成立。该小组隶属于国际地层委员会，尽管他们的研究成果要经过国际地质科学联合会的审批，包括这些机构也承认，“人类世”加入地质时标的这一提案是不容置疑的。如果提案通过，那么“人类世”这一术语将被广泛接受，尽管这项工作将需要几年时间才能完成，结果也很难预测。
在本文中，我们概述基于“人类世”概念中的人类改造地球的规模、描述地质时标的设立方式，并讨论在考虑将“人类世”作为官方术语过程中的一些具体问题和意义。
左图：在中国上海东方明珠电视塔观景台拍摄的黄浦江东岸的摩天大楼，目前上海市人口接近2000万。右图：位于柬埔寨吴哥的塔布隆寺。建成于12世纪末的塔布隆寺与木棉树纠缠在一起，是一座被丛林湮没的寺庙。吴哥可能是先于伦敦最早拥有百万人口的城市
环境变化规模
首先，人类的行为是如何改变了地球深远历史进程的？答案归结为自19世纪初以来人口大幅度膨胀：从原先的不到10亿，上升到到目前的60亿，到本世纪中叶可能飙升到90亿甚至更多；人口增长同化石燃料的大规模使用密切联系在一起，这有利地推动工业革命的进程，并促进了农业机械化的发展（这样才能填饱更多人的肚子）。
其中最清晰可见的物理效应，例如世界特大城市的增加，就某种程度而言可能是短暂的。但在这样的“地球化”中，人类在长期的侵蚀和沉降率中引发了大致一个数量级的上升。这是一个不容忽视的问题，虽然很可能是一个短暂的沉积信号。无论因为何种原因，如果地球化停止或减缓，那么自然地貌演变过程将迅速重建，就如同吴哥的失落之城的命运一样。
地球化的更深远影响来自于人类活动的化学以及生物效应。从地球的大气成分中，如二氧化碳、甲烷等等，就可以大致地看到人类活动对地球的影响。然而，最先由阿列纽斯（Arrhenius）和张伯伦（Chamberlain）指出的由温室气体引起的地表温度控制概念，已经被后来的工作所证实。现如今，通过自1950年代开始的系统测定和保存在南极冰层的距今大约100万年之久的大气成分记录，都证实了二氧化碳排放量超过工业化水平以前的1/3以上是不容怀疑的事实。
在高纬度地区，超出模拟预测结果的高温这一事实具有重要的影响。一度被认为对气温上升反应迟缓的北极冰盖，现在正在不断地迅速消融。如果温度再上升2℃～5℃的话，随之而来的海平面上升就可能达到如同预期的数米的量级。
全球气温升高将对生物圈产生深远的影响。大量的物种为了寻求它们的最佳气候带而迁移，这种迁移现象在海洋中更为明显：例如，幼虫可以充当其他动物的食物来源，那么幼虫孵化时间的改变就可以引起整个生态系统的一系列连锁反应。
气候变化连同人类活动产生的环境破坏（生境破碎化、物种的入侵以及捕食），对生物圈的最终影响是灾难性的急剧增长。目前估计的增长速率要比本底水平高出100～1000倍，本世纪的增长率将进一步增加10倍。并不是危言耸听，目前人类活动对地球产生的灾难性后果将导致地质史上的第六次大灭绝事件。
海洋中二氧化碳的迅速溶解也不断地增强了海洋的酸性。海洋中的pH值已经明显下降，尽管生物反应是极其复杂的，但如果pH值进一步的下降将会对诸如珊瑚礁之类的钙化生物产生影响。这一点可能会在下个世纪从本质上改变海洋的生态系统。
地层的演化史
上述总结了在目前发生的一些环境变化。然而，如果“人类世”作为一个正式使用的地质术语的话，那么它就必须罗列在地质演化历史之中。因此，我们需要知道如何去分析以及分类地质的历史。
在地球45.7亿年历史中命名、定义了许多基本单位。例如“侏罗纪”一词的使用，一方面是因为简洁（如同历史学家所使用的“罗马时代”和“维多利亚时代”一样），另一方面是因为在发现同位素年龄测定以前地质历史的框架基本上已经确立：早期的地质学家基本上不知道地球的真实年龄是多少。
然而，那些早期的地质学家却能够识别包含了独特化石的地层，例如汝拉山脉的软体动物化石地层。这些化石可以追溯到当时的地质时期，进而用来建立一个“侏罗纪”的地层单位。直到很久以后，地质学家才发现“侏罗纪”时期是始于2亿万年以前，结束于大约1.45亿以前。但是，对于许多实际目的而言，这并不重要。因为，地质学家仍然可以分类和关联岩石，并建立一个连贯的地质历史。
这些单位的精确的定义是很难界定的。即使在发现同位素年龄测定以后，也没能给出它们的准确界限，例如，我们从不说“侏罗纪”时期确切地是始于2亿万年以前。这是因为，即使是现在，同位素年龄测定仍然不精确以致于不能够准确的确定界限，其中可能有大约50万年的误差。
如今，地质学家要寻求一个用来区分地层的“标尺”（通常是因为不同的地层含有不同类型的化石），然后选择最佳地点来证明这把“标尺”的准确性。随后，用来区分地层“标尺”的那一点就被用来正式描述一个地质时间单位的起始点。同时，对它的命名要大气：因为它是一个全球地层剖面和点，更普遍的是它作为了一个“金色道钉”；此外，它还是一个地质年代界线的准绳。
这些正式的时间界限标志着地球历史的巨大变化（主要为了实际应用）。比如，地质学家很容易区分中生代白垩纪和新生代第三纪，因为白垩纪突如其来的生物大灭绝事件使得第三纪中没有诸如菊石、恐龙等生物化石。因此，灭绝事件本身能够明确的标志出地球从一个时期过渡到另一个时期。
然而，并非所有的地质界限都如白垩纪结束那样那么清晰可见：地质时期的过渡通常是复杂而长期的过程，在这种情况下来确定区分地层的最佳“标尺”往往在学术界上饱受争议。如果一个国家拥有了地质界线的这把“标尺”，一种民族荣誉感也油然而生。从这种意义上来说，也给地质时期的划分带来了不断地争论。例如，奥陶纪在争论了20年之久才被予以定义。就拿今年来说，为了更准确地找到地球上冰川完全形成的开始，地球现在的第四纪已被正式修改，此后对于第四纪定义的争论仍然会存在。因此，对于“人类世”而言，它的定义以及确定绝不是一条坦途。
对“人类世”评估
地质时期的划分通常是比较来自不同地层的岩石，最后用一个地质术语命名。这对于地球科学家而言，按照不同地球历史时期来解释不同的地层已经变得越来越得心应手。然而，地球留给我们的证据是斑斑点点的。这会给地质工作区分造成很大的偏差。
然而“人类世”却不同。我们就生活在这个地质时期，并能观察地球景观、评估生物的多样性、测量大气的组成和海洋温度、计量冰层厚度和海平面高度，等等。因此，需要用语言和其他科学手段来准确地描述这一地质时期。由此“人类世”工作组独一无二地包含了植物学家、动物学家、大气和海洋学家以及地质学家。
依据自然规律，地质上的“人类世”时期是由近年来累积的沉积层来表示，其中的一些是人为的――比如，城市以及公路中的混凝土和砖块。此外，地球土壤以及受污染的河口泥沙也是人类的“杰作”。更有甚者，撒哈拉沙漠或是鲁卜哈利沙漠最近形成的沙丘也是人类对地质影响的活生生的例子。所有的这些都可以用来衡量“人类世”（因为这是一个时间单位，而不是一个过程），其独特性以及容易和前一个地质时期区分的特点将成为正式采用“人类世”这一术语的至关重要的一环。
交叉比对来自以前和现在地质时期的数据并非易事。为此可以采取来自生物的讯息。在古老地层中，这些生物信息几乎全部来自于化石(并非所有的生物都能形成化石，绝大部分生物没有坚固的骨骼或坚硬的外壳，几乎很难形成化石)。与陆地生物相比，海洋生物更容易形成化石（陆地主要是侵蚀而海水则是泥沙的淤积）。陆地生物化石几乎全部来自于低洼海岸和河流平原，而我们对于地质历史中居住在山区的生物是一无所知。
地球突然从全新世步入人类世，人们是否一时能接受
相比之下，现代生物的生存和灭亡评估是容易考证的，地质学家不用担心生物的骨骼是否坚硬这一问题，而且我们对于目前地质时期的了解要比海洋多得多。此外，我们还能对诸如蝴蝶和哺乳动物等生物进行更好地评估，其提供给地质学家的信息要远远超过其他的生物化石。也就是说，将活生生的生物同化石作比较的意义究竟有多大，即从生物学的角度来讲，“人类世”的意义有多大呢？
“人类世”与以往的地质年代还存在着另一个主要区别。以往的地质年代全部有起始和终止时间，而“人类世”是正在进行中的。通过任何测量，人类活动对地球的影响都将持续几个世纪和数千年；而其中的一些（如造成的生物变化）将产生永久性的影响。这些变化的长期效应目前还不可知，因为它在很大程度上依赖于人类活动扩大或减小的影响。
到目前为止，从地质学的角度来讲，人类世是非常简洁的――从概念的提出（从工业革命开始）到现在仅仅是两个世纪。这无疑会减低作为一个地质单位时间的价值，因为地质时标的使用是本着实用主义的精神，而不是抽象主义的。举个例子，大多数地质时期通常达数百万年之久。不过，目前我们正处于的全新世却是刚刚开始于1.1万年以前，尽管全新世是第四纪的最后一个阶段。
同样，“人类世”也形成于我们周围的环境（我们建造房屋、铺筑公路等行为都会影响人类世的岩石结构）。此外，全新世本质上是一个标准的间冰期阶段。尽管全新世很可能由于工业化前的温室气体排放量连同早期农业一起而延长。与此相反，“人类世”在地质上是独特的并且有着许多新颖之处：例如，没有以前的生物迁徙来干扰人类造成的外来物种的出现。
“人类世”的开始
通俗的来讲，时代和纪元基本上是可以互换的。然而，地质学却并非如此。一个时代是一个很大范围的单位――比如，中生代包含了恐龙时期在内的将近2亿年时间跨度，是由三叠纪、侏罗纪以及白垩纪所组成；而纪元的时间跨度没有时代的那么大，它属于地质时期的分支。除了时间长短的区分以外，纪元最重要的还在于它的独特性：它能够反映出时间跨越边界中环境变化的规模。中生代包括了两个最大物种灭绝事件（从二垩纪到三垩纪，超过90%的物种灭绝，而白垩纪到第三纪，恐龙和其他一些生物灭绝），而时代边界却给出了较小规模的变化。
就目前的证据而言，“人类世”可能是什么呢？把它作为一个时代看来是合理并且保守的。迄今为止，地质发生的变化规模似乎已经将地球中用来标识全新世的封印带走。这里有一些地质史上的先例：5500万年以前始新世的开始，是由（天然）温室气体排放（其规模同如今人为的二氧化碳排放量相当）所标识的，与海洋酸化和物种灭绝事件相关。
那么，“人类世”的纪元是从何时开始的？它究竟同工业革命相联系还是同全球环境变化的战后“大加速”相关呢（后者是同第一颗人类造成的原子弹爆炸相关）？这不仅是象征性的因素：从1945年起地层就包含了微量能探测到的人工放射性核素。人类世的开始应当确定一个具体的日期（比如1800年，或者1945年）吗？还是应该在一些近代地层中寻求一个作为全球性参考点的“金色道钉”呢？这些实际问题都需要首先解决。
意 义
是否正式使用“人类世”这一术语，确切地说是一个由地层所决定的问题。目前地质变化的规模以及测量到的与以往地质历史不同的信息能够用来证明“人类世”这一术语吗？并且命名了这一术语对科学家来说是有益的吗？
有人争论道，一个正式的“人类世”时代势必会淡化工业化以前所保留的地球景观的规模以及意义，以及会过度简单化人类对自然环境及其长期的历史影响。对此，我们可以这样回答，在地层中保留的地质历史通常不会有这种有害的科学作用。更具体的说，我们以往进行的研究会让我们更加了解过去地质的复杂过程。无论如何，“人类世”已经在科学界中扎根，并且现在不可能因为科学家的忽视而下降。
“人类世”一词之所以引起公众的兴趣，可能是因为它包含了许多不同种类环境改变的信息，从全新世到人类世的过渡也可能如同行星定义那样存在争议。此外，“人类世”的命名也代表了“官方”承认了人类活动对地球影响的不可逆转趋势――就如同政府间气候变化专门委员会（IPCC）对气候变化达成共识一样。
“人类世”的概念可能被用于各种各样的目的。其中有些可能是有益的，而有一些却不是。例如，“人类世”可作为鼓励减缓二氧化碳排放量和生物多样性丧失的教材；也许在法律上予以相关的保护措施，或对环境损害做出赔偿评估。迄今为止，它是地质时标中最具政治化的单位――因此要对其进行正式地划分。
尽管这些辩论还将进行中，然而“人类世”代表了自然力和人力相互交织的人类和地球的一个崭新阶段，其中一个的命运必然会决定另一个的。从地质学的角度来讲，这是地质史上的一个重要时期。
资料来源 EnvironmentalScience ＆Technology
责任编辑 则 鸣
本文作者：简·扎拉斯维奇（Jan Zalasiewicz，见图）是国际地层划分小组委员会的副主席，伦敦地质学会地层委员会成员；马克·威廉姆斯（Mark Williams）是伦敦地质学会地层委员会成员，英国史前气候地质考察队队长；威尔·斯特芬（Will Steffen）是澳大利亚国立大学气候变化研究所所长，国际陆界生物圈方案的总策划；保罗·克鲁岑（Paul Crutzen）是马普化学研究所名誉教授，1995年度诺贝尔化学奖得主。