人類活動改變地球已是不可逆的進程。進入21世紀，一個新地質年代的名字“人類世”，越來越多地出現在自然科學、社會人文乃至全球治理等領域中。
然而，確定人類世的“原點”是一項極有難度、充滿爭議的工作。日前，由國際非政府組織國際地層委員會（ICS）設置的國際人類世工作組（AWG）提議，將加拿大克勞福德湖作為人類世地質年代的“金釘子”，中國吉林的四海龍灣瑪珥湖及其他候選地點作為補充。
這項長達14年的工作經歷了怎樣的曲折？克勞福德湖與四海龍灣瑪珥湖的沉積泥芯中記錄下了人類世的哪些活動痕跡？為此,本報記者采訪了四海龍灣瑪珥湖候選地點提議人、中國科學院地球環境研究所研究員韓永明。
地質年代的確定是一件大事。人類在為地球以往幾十億年的地質年代進行劃分后，終于要將自己的印記鐫刻入這部沉重的“史冊”。
7月11日，國際人類世工作組（AWG）在法國里爾舉行的新聞發布會上宣布，經過3輪投票、對比參評的12個備選地點后，提議將加拿大克勞福德湖作為人類世地質年代的“金釘子”，中國吉林的四海龍灣瑪珥湖及其他候選地點作為補充。
這一提議將提交國際地質科學聯合會（IUGS）各級機構表決，結果或將于2024年8月在韓國釜山舉行的第37屆國際地質學大會上公布。若該提議得到通過，將意味著地球已正式進入“人類世”的新紀元。
地質記錄已顯著不同于全新世
地球的年齡至今約有46億年。為了描述漫長的地球歷史時期和重大地球歷史事件，地質學家和古生物學家根據地層自然形成的先后順序，將地球約46億年歷史劃分為若干階段，這就是地質年代。
地球年代在時間上的表述單位可分為宙、代、紀、世、期、時幾個等級。比如，我們目前所處的地質時代是“顯生宙/新生代/第四紀/全新世”。
全新世的開始，以1.17萬年前第四紀最后一次冰期結束作為標志。全新世在經歷了萬余年后，人類活動對地球系統的影響和改造日益顯現。一部分地質學家認為，人類活動已經對地球系統產生了持久、廣泛并且深刻的影響，于是他們提出地球開始進入“人類世”，即人類的時代。
早在1873年，意大利地質學家斯托帕尼就表示，人類活動對環境造成了深刻影響，地球已經進入“人類的時代”，當時他用的詞語是“人類代”，而非“人類世”。
現在廣泛使用的“人類世”概念，是由1995年諾貝爾化學獎得主、荷蘭大氣化學家保羅·約瑟夫·克魯岑和美國密歇根大學湖泊生物學家尤金·斯托默在斯托帕尼的基礎上，于2000年提出的。他們明確指出，有種種跡象表明，人類活動已經對地球系統造成不可逆轉的改變，“人類世”應該是一個新的地質時期。
韓永明解釋，當前來自地質學、環境科學、大氣科學、生態學和全球變化研究領域越來越多的證據顯示，人類活動作為一種活躍的地質營力，已對地球系統自然進程產生了史無前例的、持久廣泛的影響。
“20世紀50年代以來，由于人類活動的影響，出現了海平面上升、大氣二氧化碳濃度升高、全球變暖、生物多樣性下降等全球性氣候環境問題，大量人類活動的標志物被記錄在沉積物中。”韓永明舉例說，諸如钚239和钚240、碘129、銫137等人工放射性核素，黑碳、多環芳烴、碳球粒等工業排放物質，以及塑料、水泥等新材料出現在地層中，“這些都是人類世的重要標志物”。
由此可見，人類世是人類活動改變地球系統邊界條件的關鍵時段。人類營力的增加，已導致人類世的地質生物記錄顯著不同于全新世時期。
自2008年起，德國地質學家簡·扎拉謝維奇等人從人類改造地球環境留下的地層證據出發，開始探討人類世作為全新世之后新地層單元的可能性。他們提出，要從地層學的角度研究人類世，并力求使其成為一個正式的地層單元。
地球“新篇章”在爭議中誕生
人類世是否應該作為一個新的、正式的地質年代單位被確立？這在科學界經歷了相當多的爭議。
關于人類世的起始時間，不同學者提出了不同觀點，包括早期農耕時代、青銅時代、16世紀大航海時代、19世紀工業革命、1945年原子彈爆炸、20世紀中葉全球環境變化加速時期等。
目前，國際人類世工作組所推薦的人類世起點，始于20世紀中葉。“這幾十年，相對于地球46億年的歷史來說，實在太短了。”韓永明說，這么短的一段時間，應該將人類世放在地質年代單位的哪個等級，同樣極富爭議——究竟是作為一個“紀”、一個“世”，還是作為一個“期”，或是只能算作一個“事件”？
韓永明表示，從傳統地質學角度看，人類世作為一個正式的地質年代單位，似乎時間有些短，但考慮到其對地球系統影響的深度和廣度來說，它很可能應該作為一個脫離了第四紀的新地質年代——也就是“人類紀”。當然，在目前階段，考慮到人類對地球影響的時間還存在很大爭議，將其定義在“世”這個地層等級可能是合適的。
人類世概念目前已被地球科學、人類學、考古學、生態學和環境科學等學科的研究人員廣泛使用，并被大眾所接受。根據Web of Science文獻核心數據庫檢索，近20年來，標題中包含“Anthropocene”（人類世）一詞的論文逐年增多，2019年以來每年發表180篇左右，涉及生態學、地理學、大氣科學、地質學等諸多學科。
雖然這些學科屬于廣義上的地球科學，但地球時代的劃分通常還是要由地質學中的地層學分支來確定。2009年，國際地層委員會設立了由34位研究人員組成的人類世工作組，由簡·扎拉斯維奇擔任主席，其工作目標是起草一份正式確認人類世的提案。若這份提案得到通過，人類世就將正式成為一個官方定論的地質年代，被納入地質年表。
然而，人類世的確定，是一項艱巨而復雜的任務。經過10年調研，2019年5月21日，國際人類世工作組就“人類世”是否應被認定為新的地質年代進行投票，34位成員中的29人投出贊成票。至此，該小組的下一步重點工作是遴選全新世/人類世界線的“金釘子”候選剖面。
韓永明介紹，確定人類世全球界線層型剖面和點位（GSSP），就是在一個特殊的地層剖面中指定一個特定間斷和特定點，以此來定義和識別人類世/全新世的地層單位界線。
人類世“金釘子”的確定，包含三項內容：第一，人類世的起始時間，即地球究竟在什么時間點結束全新世，進入人類世；第二，人類世的首要標志物和次要標志物是什么；第三，在眾多人類世候選剖面中，確定一個標準剖面和多個輔助剖面。
“每一個地質年代單位的確定，都需要在對應的地層中確定相應的首要標志物，它必須在全球地層中具有普遍性和等時性。”韓永明說，在新生代之前的地層中，一個地質年代的開始主要以某一種動植物化石的首次出現為標志；而在新生代以后，一個地質年代的開始主要以地球化學信號的突變為首要標志物。目前確定的人類世的首要標志物，就是人工放射性核素“钚”。
進入“人類世”需要全球應戰
人類世一旦確立，標志著開始于1.17萬年前的全新世的結束，地球進入了新的地質時代。
國際人類世工作組認為，人類活動，尤其是工業革命以來的人類活動，已成為一種地質營力，導致了地球系統的改變。人類需要一個全新的時間單元來描述這些變化，而且這些變化尚未結束，人類活動在未來可能對地球造成更大程度的影響。
“這也在提醒所有人，人類社會對于全球環境和氣候產生了重大影響，比如全球變暖、污染加劇等等，這些問題的解決需要全球攜手，需要我們每一個普通民眾的參與，只有大家一起行動起來，才能真正解決這些人類自身造成的問題。”韓永明認為，人類世的提出和確定，將讓每一個人都充分認識到人類在地球系統中所處的位置、肩負的責任，“我們有必要對建立宜居地球負起責任”。
人類世的確立，將推動人類世科學的發展。韓永明說，這將使更多科學家投入到相關研究中，通過構建自然營力與人類營力對地球系統擾動幅度和速率相對變化的歷史，深入揭示人類活動對氣候環境變化的影響，從而提出對人類世的適應對策和方案。這不僅將推動地球系統科學發展，更將為應對全球氣候環境變化、推動生態文明建設、制定可持續發展方略、開展氣候環境外交，提供不可或缺的科學支撐。
盡管人類世目前還處于地球科學的范疇，但隨著人類世科學的發展，它將會與社會科學、人文科學高度交叉融合，成為一門超越傳統地球科學范疇的新興學科，服務于可持續發展，為人類社會發展進步提供強大理論支撐。
延伸閱讀
地質年齡
地質年齡一般涉及到絕對年齡和相對年齡。
地球絕對年齡是根據測出巖石中某種放射性元素及其蛻變產物的含量而計算出巖石生成后距今的實際年數。越是古老的巖石，地層距今的年數越長。
地球相對年齡的確立主要依據于化石。在各個不同時期的地層里，大都保存有古代動植物的標準化石。各類動植物化石出現的早晚是有一定順序的，越是低等的，出現得越早，越是高等的，出現得越晚。這就是英國地質學家史密斯提出“化石層序律”。由于不同時代地層中的標志化石或者化石組合是不同的，科學家可以通過標志化石反推產出這些化石的地層年代。
地層學“金釘子”
地球形成約46億年以來，在原始的地殼上，慢慢覆蓋起層層疊疊的巖石，為地球演變發展留下了一部石頭做成的“萬卷書”。在地質學中，這些巖石便是地層，每一個地層都有其相應的地質年代。
“金釘子”正式名稱叫作“全球界線層型剖面和點位”，在該點位上的巖層記錄可以清楚地將其與此前的地質年代相區分。根據國際地質科學聯合會和國際地層委員會規定，“金釘子”是確定和識別全球兩個時代地層之間界線的唯一標志。地球上的宙、代、紀、世、期都要由“金釘子”來區分，它一旦在世界某個地方“釘下”，該地點就變成一個地質年代的“國際標準”。