Szesnaście lat temu para naukowców wprowadziła nowe słowo, które wstrząśnie geologiczną osią czasu: antropocen. Znany również jako „Wiek ludzi”, pomysł ten został po raz pierwszy wspomniany w biuletynie naukowym nagradzanego Nobla, atmosferycznego chemika Paula Crutzena i znanego biologa Eugene'a Stoermera. Duet wyliczył wiele wpływów działalności człowieka na planetę, przedstawiając indukowane przez człowieka emisje węgla i siarki, globalny odpływ nawozów azotowych, wymieranie gatunków i niszczenie siedlisk przybrzeżnych.
powiązana zawartość
- Jak strach przed ludźmi może przenikać przez sieci żywności i przekształcać krajobrazy
Biorąc pod uwagę te ogromne zmiany, ogłosili koniec holocenu (nasza obecna epoka geologiczna z 11 000 lat). Mówili, że Ziemia wkroczyła w nową erę geologiczną. W tym tygodniu naukowcy spotykają się, aby przedstawić swoje dowody nowego rozdziału czasu geologicznego Międzynarodowemu Kongresowi Geologicznemu w Kapsztadzie w Południowej Afryce.
Od momentu wprowadzenia koncepcja antropocenu ma rezonans w naukach i naukach humanistycznych. Zmusiło to ludzi do skonfrontowania się z tym, jak w tak krótkim czasie nasz gatunek nieodwracalnie zmienił klimat, krajobrazy, przyrodę i geologię Ziemi.
„Wiele osób używa [tego terminu], ponieważ podsumowuje ono jednym słowem i ideą całkowitą skalę i zakres tego, jak zmienia się system Ziemi z powodu ludzi”, mówi Jan Zalasiewicz, geolog z Uniwersytetu w Leicester, który składa historię Ziemi za pomocą skamielin.
Obserwując rozprzestrzenianie się idei antropocenu, zastanawiał się, czy jest w tym jakaś geologiczna prawda. Czy dzisiejsze gleby i osady mogą różnić się od tych, które zostały złożone w holocenie? Czy są wystarczająco wyraźne, aby nazwać nową epokę geologiczną?
„Ważne jest to, że zmienia się system Ziemi” - mówi Zalasiewicz. „Z geologii nie ma znaczenia, czy przyczyną są ludzie, czy meteoryt, kosmici z kosmosu, a nawet mój wymarzony kot zmieniają planetę”.
W 2008 roku zebrał grupę geologów i razem opublikowali listę możliwych geologicznych znaków wpływu człowieka w GSAT Today, magazynie dla Geological Society of America. Grupa stwierdziła, że antropocen jest „geologicznie uzasadniony” i uzasadniła dalsze badania.
Ale ogłoszenie nowej epoki geologicznej nie jest małym zadaniem. Oficjalne włączenie antropocenu stanowiłoby poważną rewizję Geologicznej Skali Czasu - niewiarygodny kalendarz czasu, który dzieli historię Ziemi na 4, 6 miliarda lat na rozdziały. Granice między każdym z tych rozdziałów wyznaczają przesunięcia w składzie lodowca lodowego, pierścieni drzew, pasm wzrostu koralowców, dna morskiego i osadów jeziornych wśród innych warstwowych formacji geologicznych, spotykanych konsekwentnie na całym świecie. „Wszystkie te warstwy zawierają w sobie sygnały, które odzwierciedlają życie i czas wokół nich, sygnały chemiczne, biologiczne i fizyczne” - mówi Zalasiewicz. Jeśli skały się zmieniły, świat też musiał się zmienić.
Być może najbardziej znaną granicą jest granica między mezozoikiem a kenozoikiem - znana również jako granica kredy-paleogenu lub granica K / Pg, a wcześniej jako granica KT. Około 66 milionów lat temu asteroida uderzyła w Ziemię i zabiła nie-ptasie dinozaury. Ponieważ komety i asteroidy są bogate w pierwiastek irydu i jest to rzadkie na Ziemi, cienka warstwa irydu zaznacza to wydarzenie w zapisie geologicznym na całym świecie. Na każdym kontynencie paleontolodzy znajdują skamieliny dużych dinozaurów i niektóre gatunki planktonu poniżej paska irydu; nad nimi znajdują wyraźny zestaw planktonu i żadnych śladów skamieniałości dinozaurów nie-ptasich. Warstwa irydu oddziela mezozoik, epokę życia wypełnioną dinozaurami, od kenozoiku, kiedy ssaki zaczęły przejmować kontrolę.
Chociaż pasek irydu można znaleźć na całym świecie, oficjalna lokalizacja granicy znajduje się poza El Kef w Tunezji. Tam, w 2006 roku, geolodzy wbili złoty kolec w zbocze wzgórza, na którym widoczne były znaki granicy K / Pg, które miały służyć jako punkt odniesienia. Idealnie byłoby, gdyby każda granica między rozdziałami w Geologicznej Skali Czasu miała swój „złoty kolec” umieszczony w istniejącej powierzchni skalnej lub rdzeniu (z osadu lodowcowego lub morskiego). Surowe zasady rządzą granicami i złotymi skokami, nadzorowanymi przez Międzynarodową Komisję Stratygrafii w ramach większej Międzynarodowej Unii Nauk Geologicznych, aby Geologiczna Skala Czasowa nie została zmieciona przez modę w geologii lub polityce.
W 2008 roku IUGS skontaktował się z Zalasiewiczem z prośbą o utworzenie nowego komitetu, który zajmie się ideą antropocenu. Zebrał różnorodny zestaw badaczy, w tym geologów, klimatologów, chemików, paleontologów i historyków, nazywając załogę antropoceńską grupą roboczą (AWG). W ciągu ostatnich ośmiu lat wściekle porównali notatki i zebrali dane, aby sformułować formalną rekomendację na początek antropocenu. Grupa opracowała różne propozycje wyboru tej, która najlepiej do niej pasuje, publikując podsumowanie swojej pracy na początku tego roku w czasopiśmie Science .
Największym zainteresowaniem cieszył się opad radioaktywny z testów jądrowych, który pozostawił znaczącą warstwę plutonu w osadach i lodzie lodowcowym. Chociaż broń termojądrowa nie była testowana na całym świecie, jej dowody są globalne. „Gdy opad mógł dostać się do stratosfery, był on bardzo szybko rozprowadzany na całej planecie w ciągu tygodni lub miesięcy”, mówi geolog Colin Waters z British Geological Survey i sekretarz AWG. „Pluton jest prawie w naturalny sposób obecny; to bardzo, bardzo rzadkie. Gdy tylko zaczniesz zauważać ten wzrost, będziesz wiedział, że masz rok 1952. ”Sygnał radioaktywny znika w 1964 roku po tym, jak kraje zgodziły się przetestować urządzenia jądrowe pod ziemią.
Wiele innych sygnałów gromadzi się również około roku 1950 w tym, co AWG nazywa „Wielkim przyspieszeniem”, kiedy zaczęła się populacja ludzi, wykorzystanie zasobów, przemysł i handel światowy. To wtedy wiele antropogenicznych sygnałów, które kiedyś były lokalne, stało się naprawdę globalnych, a być może wystarczająco globalnych, aby oznaczać antropocen. Oto niektóre z tych sygnałów:
- Beton istnieje już od czasów Cesarstwa Rzymskiego, ale „objętościowo większość wyprodukowanego betonu kiedykolwiek była od 1945 lub 1950 roku”, mówi Waters. To czyni go rozpoznawalnym nowoczesnym materiałem. Minusem? Beton jest rzadki w oceanach i nie występuje w lodowcach lodowych, więc sygnał nie jest uniwersalny, mówi.
- Tworzywa sztuczne zostały po raz pierwszy wprowadzone w 1800 roku, ale dziś jest ich więcej niż kiedykolwiek wcześniej. Produkcja wzrosła z 2 milionów ton w 1950 roku do 300 milionów ton w 2015 roku i szacuje się, że do 2050 roku będzie istniało 40 miliardów ton. Ludzie lubią tworzywa sztuczne, ponieważ są lekkie i ulegają powolnej degradacji. Ale te same cechy sprawiają, że plastik jest dobrym wskaźnikiem geologicznym. Według Zalasiewicza próbki osadów zawierające tworzywa sztuczne prawie w całości z ostatniego półwiecza Ta obfitość plastiku „była prawie nieznana przed połową XX wieku” - mówi. Na plażach na Hawajach geolodzy znajdują obecnie skały, które nazywają „plastiglomeratem”, który powstaje, gdy ogniska topią plastik w masywną kulę zawierającą kamyki i piasek. Ponadto mikroplastiki, takie jak małe mikrokulki z kosmetyków i sztuczne włókna z odzieży, tworzą obecnie warstwę sedymentacyjną na dnie morskim. Wadą stosowania tworzyw sztucznych jako markera jest to, że nie są one powszechnie spotykane w lodowatym lodzie, więc nie są sygnał uniwersalny.
- Prawie cały reaktywny azot na Ziemi jest produkowany od 1913 r., Kiedy niemieccy chemicy Fritz Haber i Carl Bosch wymyślili, jak wychwytywać azot z powietrza i zamieniać go w nawóz. Od tego czasu ilość reaktywnego azotu na Ziemi wzrosła ponad dwukrotnie, ze znacznym wzrostem około 1950 r. Wraz z uprzemysłowieniem praktyk rolniczych w Zielonej Rewolucji. I choć wydaje się, że byłby to dobry marker antropocenu, azot nie pozostawia silnego sygnału w osadach. „Procesy nie są tak dobrze zrozumiane”, mówi Zalasiewicz. W niektórych odległych jeziorach w północnej Kanadzie, z dala od lokalnych wpływów człowieka, dominujące struktury atomów azotu (znane jako izotopy) przesuwają się około 1950 r., Odzwierciedlając dodatek nawozów azotowych. Ale to, czy ta zmiana jest wystarczająco spójna w jeziorach na całym świecie, aby dać dobry sygnał, nie jest jeszcze pewne.
- Spalanie paliw kopalnych uwalnia czarne cząsteczki „ popiołu lotnego ” do atmosfery; bez naturalnego źródła są wyraźnymi oznakami działalności człowieka. Cząstki te znajdują się obecnie w osadach jeziornych na całym świecie, począwszy od 1830 r. W Wielkiej Brytanii i wykazują dramatyczny, globalny wzrost począwszy od około 1950 r. „Ale osiągnęły szczyt już w latach 70. XX wieku i zaczynają spadać ”- mówi Waters. Tak podobny do radioaktywnych nukleotydów, popiół lotny sygnalizuje przesunięcie geologiczne, ale nie stanowi dobrego trwałego wskaźnika.
- Wzrost emisji węgla ze spalania paliw kopalnych jest rejestrowany jako przesunięcie izotopów węgla, które występuje we wszystkich materiałach wychwytujących węgiel, w tym lodowcu lodowcowym, wapieniu, skorupach zwierząt morskich (znajdujących się w osadach dna morskiego) i koralowcach. Sygnał pojawia się wokół rewolucji przemysłowej, z gwałtownym wzrostem około 1965 r. To dobry sygnał, mówi Zalasiewicz, choć nie tak ostry jak popioły lotne czy radioaktywność.
Niektóre uderzenia ludzi nie są jeszcze widoczne w osadach, ale prawdopodobnie pozostawiają sygnały w dalekiej przyszłości. Na przykład ludzie w znacznym stopniu przekształcili samą Ziemię. Kopiemy kopalnie, składowiska i fundamenty pod budynki; budujemy tamy, doki i morza, które zmieniają przepływ wody i erozję; wydobywamy i transportujemy skały na całym świecie, aby budować miasta; ubijamy i przenosimy glebę do celów rolniczych. Przyszli paleontolodzy mogliby znaleźć te sztuczne materiały skompresowane w niezwykłą warstwę skalną, która byłaby wyraźnie antropocenem.
Są też przyszłe skamieliny pozostawione przez dzisiejsze rośliny i zwierzęta - i te, które znikną wraz z wyginięciem gatunków. Każde twarde ciało, które nosi skorupę lub jest trzymane przez kości, ma szansę pozostawić skamielinę po śmierci.
Jeśli jesteśmy w trakcie masowego wyginięcia, które, jak sądzą niektórzy naukowcy, zniknięcie pospolitych skamielin może być kolejnym wskaźnikiem. Byłby to jednak niechlujny sygnał z różnymi zmianami zachodzącymi w różnych momentach na całym świecie. „To bardziej skomplikowany sygnał po prostu dlatego, że życie jest bardziej skomplikowane niż przeciętny izotop radionukleinowy lub węglowy” - mówi Zalasiewicz.
Interaktywny: Co będzie oznaczać antropocen?
Ilustracja Maya Wei-Haas; tekst Hannah Waters i Maya Wei-Haas
Inną opcją są skamieliny z gatunku dominującego po wyginięciu, takie jak inwazyjne, które mogą pozostawić czystszy sygnał. Zalasiewicz prowadzi obecnie zespół badający ostrygę pacyficzną, która została wprowadzona z Morza Japońskiego do wybrzeży na całym świecie w ubiegłym wieku. Jest zarówno obfity, jak i prawdopodobnie skamieniały, co daje mu silny potencjał jako wskaźnik antropocenu.
„Gdzie pojawią się [ostrygi Pacyfiku], będą one nowym elementem biologii, a tym samym przyszłej paleontologii w tych warstwach”, mówi. „Ale znowu, ponieważ ludzie przeszczepiali różne gatunki w różnych momentach na całym świecie, jest to skomplikowany lub niechlujny sygnał”.
Odkrycia te zostały wykorzystane w prezentacji AWG w tym tygodniu na IGC. Początkowo mieli nadzieję, że ta prezentacja zbiegnie się z oficjalnym przedłożeniem antropocenu Międzynarodowej Komisji Stratygrafii. Ale po rozmowie z geologami z komisji postanowili poczekać. „Jest jasne, że społeczność byłaby wygodniejsza i bardziej oparta na tradycyjnej definicji typu złotego kolca”, mówi Zalasiewicz. Zbieranie dowodów sygnałów nie wystarczy; muszą zidentyfikować miejsce, w które należy wbić złoty kolec antropocenu.
Grupa nie jest jeszcze pewna, gdzie to umieści; obserwują rdzenie osadów z głębokiego oceanu lub odległych jezior, gdzie sygnały warstwowe są wyraźne. Jednak znalezienie dobrego rdzenia wiąże się z własnym zestawem wyzwań, ponieważ warstwa osadu antropocenu jest bardzo cienka. „Jeśli wybrałeś się do głębokich oceanów, możesz mówić o milimetrach lub dwóch osadach”, mówi Waters. „Wszystko, czego potrzebujesz, to małża do czołgania się po dnie morskim, która za jednym razem zrujnuje cały antropocen.” W wielu miejscach włoki śmieciowe lub rybackie zatarły już wszelkie potencjalne warstwy antropocenu.
Prace nad lokalizacją złotego kolca prawdopodobnie potrwają lata. Być może naukowcy będą musieli wyjść na pole, wywiercić rdzenie sedymentacyjne i przeprowadzić skomplikowane analizy, aby udowodnić, że sygnały są spójne i globalne. Do tego momentu członkowie AWG wykonywali tę pracę we własnym czasie; teraz będą musieli znaleźć fundusze, aby poświęcić się temu wysiłkowi.
Zalasiewicz jęczy na samą myśl o tym. „Pisanie wniosków o dotacje to jedna z największych na świecie prac niszczących dusze” - mówi. Ale aby zgłosić antropocenie roszczenie geologiczne i poddać pod głosowanie światowych nadzorców geologicznej skali czasu, warto trochę zniszczyć duszę.
„Obecne sygnały, które się formują, są już dla nas dość uderzające, nawet jeśli ludzie wymrą jutro”, mówi, znak prawdopodobnie pozostanie w zapisie geologicznym w dalekiej przyszłości. „Można stwierdzić, że można go oddzielić jako geologiczną jednostkę czasu. Nie możemy wrócić do holocenu. ”
