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人类世的大灭绝

《经济观察报·书评增刊·人类世的大灭绝

 书名:《第六次大灭绝》(The Sixth Extinction) 作者:伊丽莎白•科尔伯特(Elizabeth Kolbert) 出版社:Bloomsbury 出版时间:2014年2月


书名:《第六次大灭绝》(The Sixth Extinction)
作者:伊丽莎白•科尔伯特(Elizabeth Kolbert)
出版社:Bloomsbury
出版时间:2014年2月

近几个星期以来,一篇发表在《自然》杂志上的地质学论文在英国媒体上引起颇多讨论,两位英国科学家西蒙•路易斯(Simon Lewis)和马克•马斯林(Mark Maslin)用各种数据分析了一个以人类为主宰的地质年代:“人类世”(anthropocene)的起点问题,他们的结论是1610年最符合条件,因为在这一年,人类对全球自然环境产生的巨大冲击第一次被记录了下来。

他们提出的论据之一,是通过化石研究发现来自美洲的植物花粉1610年左右首次在欧洲出现,原因是美洲大陆被欧洲殖民者发现之后,通过往返大西洋的船只,欧洲的动植物被运到了美洲,而美洲特有的动植物,比如玉米,也被带回了欧洲,浩瀚的海洋已无法保证两大洲生态的隔绝。第二个也是更为关键的论据,同样和欧洲殖民者对美洲的入侵和开发有关。对生活在美洲大陆的原住民来说,欧洲殖民者的到来是一场灾难。殖民者们不仅残杀奴役原住民,抢夺他们的资源,还让原住民传染上了他们从未遭遇过、也没有免疫力的烈性传染病如天花等,在短时间内造成约五千万原住民死亡。大批农田被废弃之后重新被森林覆盖,造成了大气层中二氧化碳浓度明显下降。因为这些原因,在地层记录中,出现了一个被称为“金钉子”(golden spike)的断代界线,可以作为人类世的开始。

人类世的概念最早是由荷兰化学家、诺贝尔奖得主保罗•克鲁岑(Paul Crutzen)提出的。据他所说,在一次会议上,主讲人反复提到现在地球处于地质年代中的全新世(holecene),一个覆盖了从1万8千年前到今天的地质年代。听着听着克鲁岑实在受不了,脱口而出:“等一下,我们已经不是在全新世了,现在我们是在‘人类世’!”他随后写了一篇名为《人类地理学》(Geology of mankind)的文章刊登在2002年的《自然》杂志上,正式提出了人类世的概念,指出人类已经在土地使用、河流改道、土壤成份、水资源使用上大大改变了地球环境,更为重要的是,人类活动改变了大气成份,工业化让温室气体排放加剧,造成了全球的气候变迁。

人类世的概念现在已渐渐被接受,但是人类世从何开始,却有许多不同的观点,许多人提出把1945年第一颗原子弹试爆作为人类世起点,有些则认为人类世的起点是工业革命或是农耕活动的开始,还有建议把两千年前世界古代文明的鼎盛期作为起点的。路易斯和马斯林则提出如果以地质学证据为依据,1610年更符合人类世起点的条件。

让人感叹的是,如果这两位科学家的观点成立,那么人类世——这个人类改变地球的时代的起点,竟然伴随着五千万人的死亡。在这之后的四百多年内,地球上的有无数生物直接或间接地因为人类活动的影响而遭遇灭绝的命运,我们不得不提出一个让人惊心的问题:人类活动会不会最终造成地球生物的大规模灭绝,导致人类世的终结?

去年出版的《第六次大灭绝》(The Sixth Extinction)谈的就是这个问题。本书作者伊丽莎白•科尔伯特(Elizabeth Kolbert)是《纽约客》杂志的全职作者,还曾担任《纽约时报》记者多年。她长期关注环境问题,前作《灾难现场笔记》(Field Notes from a Catastrophe)讲述的是人类活动与气候变迁的问题,在为写作《第六次大灭绝》做准备时,她走访了世界各地许多地质学、考古学研究地点以及濒危动植物保护场所,与研究人员、物种与环境保护活动人士交流,有时候还和他们一起参与科研或保护活动,搜集资料之细致、采访工作之深入,很有《纽约客》文章的特色。

本书分为两大部分,第一部分回顾对地球生物史上五次大灭绝的研究活动,在第二部分中,作者描述了世界各地濒危物种所面临的险境以及抢救努力。难得的是科尔伯特对复杂的科学概念和理论有很好的掌握,又能清晰的表述出来,同时加入采访过程中许多有趣的观察,娓娓道来,引人入胜。例如前面提到克鲁岑在开会时想到人类世概念的戏剧性情节,就是他亲口说出来的。

十九世纪前还没有物种灭绝这一概念,当越来越多的化石被挖掘出来,显示地球上曾经存在过人类从没见过的生物时,人们才开始思考如何解释物种灭绝的现象,在这过程中,出现了灾变论和渐变论之争。灾变论的代表人物是十九世纪法国解剖学家和古生物学家乔治•居维叶(George Cuvier),他认为物种灭绝是由突发性的灾难事件如地震、火山或洪水等引发的,这些灾难重复发生,不断导致物种灭绝。均变论者则认为地球历史是一个极为漫长的过程,塑造地球历史的力量从远古到今天并无改变,通过长时间的作用缓慢地影响物种的生存灭绝,而不是以灾难方式造成物种灭绝。均变论的重要叙述者、十九世纪英国地质学家查尔斯•莱尔(Charles Lyell),和达尔文是好友,进化论提出物种因不适应环境的变化,失去生存竞争力,最终导致灭绝,这一过程和均变论十分吻合。从十九世纪中期到1980年代,均变论一直古生物学的主流理论。

但是均变论一直无法很好地解释地球历史上的五次大规模灭绝,其中最著名的是白垩纪—古近纪大规模灭绝事件。在那次灾难中,曾经横行地球的恐龙全部灭绝,事实上当时地球上所有体积大于猫的生物全都灭绝了。

1980年美国地质学家沃尔特•阿尔瓦雷斯(Walter Alvarez)和他的父亲路易斯(Luis Alvarez)共同发表了一篇论文,在地质学界内外引起了轰动。他们通过分析意大利古比奥(Gubbio)地区的古岩石层,发现在白垩纪—古近纪交界的岩层与邻近其它岩层相比,微量元素铱的含量高出很多。父子俩提出的假设是在约6千5百万年前、白垩纪的末期,发生了小行星撞击地球的事件,造成了生物的大规模灭绝,同时富含铱元素的小行星被撞碎,粉尘飘扬到大气层中,散落到世界各地,以后就形成了一个富含铱元素的沉积层。

恐龙灭绝和小行星撞地球联系在一起,非常富有戏剧性,引起了各界极大的兴趣。虽然一开始许多古生物学家对这一观点非常不以为然,但是后来出现了越来越多证据支持这一假说,例如富含铱元素的白垩纪—古近纪岩石层从三处增加到了十几处,属于这一时期的冲击石英,即因高压冲击而发生结构变化的石英,也被发现了,支持小行星撞地球说。顺着冲击石英的线索,阿尔瓦雷斯在1990年代初找到了位于墨西哥尤卡坦(Yucatán)半岛、直径达一百五十公里的陨石坑。

现在这一理论已经成为主流,当然也做了一番自我修正:小行星撞击本身并没有马上让全球生物灭绝,而是撞击扬起的尘土长期悬浮在大气层内,遮挡了阳光,形成了“核冬天”,造成大规模灭绝。现在大部分古生物学家接受一种灾变论和均变论结合的理论,即在地球生命史上,大部分时间的发展是平稳缓慢的,遵从进化论规律,但偶尔会出现极其剧烈的事件,造成生物物种的大规模灭绝。

当然并不是每次大规模灭绝事件都是由小行星撞击地球引起的,阿尔瓦雷斯曾做过这方面的尝试,却找不到证据。《第六次灭绝》提到在1980年代,当中国与海外的学术合作还非常罕见时,阿尔瓦雷斯就想办法搞到了采自中国南部的二叠纪—三叠纪岩石层样本,却发现其中的铱元素含量并不比邻近岩层的高。目前较为流行的解释是奥陶纪—志留纪大规模灭绝的直接原因是冰川化,而冰川化的原因有可能是因早期陆地苔藓的出现,吸收了大气中的二氧化碳造成气温下降。二叠纪—三叠纪大规模灭绝的原因也可能和气候有关,当时大气中二氧化碳浓度大幅提高导致气温上升、海水酸化,几乎90%的物种在这次大规模灭绝中消失了。

《第六次灭绝》中提到的物种大规模灭绝的种种理论并不新鲜,但是科尔伯特把这一研究过程写得十分生动有趣,犹如曲折的探险故事一般。当然作者的目的是为了回答“会不会出现第六次灭绝?”这个问题。目前我们至少可以了解两点:第一是气候的剧烈变化,不管是升温还是降温,二氧化碳含量上升还是下降,都有可能引发大规模灭绝;第二是大规模灭事件不遵守进化论原则,物种能否逃过这一劫,往往靠运气,一些通过长期进化而非常适应环境的物种,可能在很短时间内就无力生存。令人担忧的是,在今天的人类世,这两个条件似乎都具备了。

科尔伯特走访了世界各地的科研人员和参与物种与环境保护的活动人士,向读者呈现了许多各有特色却同样令人忧虑的故事。有些物种很明显正在遭受灭绝厄运,例如巴拿马中部埃尔巴耶(El Valle)的金色青蛙,原来在当地十分常见,一条小河甚至就叫“千蛙溪”。然而在短短几年之内,野生的金色青蛙却几乎见不到了。要看还活着的金色青蛙,只能去由当地的两栖动物保护中心,在那里金色青蛙与外界环境严格隔离,因为导致金色青蛙死亡的是从外地传来的一种真菌,附着在他们的皮肤上,干扰了通过皮肤调节体内电解质的过程。这种真菌是自然的产物,但是它们能通过远距离高速传播,却和人类活动息息相关,可以说人类的快速流动,加快了金色青蛙以及其它两栖类生物的灭绝速度。

另一些物种正面临的灭绝危险却不那么显而易见。自工业革命以来,因大量使用化石燃料造成二氧化碳排放一直不断增加,海水吸收的二氧化碳也在增加,其后果是海水酸化,目前海水的pH值已经从8.2降低到了8.1,受海水酸化影响最大的是贝类生物以及珊瑚的钙化过程。珊瑚被称为海洋中的原始森林,大量的海洋生物依赖珊瑚生存。如果因海水酸化导致珊瑚大规模死亡,其后果将是灾难性的。据接受科尔伯特采访的一位海洋学家称,如果海水pH值降至7.8,那海洋生态将会崩溃,以目前海水酸化的速度,这个临界点将发生在2100年。

阅读《第六次大灭绝》时,往往觉得既生动有趣又触目惊心。许多事例说明,不管把人类世的开始定义在那一年,人类给地球已经带来的冲击是巨大而迅猛的,大气成份的改变从工业革命开始,速度还在加快,许多在人类世前生存竞争力很强的动植物忽然变得十分脆弱,其中许多已经灭绝,其速度之快已远远超过了物种灭绝的“正常速度”。这些情景与前五次大灭绝有许多相似之处,根据以往经验,如果真的出现第六次大灭绝,人类不仅可能是起因,而且本身也可能是受害者,相信这就是作者希望给我们传达的信息。

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