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劃分地質年代的依據是什么?

2020-1-2 9:26:57 作者:鐘楊

不久前,“人類世工作組”(AWG)根據第一顆原子彈爆炸遺留在地層中的放射性物質,提出地球在20世紀中葉已進入新紀元——人類世。

經激烈爭論,仍有4名AWG成員反對這一地質時代劃分,認為人類對地球的影響是漸進性的,不應僅根據放射性核元素來判定一個新世代。那么,科學家們劃分地質年代的依據是什么?人類世的確立又將對人類發展有何影響?

顧名思義,“人類世”就是人類活動對氣候和生態系統造成全球性的影響,并留下地質記錄的一段時間。一旦人類世確立,這將成為自全新世以來最年輕的一個地質時代,人類也將為地球史書書寫新的一頁。回顧地球46億年的歷史,已有無數的書寫者留下了自己的痕跡。當我們翻閱這本地球史書時,年代地層單位(空間)宇、界、系、統、階是史書的書頁;地質年代單位(時間)宙、代、紀、世、期是我們翻閱的時間;而全球年代地層單位界線剖面和點位(金釘子GSSP)則是區分兩個時代的頁碼。

地球,這本巨厚史書大致可分為兩冊:隱生宙和顯生宙。隱生宙是神秘的生命誕生史,除了26億年前的大氧化事件和6億年前的埃迪卡拉動物群(震旦紀)為這個時代畫上濃墨重彩的一筆,其他時刻生命幾乎無跡可尋。

而顯生宙可謂豐富多彩,由3個部分(古生代、中生代、新生代)和11個章節(紀)組成,每個章節又可分為多個小節(世)。在顯生宙的三部分中,最為人所知的莫過于中生代。這個時期以恐龍為代表的爬行動物空前繁盛,裸子植物占領著植物王國,燕山運動與印支運動不斷塑造地球表面,大氣含氧量高達新生代的數倍,這樣的情景一直持續到白堊紀末期。突然,一場撞擊事件為這豐富的一篇劃上了句號,中生代的霸主恐龍全部滅絕。在地質學家翻閱白堊紀末期的地層史書時,發現了一個的重要符號——銥(隕石的重要成分),其含量比其他任何時期高若干倍至30倍。就這樣,隕石與地球相撞,爬行動物的章節被翻篇了,哺乳動物上場了。

看到這里,大家可能會想地質學家是如何劃分地質年代的呢?其實,在地球的各個歷史時段里,都會有影響全球變化的地球化學事件。地質學家們往往通過在地層中找到相應時期最有代表性的地質記錄,來劃分地質年代。

說到尋找具有代表性的地質記錄,就不得不提及英國地質學家威廉·史密斯。他在19世紀初提出了一條生物地層劃分、對比的法則——化石層序律。通俗地講,就是含有相同化石的地層處于同一時代,不同時代的地層所含的化石不同。利用這條規律,科學家們便可以確立地球的相對年齡。當然,并不是所有的化石都可以用來判斷地層的年齡,只有那些演化速度最快、水平分布最廣的標準化石才可以成為劃分地質年代的參考。除此以外,還可以通過放射性元素衰變即同位素年齡測定法來測定地層的絕對年齡。但是,影響同位素年齡測定的因素復雜多樣,所以,化石仍然是劃分地質年代的主要證據。

中生代落幕后,哺乳動物很快進入了繁盛期,但人類的出現漸漸改變了這種自然的演化趨勢,人類活動正在影響全球環境變化,小到一畝農田,大到南極冰川。人類世的伊始,可能是這樣:“嘭——”一聲巨響,一個巨大的蘑菇云綻放天空,第一顆原子彈成功爆炸!在這場巨大的儀式中,放射性核元素悄悄潛入地層,成為地質記錄的一部分。

當然,也有可能是這樣的:海水持續升溫,美麗的珊瑚逐漸白化,新的化學物質不斷沉積。

還有可能是這樣:冰川不斷融化,工業排放的廢氣向天空進軍,進一步侵入南極冰層,冰芯記錄了整個侵略過程,地球從此變成一顆“火熱”的星球。

目前,人類世工作組正在不斷尋找可以劃分人類世與全新世的“金釘子”,但由于人類的活動時間在地質歷史上太過于短暫,化石不太可能成為劃分人類世的金釘子,科學家們只能放眼年輕的地層了。對于確定人類是從什么時候開始主導改變地球環境的時間,科學家們也存在諸多分歧,這場具有劃時代意義的爭論仍將持續。但是,人類世的提出無疑給我們敲響了警鐘——我們正在改變著整個地球。

人類出現至今,不過幾百萬年的歷史,卻對環境造成了不可磨滅的影響。從渡渡鳥到北美旅鴿、從DDT殺蟲劑到白色塑料、從臭氧層空洞到全球氣候變暖,我們的地球正在發生巨大變化。但我們并不是要去毀滅這顆星球,而是要用智慧和力量保護這顆星球。或許,隨著新能源的不斷開發、科技創新時代的來臨,人類世,我們可以過得更好!△

網站編輯:宮莉

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