For seksten år siden introducerede et par forskere et nyt ord, der ville ryste den geologiske tidslinje: Anthropocene. Også kendt som "Age of Humans" blev ideen først omtalt i et videnskabeligt nyhedsbrev af Nobelprisvindende, atmosfæriske kemiker Paul Crutzen og den berømte biolog Eugene Stoermer. Duoen opregner de mange virkninger af menneskelige aktiviteter på planeten, skitserede menneskelige inducerede kulstof- og svovlemissioner, den globale afvikling af kvælstofgødning, artsudryddelse og ødelæggelse af kysthabitater.
Relateret indhold
- Hvordan frygt for mennesker kan krusle gennem fødevarer og omforme landskaber
I betragtning af disse enorme ændringer erklærede de Holocene (vores nuværende 11.000 år gamle geologiske epoke) over. Jorden var kommet ind i en ny geologisk æra, sagde de. Denne uge mødes forskere for at præsentere deres bevis for dette nye kapitel i geologisk tid til Den Internationale Geologiske Kongres i Cape Town, Sydafrika.
Siden det blev introduceret har Anthropocene-konceptet genklang i hele videnskaberne og humaniora. Det er tvunget folk til at konfrontere, hvordan vores arter på så kort tid har omdannet Jordens klima, landskaber, dyreliv og geologi.
”Mange mennesker bruger [udtrykket], fordi det opsummeres i et ord og en idé den samlede skala og omfang af, hvordan Jordens system ændrer sig på grund af mennesker, ” siger Jan Zalasiewicz, en geolog fra University of Leicester, der sammenlægger Jordens historie ved hjælp af fossiler.
Da han så antropocen-ideen spredes, spekulerede han på, om der var en vis geologisk sandhed i den. Kunne dagens jord og sedimenter adskilles fra dem, der er fastlagt i Holocene? Er de tydelige nok til at navngive en ny geologisk epoke?
"Det vigtige er, at Jordsystemet ændrer sig, " siger Zalasiewicz. "Fra geologipunktet betyder det ikke noget, om det er mennesker, der forårsager det, eller om det er en meteorit, udlændinge fra det ydre rum eller endda min katte mesterskabende ændring til planeten."
I 2008 samlede han en gruppe geologer, og sammen offentliggjorde de en liste over mulige geologiske tegn på menneskelig påvirkning i GSAToday, magasinet for Geological Society of America. Gruppen konkluderede, at Anthropocene er "geologisk rimelig" og berettigede yderligere undersøgelse.
Men at erklære en ny geologisk epoke er ingen lille opgave. Den officielle optagelse af Anthropocene ville være en større revision af den geologiske tidsskala - den skamløse tidskalender, der opdeler Jordens 4, 6 milliarder år lange historie i kapitler. Grænserne mellem hvert af disse kapitler er præget af forskydninger i sammensætningen af isis, træringe, koralvækstbånd, havbund og søsedimenter blandt andre lagdelte geologiske formationer, der findes konsekvent overalt i verden. ”Alle disse lag indeholder signaler i sig selv, som afspejler livet og tidene omkring dem, de kemiske, biologiske og fysiske signaler, ” siger Zalasiewicz. Hvis klipperne har ændret sig, skal verden også have ændret sig.
Den mest kendte grænse er måske grænsen mellem mesozoikum og cenozoikum - også kendt som kridt-paleogen- eller K / Pg-grænsen og tidligere som KT-grænsen. For ca. 66 millioner år siden ramte en asteroide jorden og dræbte de ikke-aviære dinosaurier. Da kometer og asteroider er rige på elementet iridium, og det er sjældent på Jorden, markerer et fint lag iridium denne begivenhed i den geologiske rekord over hele verden. På hvert kontinent finder paleontologer fossiler af store dinosaurer og visse planktonarter under den iridiumstrejke; over det finder de en markant pakke af plankton og ingen spor af ikke-aviær dinosaurfossiler. Iridiumlaget adskiller den mesozoiske, den dinosaurfyldte æra af livet, fra den cenozoiske, da pattedyr begyndte at overtage.
Selvom iridiumstriben findes overalt i verden, er grænsens officielle placering uden for El Kef, Tunesien. Der i 2006 hamrede geologer en gylden spids i en bjergskråning, der viste de kendte tegn på K / Pg-grænsen til at fungere som referencepunkt. Ideelt set vil hver grænse mellem kapitler på den geologiske tidsskala have sin egen "gyldne spids" placeret i en eksisterende klippeflade eller kerne (fra is- eller marinediment). Strenge regler styrer grænserne og gyldne pigge, der overvåges af Den Internationale Kommission for Stratigrafi inden for den større International Union of Geological Sciences, for ikke at den geologiske tidsskala bliver fejet væk af moter i geologi eller i politik.
I 2008 kontaktede IUGS Zalasiewicz med anmodningen om, at han dannede et nyt udvalg, der skulle undersøge antropocenens idé. Han samlede et forskelligt sæt forskere, herunder geologer, klimatologer, kemikere, paleontologer og historikere, og dubbede besætningen Anthropocene Working Group (AWG). I løbet af de sidste otte år sammenlignede de rasende noter og indsamlede data for at fremsætte deres formelle henstilling til starten af Anthropocene. Gruppen opsummerede de forskellige forslag for at vælge det, der bedst passer, og offentliggjorde et resume af deres arbejde tidligere i år i tidsskriftet Science .
Det signal, der fik mest opmærksomhed, var det radioaktive nedfald fra nukleare test, som efterlod et fremtrædende lag plutonium i sedimenter og isis. Selvom termonukleare våben ikke blev testet overalt i verden, er deres bevis globale. ”Når nedfaldet kunne komme ind i stratosfæren, blev det derefter distribueret lige rundt om planeten meget hurtigt over uger eller måneder, ” siger geolog Colin Waters fra den britiske geologiske undersøgelse og sekretær for AWG. ”Plutonium er næppe naturligt til stede; det er meget, meget sjældent. Så så snart du begynder at se denne stigning, så ved du, at du har 1952. ”Det radioaktive signal forsvinder i 1964, efter at lande blev enige om at teste nukleare anordninger under jorden.
En række andre signaler klynger sig også omkring år 1950 i det, som AWG kalder ”Den store acceleration”, da menneskelig befolkning, ressourceforbrug, industri og global handel startede. Det er så, at mange menneskeskabte signaler, der engang var lokale, virkelig blev globale og måske globale nok til at betegne antropocenen. Her er nogle af disse signaler:
- Beton har eksisteret siden Romerriget, men "volumenmæssigt har det meste af den beton, der nogensinde er produceret, været siden 1945 eller 1950, " siger Waters. Det gør det til et genkendeligt moderne materiale. Ulempen? Beton er usædvanligt i verdenshavene og mangler isis, så signalet er ikke universelt, siger han.
- Plast blev introduceret først i 1800-tallet, men i dag er der mere plast end nogensinde før. Produktionen udvides fra 2 millioner tons i 1950 til 300 millioner tons i 2015, og det anslås, at 40 milliarder ton af de ting vil eksistere i 2050. Folk kan lide plast, fordi de er lette og nedbrydes langsomt. Men de samme egenskaber gør plast også til en god geologisk indikator. Sedimentprøver indeholdende plast næsten alle kommer fra det sidste halve århundrede, ifølge Zalasiewicz. Denne overflod af plast "var næsten ukendt før midten af det tyvende århundrede, " siger han. På Hawaii-strande finder geologer nu klipper, de kalder "plastiglomerat, " som dannes, når lejrbålene smelter plast til en massiv klods indeholdende småsten og sand. Derudover danner mikroplast, såsom små mikroperler fra kosmetik og kunstige fibre fra tøj, i øjeblikket et sedimentært lag på havbunden. Ulempen med at bruge plast som markør er, at de ikke ofte findes i isis, så de er ikke et universelt signal.
- Næsten alt det reaktive kvælstof på Jorden er blevet produceret siden 1913, da de tyske kemikere Fritz Haber og Carl Bosch regnede ud, hvordan man fanges nitrogengas fra luften og omdanner den til gødning. Siden da er mængden af reaktivt kvælstof på Jorden mere end fordoblet med en betydelig stigning omkring 1950, da den grønne revolution industrialiserede landbrugsmetoder. Og selvom det lyder som om det ville være en god Anthropocene-markør, efterlader nitrogen ikke et stærkt signal i sedimenterne. ”Processerne er ikke så godt forståede, ” siger Zalasiewicz. I nogle fjerntliggende søer i det nordlige Canada, langt fra lokale menneskelige påvirkninger, skifter de dominerende strukturer af nitrogenatomer (kendt som isotoper) omkring 1950, hvilket afspejler tilsætningen af kvælstofgødning. Men om dette skift er konsistent nok på tværs af søer i hele verden til at give et godt signal, er endnu ikke sikker.
- Forbrænding af fossile brændstoffer frigiver sorte " flyveaske " -partikler i atmosfæren; uden nogen naturlig kilde er de klare tegn på menneskelig aktivitet. Disse partikler findes nu i søsedimenter i hele verden, begynder allerede i 1830 i Storbritannien og viser en dramatisk, global stigning, der begyndte omkring 1950. ”Men de toppede allerede omkring 1970'erne [gennem] 1990'erne og begynder at falde, ”Siger Waters. Så ligner radioaktive nukleotider signaliserer flyveaske et geologisk skift, men er ikke en god permanent indikator.
- Stigningen i kulstofemissioner fra forbrænding af fossile brændstoffer registreres i et skift i kulstofisotoper, der er til stede i ethvert materiale, der fanger kulstof, herunder is, kalksten, skaller af havdyr (findes i bundbundssediment) og koraller. Signalet dukker op omkring den industrielle revolution med en kraftig stigning omkring 1965. Det er et godt signal, siger Zalasiewicz, skønt ikke så skarpt som hverken flyveaske eller radioaktivitet.
Nogle menneskelige påvirkninger er endnu ikke synlige i sedimenter, men de kan sandsynligvis efterlade signaler i den fjerne fremtid. For eksempel har mennesker i vid udstrækning transformeret Jorden selv. Vi grave miner, deponier og fundamenter til bygninger; vi bygger dæmninger, dokker og havmure, der ændrer vandstrøm og erosion; vi stenbrud og transporterer klippe rundt om i verden for at konstruere byer; vi klynger og flytter jordbund til landbrug. Fremtidige paleontologer kunne finde disse menneskeskabte materialer komprimeret til et usædvanligt klippelag, der ville være synlig Anthropocene.
Så er der de fremtidige fossiler, som nutidens planter og dyr efterlader - og dem, der vil forsvinde, når arter uddød. Ethvert hårdfødt dyr, der sporter en skal eller holdes op af knogler, har en chance for at forlade et fossil efter dets død.
Hvis vi er midt i en masseudryddelse, som nogle forskere mener, at vi er, kan forsvinden af fælles fossiler være en anden indikator. Men dette ville være et rodet signal med forskellige ændringer, der finder sted på forskellige tidspunkter rundt om i verden. ”Det er et mere kompliceret signal, simpelthen fordi livet er mere kompliceret end den gennemsnitlige radionukleid eller carbonisotop, ” siger Zalasiewicz.
Interaktiv: Hvad markerer antropocenen?
Illustration af Maya Wei-Haas; tekst af Hannah Waters og Maya Wei-Haas
En anden mulighed er fossiler fra de arter, der dominerer efter udryddelse, såsom invasiver, som muligvis efterlader et renere signal. Zalasiewicz leder i øjeblikket et hold, der studerer stillehavsøstersen, der blev introduceret fra Japans Hav til kystlinjer rundt om i verden i det forgangne århundrede. Det er både rigeligt og sandsynligt at fossilere, hvilket giver det et stærkt potentiale som en antropocenindikator.
”Hvor [Stillehavsøstersen] vises, vil de være et nyt element i biologien og derfor fremtidig paleontologi i disse lag, ” siger han. ”Men igen fordi mennesker har transplanteret forskellige arter på forskellige tidspunkter rundt om i verden, er det et kompliceret eller rodet signal.”
Disse fund spiller alle sammen i AWGs præsentation denne uge på regeringskonferencen. De håbede oprindeligt, at denne præsentation ville falde sammen med deres officielle forelæggelse af Anthropocene til Den Internationale Kommission for Stratigrafi. Men efter at have talt med geologer i Kommissionen besluttede de at vente. ”Det er tydeligt, at samfundet ville være mere behageligt og føle sig mere jordet med en traditionel definition af gylden piggetype, ” siger Zalasiewicz. Det er ikke nok at indsamle bevis for signaler; de er nødt til at identificere et sted at hamre i den antropocene gyldne pigge.
Gruppen er endnu ikke sikker på, hvor de vil placere den; de ser sedimentkerner fra det dybe hav eller fjerne søer, hvor de lagdelte signaler er klare. Men at finde en god kerne kommer med sit eget sæt udfordringer, fordi laget af Anthropocene sediment er meget tyndt. ”Hvis du rejste til de dybe oceaner, taler du måske om en millimeter eller to af sediment, ” siger Waters. ”Alt hvad du har brug for er en bivalve for at kravle hen over havbunden, og den vil svæve hele Anthropocene på én gang.” Mange steder har skraldespor eller fisketrawl allerede udslettet eventuelle antropocene lag.
Arbejdet med at identificere en gylden pig lokalitet vil sandsynligvis tage år. Forskerne skal muligvis gå ud i marken, bore efter sedimentkerner og foretage komplicerede analyser for at bevise, at signalerne er konsistente og globale. Indtil dette har AWG-medlemmer gjort dette arbejde på deres egen tid; nu bliver de nødt til at finde finansiering for at vie sig selv til indsatsen.
Zalasiewicz stønner af tanken om det. ”At skrive tilskudsansøgninger er et af verdens store sjæleødelæggende job, ” siger han. Men at sætte et geologisk krav på Anthropocene og bringe verdens tilsynsførere af den geologiske tidsskala til en afstemning, kan en smule sjæl ødelæggelse være det værd.
”De aktuelle signaler, der dannes, er allerede ret slående for os, selvom mennesker døde ud i morgen, ” siger han, et mærke vil sandsynligvis forblive i den geologiske rekord i den fremtidige fremtid. ”Der kan laves en sag om, at den kan adskilles som en geologisk tidsenhed. Vi kan ikke vende tilbage til Holocene. ”
