说起地质年代表，你会首先想到什么呢？生物大爆发的寒武纪、造就有史以来最大灭绝的二叠纪、还是孕育了恐龙帝国的侏罗纪？无论你想到什么，今后，我们很可能就会在这张横贯四十六亿年的地质年代表中，看到属于我们人类自己的世代了。作为一个物种，凭借着自己的影响力而冠名于地球系统的编年史，从目前来看只有人类一家。
但是，请别急着欢呼。
地质纪元的划分，往往是以影响全球环境的大型灾变事件作为分水岭的。科学有个原则，叫如无必要毋增实体。之所以要在全新世之上再划出一个人类世代，是因为科学家认为，我们人类很可能便是下一场地球灾难的制造者，我们或许已经亲手开启了46亿年来第六次大绝灭的潘多拉魔盒。
人新世（Anthropocene），这是人类的纪元；但或许，也是人类的末日。
书写地球历史的历史
在地质学的发展历程中，“地质年代”观念的出现，要比人类真正掌握测定远古物质年龄的技术，要久远得多。今天人们测定绝对年龄的所有理论基础，都不外乎是那条简单的卢瑟福-索迪衰变定律，可哪怕是这样一条对原子核内部的基本认识，也不外乎是二十世纪初才被人类意识到的“新东西”。在此之前，人们压根不知道原子核内部的秘密，更不用说通过原子核的衰变速率来推算它们寄主物质的精确年龄了。虽然长久以来的人们连一块普通石头的年龄都无从知晓，但一种朴素的自然观还是根植在了人类的意识中，那就是，地表上随处可见的普通岩层，似乎是在悠远时光中残留至今的地球遗迹。它们构成起伏的山峦、构成崎岖的海岸线，构成陡峭的障壁和突兀的山崖……在这些史前的遗迹中，还常常能发现一些与今日生灵外貌迥然不同的未知生物遗骸。到了十七、十八世纪，随着科学革命在各学科全方位铺开，对地球历史的认知也和其他学科门类一样，开始陆续纳入现代科学方法论的轨道。
塞浦路斯境内的白垩层，其上有典型的层状结构。图片：wiki commons
在那个无从获知岩石精确年龄的年代，人们所做的一切尝试，都只能朝着这么一个看上去很折衷的终点前进，那便是理出地层之间的相对新老顺序。你是哪年出生的我不管，但我至少知道你比我大，人们能做的也只有这些了。十七世纪，丹麦医生尼古拉斯·斯坦诺（Nicolas Steno）提出了著名的地层三定律，为地层年代学的诞生打下原点性的基础。它的第一条是：在不受扰动的情况下原始地层永远是水平堆叠的，是为“原始水平性定律”；第二条，在这些叠覆的地层中，下部地层的年龄一定要比上部的老，是为“地层层序律”；其三，地层是沉积环境的产物，纵向上不间断的沉积地层，表征着横向上不间断的沉积环境，是为“原始连续性定律”。这三大定律虽然简单直观，甚至用“原始水平；上新下老；侧向连续”这短短的十二个字就能完全概括，但对那些试图梳理地层间新老关系的人们来说，却无疑是一套指导性的逻辑出发点。
正好，那个时代赶上了另一场地质学大混战——著名的水火之争。斯坦诺的地层三定律，与水成论（Neptunism，也就是后来沉积学的雏形）的核心理论框架，即“一切岩石皆形成于水体中的沉积作用”可谓完美洽合，因此得到了它的旗手A. G. 魏纳（A. G. Werner）的积极响应。魏氏率先做了一个尝试，将地球上地质演化史划归为四个纪元，分别对应着四次“大洪水”的冲积事件。他命起名字来倒是很直接，分别叫做第一纪、第二纪、第三纪和第四纪就完事儿了。自然，这样的划分方案更多只是一种象征性的意义，除了魏纳们实际接触过的地区之外，在任何其他地方随便指一套地层，可能都没人能判断出这到底是他所说的哪个纪的东西。三定律固然很直观，但它终归有一个潜台词，只适用于在空间里上下叠置关系非常连续的地层。还原到实际情况中，地层在区域上的出露其实是高度不连续的，就算你知道德国本土地层的上下关系，你能指出远在英国的某套地层和德国的相比，谁新谁老吗？
真正克服这个问题，还是要得益于古生物学的突飞猛进。对化石认知的进步，最终催生了地层学的核心方法论：地层对比（stratigraphic correlation）。一如其字面意义，地层对比的本质便是“在不同地层间建立相关性联系”。回到上文，怎样确认两个地区的不连续地层是不是同一个时代下的产物呢？靠化石。如果有一种化石在两地都只有某一层才发育，而它的上下层中都找不到的话，两地的地层间就有了较强的相关性，从而可以被划归为同一时代下的产物。就这样，在地层对比的思维下，只要人们扩大考察地区，就可以慢慢建立起一个综合性的地层演化脉络了。
在不同地层中，蕴含着种类不同的生物化石。图片：wiki commons
具有事功精神的不列颠人很快将源自欧陆的理论拿来，用到了英伦本土的地质调研中。他们在威尔士展开调查，建立了空前精细的地层资料库。英国人用威尔士当地的地名和部落名命名他们所划分的纪元，使每一个地质年代的名称里都饱含着浓浓的威尔士风情，这些名称就是我们今日熟知的寒武纪（Cambrian，跟Cambridge没有半分关系）、奥陶纪（Ordovician）、志留纪（Silurian）和泥盆纪（Devonian）；于此同时，在与不列颠隔海相望的欧陆上，远赴俄罗斯考察的R. I. 麦奇生（R. I. Murchison, 还是英国人）用俄国彼尔姆州的名字命名了二叠纪（Permian）；德国的冯·阿尔贝蒂（F. A. von Alberti）用本地一套内部截然呈现三分特征的地层命名了三叠纪（Triassic）。法国-瑞士边界的侏罗山（Mt. Jura）成为侏罗纪的诞生地，巴黎盆地的白垩层则是白垩纪（Cretaceous）的标准层。鉴于这些后续工作的精细性，魏纳早期命名的“第一纪”和“第二纪”渐渐地也就没了下文。“第三纪”和“第四纪”虽然在随后一直在长期使用，但到了2004年，国际地层委员会决定用古近纪和新近纪取代第三纪，这个古老的历史名词最终还是遭到了废弃的命运。至此，只有“第四纪”一直保留到了今天，隐约铭刻着地层学研究史上最早期的学科记忆。
地层三定律和广泛的相对年代学调研，其实反过来也促进了古生物学乃至生物学的发展——在地层上新下老的逻辑下，人们开始认识到，三叶虫生活的古生代要比恐龙生活的中生代要早得多，而一个有鱼龙的地层，怎么也不应该是新生代的剑齿虎该出现的地方。就这样，在一步步的尝试中，一个越来越精细、连续性越来越好的地层关系框架，就慢慢建立起来了。
三叶虫最早出现于寒武纪，在古生代早期达到顶峰，在二叠纪末消失。有三叶虫化石的地层，一定形成于这一时间范围内。图片：Système silurien du centre de la Bohême by Barrande
可有意思的地方在于——地层学三定律本身是“均变论”的：它所反应的仅仅是地层间的新老接触关系和连续叠置关系，并不具备指示灾变性事件的意义。但是呢，人们创造出的地层划分方案，却有意无意触到了地球大历史的真实位面——后人发现，每一个地质纪元的分节点，都往往代表着一次全球级的灾难性大事件。这些事件的类型复杂多样，可以是大型陨石撞击、可以是大陆的聚合与漂移、也可以是巨型火山的喷发等（当然这些都是后话了，当时的人们并不知道这些）。这样的灾变造成的直观结果很可能便是生物圈的大规模灭绝。譬如，在古生代和中生代之交，地球上爆发了至今为止最大的火山——西伯利亚大火成岩省。与之对应，95%以上的物种在当时的地层记录中绝灭殆尽；而在中生代和新生代的分界线上，科学家则认为有一次严重的天体撞击事件，让恐龙和菊石们就此从历史中彻底抹除。站在后人的角度回想，这其实也并不是巧合：因为只有在这种大事件的波及之下，地层才能表现出上下层段的截然变化，即所谓的“不整合”（Unconformity），从而被人们所注意到。而地层中化石信息的反馈更加明显：一旦有灾变发生，往往在同期就会有一次可预期的灭绝事件，表现到化石记录里，自然就成了上下地层化石记录间的截然断代了。
可想而知，这些动辄就有上万年、上十万年、直至上百万年周期的世代与纪元、这些一但发生，全球生物可能都要成群结队地灭亡的演化大事件，跟人类文明的尺度完全是两个不同层级的概念。但在1995年，一个叫做“人新世”的新地质年代却横空出世（真可谓字面意义的横空出“世”），高调地带着“人类的-”字样登上了舞台。为什么我们身为与地球历史完全不在同一时间尺度下的物种，却要拿自身来冠名地质年代表中的下一个时期呢？仅仅是因为人类想在地球的大型编年史中秀一下自身的存在感吗？
当然不是。“人新世”思潮的出现，从某种程度来说甚至具有着必然性，可以说，它天生带着一个沉重的信号——人类的活动、已经对周遭环境、对生物圈、乃至对地球系统产生了深远的影响。
——以至于，这种影响的尺度，足以与那些划分纪元的地史大灾难相提并论了。
为什么要有“人新世”
人新世（Anthropocene）在词源上继承了新生代已有的七个世的命名方法，皆以“新”（-cene, ‘recent’）作为词根。一如上述，在2004年之后，人们对新生代实行了三分法，将其分为古近纪、新近纪和第四纪。这三个纪又可以再次细分为七个世——古新世、始新世、渐新世、中新世、上新世、更新世和全新世。在传统的方案里，全新世是指11700年以来至今的全部时期，而人新世则被定义为全新世之后的下一个世代，字如其名，意味着“人类的最新时代，Human Recent”。抛开人新世不说，传统视野下最新地质时期——全新世，好歹也是从一万多年前开始算起的。在常规认识中，作为一个地质年代单元，最起码也得“上万”，这是个最基本的跨度要求。那么，人新世的开端，又究竟按什么时候算？从人类学会钻木取火？还是从农耕代替狩猎？城市的出现吗？不，都不是。这次是字面意义的“人新不古”。目前来看，学界一共形成两种相对主流的划分声音，一种声音认为起点应该划在公元1610年——瞧，别说老了，甚至是人文意义上现代（Modernus）的开端；另一种声音则“更加现代”，认为人新世开始于1964年——这样一来，我们身边随便一个人很可能就会“出生在上一个地质年代”。但是，无论1610也好1964也罢，在地质尺度下都可以说是连“忽略不计”都算不上的一瞬间，这么划分的意义又在于何处呢？
1964年，继美国、前苏联、英国、法国之后，中国也试爆了第一颗原子弹。图片：光明日报
根据在于对地球系统所产生的影响。毕竟，我们这里讨论的不是文明史也不是科技史，而是地质年代——地球的演化历史。它才不管你人类文明内部有什么分野，哪个皇帝上台哪个国家打仗哪个吐舌头的科学家说质能可以相互转换呢。对地球来说，只有产生了能达到地质尺度的可观测影响时，才算满足了一个地质年代所应该具有的基本要求。看看之前的纪元，寒武纪的生物大爆发、二叠纪超过95%的物种灭绝、三叠纪的泛大陆聚合，白垩纪的天体撞击…. 哪个没有在地球系统中搞出点大动静？人类，你又想为地球搞点什么呢？
近日，最新一期的《自然》（Nature）杂志上发表了当下的人新世主张者们所梳理出的一篇综述。从“人新世”作为一种思潮的诞生开始，一直谈到人新世的标准地质划分方案，试图让我们意识到：人类自身的发展已经对地球系统产生了宏观层面的深远影响， 换句话说，我们自己，很可能就是下一期全球灾变事件的始作俑者。
人类活动的大尺度地质影响
人类在发展过程对环境造成的影响究竟能有多大呢？略举数例便可窥见一斑。比如，哈伯-博施制氨法是一种将大气中的氮气转化为氨气，用以制取肥料的工艺，自从二十世纪初这种制氨法被发明以来，人类在一个世纪内对地球大气中氮气含量的影响，已经达到了25亿年那场空前绝后的“大氧化事件”的水平。大氧化事件是什么概念？自地球诞生以来一直持续的原始大气，正是在这次事件里被彻底改造为富氧大气，从而为今日所有喜氧生物的进化奠定了前提。而自1750年，人类活动累积向大气层中释放了约555×1015g的碳，使大气中的二氧化碳含量升到了至少八万年（甚至数百万年）以来全球能升到的最高水准。由于二氧化碳是一种温室气体，据科学家估算，人类所创造出的碳排放记录，或许将显著延缓地球下一次冰期的降临。同时，二氧化碳也是一种水溶性气体，这些被人类排出的二氧化碳将不可避免地大量溶于大洋水体，使其酸度达到过去3亿年以来的最高水平。
位于俄罗斯的现代大型制氨厂。图片：eurochem.ru
如果说化学循环还不是那么直观的话，生物圈遭受的影响可谓更加触目惊心。人类活动直接或间接促成物种灭绝的故事早已不是新闻。据科学家估算，由于人类介入而造成的物种灭绝速率，已经比正常的背景值（也就是排除人类影响生物“自生自灭”的速率）高出了成百甚至成千倍。大灭绝在地质尺度下虽然属于灾变事件，但对于人类的时间尺度来讲跨度依然太长，基于此，有的科学家甚至认为，人类其实已经开启了第六次生物大灭绝的大门。
从这些效果来看，“人新世”的影响规模似乎已经足够了。但是还有一个问题：人类的文明是连续的，拿哪个时间节点来定义“人新世”的精确起始时间呢？毕竟，要想成为一个具有全球意义的地质年代，一个基本前提便是能在全球的地质记录（即地层）中留下明显的、可跨区对比的全球标准界面（想一想第一部分介绍的地层对比原理），也就是我们俗称的“金钉子”。只有如此，当“人新世”真正变成一个“地质年代”的时候——也就是到了遥远的将来，彼时的人们才能指着某套地层说，瞧，这个界面就是人新世的开端。地质年代表很大一部分是为地层对比服务的，从这方面看，它又不仅仅是只一个简单的历史年谱而已。
所以，划分起点的关键就在于能否选取一个细节丰富、遍及全球，又含有明显特征以使其可以与下部地层截然分开的标识层位（上界面当然就不用管啦，把为人新世画上句号的任务留给未来人吧），这也是为什么1610和1964两个年代能够最终成为主流划分方案的原因。
1610年的全球性代表性事件，自然是大航海时代的来临。它有两个重要成果：美洲新大陆的发现，以及全球贸易网络的初步形成。以此为基础，多个物种的分布地域由于人类的活动而随之产生了空前的跨区性混合。最突出的例子，就是农作物随着贸易和人口的流动而在各个大洲之间的推广种植（比如源自美洲，后被大规模引入欧洲和亚洲的玉米、马铃薯等），在贸易和扩展殖民行为中有意无意传播的其他入侵物种也构成了不可小觑的比例。由于今日的生物便是未来的化石，因此，1610年，这个标志着大量物种的分布范围开始又局部扩展为全球的时间节点，就可以在地层中形成一个良好的记录，从而与下伏地层中物种记录的局限分布记录截然分割。这个时间节点的特殊性并非仅仅在于可预期的化石记录。现代地层对比中常用的另一个指标——化学成分丰度同样在1610年的沉积层处具有一个明显的突变。科学家在南极冰盖、以及全球各处的1610年沉积层中发现了普遍的二氧化碳含量急剧降低的指示，被认为是另一个可以备选做人新世起点层型的指标。关于这个指标的来源，科学家认为，随着大航海时代以来欧洲人向美洲大规模殖民，外来疾病、战争、蓄奴和饥荒，使得美洲本土人口数量在这个时间节点前后遭受了一次急剧下降。人口的下降，使得原有的农业活动近乎中止，被农耕破坏掉的森林和植被获得急剧恢复。扩大的植被吸收了更多大气层中的CO2，从而间接造成沉积物中反映出了一个二氧化碳浓度明显骤降的节点。
虽然早在1492年，哥伦布就已经踏上了美洲大陆，但在将来的一百多年后，欧洲人的活动才真正在地质史上留下显著的印记。图片：John Vanderlyn (1775 – 1852)
与之相对， 1964年所对应的事件，则是全球文明发展的另一个大增长点，所谓的“Great Acceleration”。在这个时间节点之后，全球人口数量激增、大量新材料普及使用（包括塑料以及不可降解的污染物等），核武器实验开始大规模展开。频繁的核试验，向大气中散布了大量的放射性尘埃，随着全球大气对流，这些尘埃将像火山灰一样，在全球各处徐徐落下，从而留下一个可全球对比的、具有高浓度的放射性元素富集层。不用说，这个地层界限，自然又是一个具有全球性意义的标识。尽管距今只有短短几十年时间，但在冰川这种发育十分迅速的“准地层”里，科学家们已经识别出了那套标识着1964年左右全球核物质含量激增的对应层段。
至此可见，在多个方面，人类对环境产生的影响，都已经在地球系统中留下了显著的、可观测的痕迹。虽然究竟要不要将“人类的纪元”正式列入地质年代表在当下还是一个尚在讨论的议题，但从人类活动的影响看，距其尘埃落定只是早晚的事情。今人不去定义这个注定会在地层记录中留下显著痕迹的时代，未来也终将有人会去定义它。请铭记：这是一种地质力量——一种站在生物的立场上有必要保持足够重视乃至足够恐惧的力量，就像面对地球上其他足以对生存产生严重威胁的效应一样。
但是也用不着悲观。这股地质营力，却又与其他力量之间有着一个根本性的不同，它是高度弹性的。这意味着它可以被减缓、可以被终止、当然也可以被加剧。毕竟这股力量并不是别的什么，而恰恰就是人类本身。至于这个“人类的新世界”最终会变成什么模样，这一次，答案还真不在地球。
——答案，在我们自己。
（编辑：老猫）
参考文献
- Lewis SL & Maslin MA (2015) Defining the Anthropocene. Nature 519: 171-180. doi:10.1038/nature14258