美國(guó)宇航局（NASA）戈達(dá)德空間研究所（GISS）主任加文·施密特（Gavin Schmidt）只花了五分鐘就讓我不知所措。
GISS是世界級(jí)的氣候科學(xué)研究機(jī)構(gòu)。去年的一天，我?guī)е粋€(gè)異想天開的提議，來到了GISS。
作為一名天體物理學(xué)家，我開始從“天體生物學(xué)的角度”研究全球變暖。這意味著研究宇宙中的所有工業(yè)文明是否將通過自身的活動(dòng)，引發(fā)各自所在星球的氣候變化。拜訪GISS那天，我希望獲得一些氣候科學(xué)方面的見解，還想找?guī)孜恢就篮险吖餐_展研究。我就是這樣來到了施密特的辦公室。
2017年長(zhǎng)期升溫地區(qū)圖 來自：NASA GISS
我向施密特介紹我的來意時(shí)，他中途打斷了我。
“等一下，”他說，“你怎么知道地球上只有我們這一個(gè)文明？”
我過了好幾秒才回過神來。走進(jìn)施密特的辦公室之前，我就做好了因?yàn)樘岬健竿庑俏拿鳌苟馐馨籽鄣臏?zhǔn)備。但他問話中所指的文明可能存在于數(shù)百萬(wàn)年前的地球。坐在那里，想著漫長(zhǎng)的地球進(jìn)化史，我感受到了時(shí)間帶來的眩暈感?！笆前。蔽医Y(jié)結(jié)巴巴地說道，“我們?cè)趺粗涝诰眠h(yuǎn)的過去是否曾有一個(gè)工業(yè)文明？”
然后，我們就再也沒有說起外星人了。那第一次談話催生了一項(xiàng)我們最近發(fā)表于《國(guó)際天體生物學(xué)雜志》的新研究。但當(dāng)時(shí)我們兩人都沒有意識(shí)到，施密特的深刻問題開啟了一扇窺視地球歷史和人類未來的窗戶。
我們習(xí)慣于根據(jù)沉沒的雕像和地下的廢墟來猜想已滅絕的文明。如果你只對(duì)幾千年前的文明感興趣，這些文物能提供很大幫助。但如果把時(shí)鐘倒回到數(shù)千萬(wàn)年甚至幾億年前，情況會(huì)變得更加復(fù)雜。
要說工業(yè)文明的直接證據(jù)（比如城市、工廠和道路），地質(zhì)記錄最多只能追溯到260萬(wàn)年前的第四紀(jì)。例如，最古老的大片古地表位于內(nèi)蓋夫沙漠，“只有”180萬(wàn)年歷史。更古老的地表主要可見于懸崖或巖石的橫截面。至于比第四紀(jì)更加古老的年代，一切都已變成了塵埃。
地質(zhì)演化螺旋圖
如果我們回到這么久遠(yuǎn)的過去，我們說的將不再是人類文明。智人直到30萬(wàn)年前才出現(xiàn)在地球上。這意味著施密特的那個(gè)問題指向其他物種。他把該想法稱為「志留人」假說，這個(gè)名字來源于《神秘博士》中對(duì)一種智慧爬行動(dòng)物的稱呼。
那么，研究人員能否找到明確的證據(jù)，證明在人類文明誕生之前很久，曾有某個(gè)古代物種創(chuàng)造了相對(duì)短暫的工業(yè)文明？例如，在6000萬(wàn)年前的古新世時(shí)期，某種早期哺乳動(dòng)物短暫地崛起，創(chuàng)建文明。當(dāng)然有化石，但能夠變成化石的生活痕跡總是少之又少，并且因?yàn)闀r(shí)間和棲息地的不同而差異很大。因此，很容易與只持續(xù)10萬(wàn)年的工業(yè)文明擦肩而過。但哪怕是10萬(wàn)年，也比迄今為止的人類工業(yè)文明歷史長(zhǎng)了500倍。
古新世時(shí)期由于熔巖流而形成的洞穴
經(jīng)歷了數(shù)百萬(wàn)年的風(fēng)風(fēng)雨雨后，所有的直接證據(jù)早已消失，什么樣的證據(jù)可能留存至今？想要回答這個(gè)問題，最好方法是想一想如果人類文明在現(xiàn)階段毀滅，我們會(huì)留下哪些證據(jù)。
如今，我們的工業(yè)革命已經(jīng)真正走向全球，人類的集體活動(dòng)留下了各種各樣的痕跡，可被1億年后的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)。例如，為了填飽70億人的肚子，化肥被廣泛使用，但這也意味著我們把地球的氮元素重新用于糧食生產(chǎn)。未來的研究人員應(yīng)該可以在我們這個(gè)時(shí)代留下的沉積物氮特征中發(fā)現(xiàn)這一點(diǎn)。同樣，我們不斷地使用稀土元素制造電子產(chǎn)品。
正是因?yàn)槲覀兊拇嬖?，地球表面的稀土元素原子才多了許多，它們可能也會(huì)出現(xiàn)在未來的沉積物中。現(xiàn)在，我們創(chuàng)造和使用的合成類固醇已經(jīng)無(wú)處不在，也可能在1000萬(wàn)年后的地質(zhì)層中被發(fā)現(xiàn)。
還有不計(jì)其數(shù)的塑料。研究表明，越來越多的塑料“海洋垃圾”正沉積到世界各地的海底，不管是沿海區(qū)還是深海區(qū)，就連北極圈都有。大塊的塑料制品在風(fēng)、陽(yáng)光和波浪的作用下分解，使海洋充斥著微小的塑料粒子，最終降落到海底形成地層，歷經(jīng)久遠(yuǎn)的地質(zhì)年代之后依然會(huì)存在。
重要的問題在于，人類文明留下的痕跡能存在多久。我們?cè)谘芯恐邪l(fā)現(xiàn)，每個(gè)痕跡都有可能變成未來的沉積物。但諷刺的是，對(duì)人類文明威脅最大的一個(gè)人類活動(dòng)副產(chǎn)品，反而最有希望證明人類曾經(jīng)作為先進(jìn)文明而存在過。
當(dāng)我們?nèi)紵剂蠒r(shí)，曾經(jīng)作為活體組織一部分的碳被重新釋放到大氣中。這些古老的碳衰變成這種元素的三種天然同位素之一。我們?nèi)紵幕剂显蕉?，這些碳同位素就越不平衡。大氣學(xué)家把這種變化稱為Suess效應(yīng)。
100年來，使用化石燃料造成的碳同位素比值變化非常明顯。氣溫的上升也留下了同位素信號(hào)。未來的科學(xué)家只要對(duì)來自我們這個(gè)時(shí)代的巖石層進(jìn)行化學(xué)分析，應(yīng)該就能發(fā)現(xiàn)這些變化。此外，「人類世」地層可能也透露了氮、塑料納米粒子甚至合成類固醇短暫猛增的蛛絲馬跡。因此，如果說這些是人類文明必然留給后世的痕跡，同樣的“信號(hào)”是否存在于現(xiàn)在的巖石中，等著向我們講述那些早已滅亡的文明？
5600萬(wàn)年前，地球經(jīng)歷了古新世-始新世極熱事件（PETM）。在PETM期間，地球的平均氣溫比現(xiàn)在高出9攝氏度。那是一個(gè)幾乎沒有冰的世界，因?yàn)閮蓸O的典型夏季溫度接近21攝氏度?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，PETM同位素記錄中的碳和氧同位素比值升高，與我們預(yù)期在人類世記錄中所看到的情況如出一撤。
地球歷史上還有其他類似PETM的事件，顯示的痕跡就像我們假設(shè)的人類世信號(hào)。這些事件包括一個(gè)發(fā)生于PETM之后幾百萬(wàn)年的事件，被稱為「神秘起源的始新世地層」，以及使海洋在好幾千年（甚至更長(zhǎng)）時(shí)間里沒有氧氣的白堊紀(jì)大事件。
這些事件是不是史前工業(yè)文明留下的痕跡？幾乎肯定不是。雖然有證據(jù)表明，PETM可能是埋藏在化石中的碳大量釋放到空氣中所致，但重要的是這些變化的時(shí)間。PETM的同位素峰值在幾十萬(wàn)年內(nèi)有起有落。但是，人類世在地球歷史上之所以如此突出，是因?yàn)槲覀儗⒒械奶家詷O快的速度釋放到大氣中。
地球上曾經(jīng)有過二氧化碳含量與如今相當(dāng)甚至更高的地質(zhì)時(shí)期，但在地球數(shù)十億年的歷史中，從未有如此之多被埋藏的碳被如此迅速地釋放到大氣中。因此，我們?cè)诘刭|(zhì)記錄中看到的同位素峰值可能升高幅度不夠劇烈，不符合「志留人」假說的要求。
但這里有一個(gè)難題。如果早期物種的工業(yè)活動(dòng)是短暫的，我們可能無(wú)法輕易發(fā)現(xiàn)。PETM的同位素峰值主要向我們展示了地球?qū)υ斐煞逯档脑蜃鞒龇磻?yīng)的時(shí)間，未必是原因發(fā)生的時(shí)間。因此，可能需要專用和新穎的檢測(cè)方法，來尋找古代沉積物中短暫事件的證據(jù)。換句話說，如果不是刻意地去尋找，可能就找不到。這種認(rèn)識(shí)也許是我們?cè)谘芯恐械贸龅淖罹唧w結(jié)論。
作者寫論文提出自己不支持的假說，這種事情很少見。施密特和我不認(rèn)為地球曾在5000萬(wàn)年前有過古新世文明，但對(duì)能否“看到”遠(yuǎn)古工業(yè)文明的研究，會(huì)迫使我們?nèi)ヌ剿魑拿骺赡軐?duì)所在星球產(chǎn)生的一般性影響。這正是氣候變化的天體生物學(xué)視角。
文明創(chuàng)建意味著從所在星球獲取能源來做工作（也就是文明創(chuàng)建的工作）。一旦文明達(dá)到真正的行星尺度，肯定會(huì)對(duì)耦合的母星系統(tǒng)（空氣，水，巖石）產(chǎn)生一些反饋，對(duì)于像我們這樣還在攀登技術(shù)能力階梯的年輕文明來說尤其如此。換句話說，天下沒有免費(fèi)的午餐。雖然一些能源造成的影響較小（比如說太陽(yáng)能對(duì)比化石燃料），但要驅(qū)動(dòng)一個(gè)全球性文明，必然會(huì)對(duì)所在星球造成某種程度的影響。
一旦你通過氣候變化意識(shí)到必須尋找影響較小的能源，你造成的影響就會(huì)更小。文明變得越具有可持續(xù)性，給后代留下的痕跡就越少。
另外，我們還推測(cè)，一些行星可能存在化石燃料導(dǎo)致的文明興起與滅亡循環(huán)。如果一個(gè)文明使用化石燃料，由此引起的氣候變化會(huì)導(dǎo)致海洋含氧量大幅下降。這樣的低氧水平（稱為海洋缺氧）有助于引發(fā)原先形成石油和煤等化石燃料所需的條件。如此一來，一個(gè)文明及其滅亡可能為未來的新文明播下種子。
探究那些消失在時(shí)間長(zhǎng)河中的文明也就等于探索有沒有普遍的規(guī)則引導(dǎo)著所有生物圈在創(chuàng)造潛能方面的進(jìn)化，包括文明的出現(xiàn)。即便沒有開皮卡的古新世人，我們直到現(xiàn)在才開始去了解那種可能性會(huì)有多大。
聯(lián)系客服
