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第六次大灭绝

2016-01-28李翔

第一财经 2016年3期
关键词:小行星酸化物种

李翔

伊丽莎白·科尔伯特说:“大灭绝可能是今天的孩子们必须要面对的第一个科学概念。”拜儿童玩具巨头所赐,恐龙玩具无处不在。一岁的孩子们开始玩这些玩具,两岁大的孩子们开始懂得这些玩具代表的是一些巨大的生物。再过一段时间,他们还会明白,这些巨大的生物,只能以玩具的形式出现。他们不会有机会看到这些巨大生物在面前奔跑追逐,除了电影《侏罗纪公园》系列中还原出的那些版本。

但是,人类发现地球上曾经存在一些现在不再存在的物种,即所谓“灭绝”这件事情本身,是到18世纪后半叶才发生的。一些美洲乳齿象的骨头在野外考察中被发现,然后所有研究者都被发现的骨头难倒。他们猜测这些骨头究竟属于哪一种动物。显然它们不属于地球上已知的动物。英国女王的主治医师称之为“美洲未知动物”。法国博物学家布丰称这些骨头分属3种动物:大象、河马以及一种目前未知的物种。布丰说,最后的未知物种似乎已经消失了。美国的建国元勋托马斯·杰斐逊也参加了这场争论。他不认为这种动物已经消失,在他成为美国第三任总统之后,他还在派人去西部远征时,希望派去的人能碰到这种体型是大象的五六倍的“未知动物”。

就职于法国国家自然历史博物馆的居维叶是坚定的“灭绝”物种支持者。在研究了所能拿到的骨头之后,居维叶提出,“对我而言,这似乎证明了在我们的世界之前还存在着另一个世界。”“但是,原来的地球是什么样子的?又是什么样的变革将那个世界抹除?”居维叶问道。他认定,“地球上的生命常常受到可怕事件的干扰,不计其数的生物成为这些灾难的受害者。”

今天我们已经知道,地球上曾经发生过5次大灭绝。根据两位芝加哥大学古生物学家戴维·劳普和杰克·塞普考斯基1984年发表的对海洋化石记录的全面分析,地球经历过5次规模较大的灭绝,以及许多规模较小的灭绝事件。物种大灭绝以2600万年为周期发生。天体物理学家们推测说,这一2600万年的周期性灭绝可以用太阳的一颗“伴星”来解释。“这颗伴星每2600万年经过一次太阳系的奥尔特云,引发大规模的流星雨,给地球以毁灭性打击。”5次大灭绝中规模最大的一次是二叠纪末期大灭绝。根据中美科学家联合研究的结果,这次大灭绝延续时间不超过20万年,甚至可能少于10万年,但消灭掉了地球上全部物种的90%。

关于5次大灭绝,科学家们并没能达成一致,形成一种普世理论来解释。目前我们的知识范围只能告诉我们,原因可能多种多样,“冰川化引发了奥陶纪末期大灭绝,全球变暖和海洋化学组成变化引发了二叠纪末期大灭绝”,白垩纪-第三纪大灭绝被证明是由于小行星撞击地球造成的。“6500万年前,在本应极为平常的一天,一颗直径达10公里的小行星撞击了地球。在触地的一瞬间,小行星发生了爆炸,释放出的能量相当于1亿兆吨TNT炸药的水平,或超过100万颗人类所测试过的最强大的氢弹。碎为粉末的小行星,以及其中所包含的铱,在整个地球表面上弥漫着,遮天蔽日,导致气温骤降。一场大灭绝无可避免。”

回到笃定地球上发生过摧毁大量动物的灭绝事件的法国博物学家居维叶,他推测美洲乳齿象、猛犸和大地懒等巨型生物全都灭绝于5000多年前—今天我们知道它们灭绝于约1.3万年前,现在的生物学家们称之为巨型动物群大灭绝。这一灭绝事件同“死星”或者小行星撞击地球这些事情无关。它们灭绝的时间与人类的扩张时间刚好吻合,也越来越被认为,正是后者的行为才导致了这些巨型动物群的大灭绝。

伊丽莎白·科尔伯特在这本书里说“我努力在做的事情是要追踪一场大灭绝事件的踪迹,你可以称之为全新世大灭绝,或是更顺口一点的说法—第六次大灭绝。”这次大灭绝的原因是—人类的活动。

因为发现某些化学物质对臭氧层的破坏作用而获得诺贝尔奖的德国化学家保罗·克鲁岑贡献了“人类世”这个术语。他用“人类世”来替代“全新世”。全新世开始于1.17万年前最后一次冰川期结束,并延续至今。

克鲁岑列举了一些人类影响导致的地质学改变:“人类活动已经改变了这颗星球三分之一至二分之一的地表面貌;地球上主要河流中的大多数都已经建立了水坝或被分流;渔业捕捞了近海水域超过三分之一的主要生物资源;人类使用了地球上超过一半的可以直接利用的流动水资源;人类改变了大气的组成,拜化石燃料的燃烧和森林砍伐所赐,空气中二氧化碳的浓度在过去两个世纪中提高了40%,另一种温室气体甲烷的浓度翻了一倍不止。”

在人类世中,由于人类的活动导致的变化至少包括以下几个方面:

海洋酸化。二氧化碳的特质之一是,它能够溶解于水中形成酸。由于海洋占据地球70%的表面,只要水和空气接触,就会发生气体成分溶解到海水中的现象。而目前人类行为产生的二氧化碳,其实相当于人类在向大海中注入二氧化碳。“拜所有这些额外的二氧化碳所赐,海洋表层水体的平均PH值已经从8.2降到了8.1……海洋酸化的结果是,具有高度忍耐力的生物数量规模会变得庞大,而那些不能具备抗酸化能力的生物将会灭绝。

气候变暖。气候变暖和海洋酸化一起,被称为邪恶双子。2004年时,一组科学家用物种-面积关系对全球变暖引起的灭绝危机做了一次评估。这次预估设定了一个最为悲观的场景和一个最为乐观的场景。在最为悲观的场景中,即使变暖维持在最低水平,预计也有22%至31%的物种会在2050年被划定为灭绝;在最乐观的场景中,物种具备高移动性,当气温上升时,它们会迁移到适于生长的新领域,这时,在最低水平的变暖假设下,全球物种中会有9%至13%会在2050年前被划定为灭绝。这项研究成果成为《自然》杂志的封面文章。

物种入侵。人类是地球历史上所有生物中唯一可以跨越山脉、海洋等天然阻隔快速移动的物种。但是,移动的不仅仅是人类,还有人类无意间带在身上或身边的其他生物。这就造成了物种入侵。“当一个物种被运送到一个新的地点,特别是到了一个新的大陆上时,它就把它的竞争对手和天敌都甩在了身后。这种摆脱宿敌之后的自由,还是摆脱了演化史的自由,被称为‘天敌脱离。”物种入侵会打破演化链条,造成物种灭绝。

人类对其他物种的灭绝。这其中最典型的正是让人类意识到存在“灭绝”现象的大型生物的灭绝。这些大型生物的演化策略是“大到没有天敌”。成年犀牛没有天敌、完全长大的大象与河马也没什么动物敢于攻击,熊和大型猫科动物同样如此。它们付出的代价则是,孕期很长,一次基本上只能生产一个孩子,适于生育的年龄也大。繁殖方面的劣势转化为捕食方面的优势,直到人类出现。大型生物在人类面前的优势荡然无存。“在人类出现在地球舞台上之前,体型更大、繁殖率更低本来是个成功的策略,这让特大号生物主导了这颗星球。后来,在地质学上的某一瞬间,这个策略成了失败者的把戏。”

第六次大灭绝的结果尚未完全展现。如果仅仅按照目前的趋势下去,结果显然不会太好,即使是人类自己,也只能考虑去移民火星。但乐观来看,也可能有不同的结果。因为人类和前五次大灭绝的原因不同,人类有自省意识—这本书本身也是自省意识的产物,这带来了修正的机会。

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