人類是如何干預(yù)自然的

人類為對抗氣候變化開展的“地球工程”，對于地球及人類的未來是否安全？科學(xué)家和決策者就此展開了討論。但無可否認(rèn)的事實(shí)是，不管我們是否打算這么做，事實(shí)上，在有意無意中，人類早就開始了大規(guī)模的“地球工程”——從將地球上可用淡水的1/3用以灌溉農(nóng)田，到將地球2/5的陸地用以放牧，人類一直都在改造大自然。人類干預(yù)地球物理過程的后果，我們尚無法確定，但有科學(xué)家認(rèn)為，誕生了人類文明的更新世已不復(fù)存在，人類活動很可能引發(fā)了一個新的地質(zhì)年代——人類世。我們現(xiàn)在生活在人類世地質(zhì)時代，一個由人類決策、由人類決定地球命運(yùn)的時代。

以下是人類干預(yù)自然、改造地球的幾個實(shí)例。

5 億家庭的炊煙“抹黑”地球

5億家庭，大多在亞洲和非洲，將木材、煤炭和動物糞便燃燒后變成炊煙，炊煙帶著被稱為“黑炭”的塵粒進(jìn)入大氣層，在那里形成一個吸熱層，雨滴裹著這些塵粒從天空降下，污染著地球表面。

據(jù)估計，在過去一個世紀(jì)里，北極氣溫上升了1.7℃，其中一半原因是黑炭污染的結(jié)果。黑炭污染改變了氣候模式，在南亞和西非造成了降雨量急劇減少，還造成了喜馬拉雅山脈冰川融化，對數(shù)億人口的供水來源構(gòu)成了威脅。

2009年8月美國宇航局拍攝的照片，紫色是黑炭較高的地區(qū)

引水灌溉導(dǎo)致水資源枯竭

科學(xué)家將江河湖泊以及地下蓄水層里的所有淡水稱為“藍(lán)水”，人類每年要用掉其中大約1/3，地球上江河湖泊的1/4的水在到達(dá)大海前就已經(jīng)被抽干枯竭了。

對于局部地區(qū)來說，這種變化將導(dǎo)致天氣模式的變化。例如哈薩克斯坦曾經(jīng)廣袤浩瀚的咸海，由于大規(guī)模農(nóng)田灌溉抽干源頭水源，導(dǎo)致當(dāng)?shù)貧夂蚣眲∽兓?，冬天更寒冷，夏天更炎熱，降雨更是變得極為稀少。

地區(qū)性的氣候變化是否會產(chǎn)生全球性的影響，還有待于繼續(xù)觀察。

右上圖：1973年的咸海；右下圖：2006年的咸海

土地濫用損害“地球之肺”，形成“海洋死區(qū)”

現(xiàn)在，地球陸地面積的約12%被人類用于耕作農(nóng)作物。這樣做的后果有些難以預(yù)料，比如我們很難知道大平原的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)如何影響著地球氣候，有些則比較明顯，比如亞馬孫熱帶雨林的森林砍伐活動破壞了該地區(qū)水的蒸發(fā)和冷凝循環(huán)，“地球之肺”有可能變成為熱帶稀樹草原。如果亞馬孫雨林失去了其巨大的二氧化碳吸收能力，地球氣溫將再度上升。

更為直接的后果是，農(nóng)業(yè)耕種大量使用化肥給當(dāng)?shù)丨h(huán)境中增加了大量的氮和磷。每年約有1.2億噸氮從大氣中被移除，轉(zhuǎn)換為農(nóng)田肥料，而從地下開采的磷則多達(dá)2000萬噸，如此龐大的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了這兩種元素自然進(jìn)入生物圈的數(shù)量。更為重要的是，大量的氮和磷隨著溪水河流流入大海，加速形成“海洋死區(qū)”。

亞馬孫雨林（紅色）東南部迅速轉(zhuǎn)變的農(nóng)場和牧場（綠色）

珊瑚礁消失導(dǎo)致海洋生態(tài)系統(tǒng)被破壞

在地球生物滅絕中，珊瑚礁的消失令人震驚。珊瑚礁被稱為“海洋中的雨林”，是海洋生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。由于人類活動導(dǎo)致的海洋污染、氣候變化、過度捕撈和海洋酸化，在過去50年里，全球珊瑚礁覆蓋率已經(jīng)減少了1/3，珊瑚礁正瀕臨滅絕。

珊瑚礁以及生活在珊瑚礁中的海洋生物的消失，威脅到的不僅僅是漁業(yè)生產(chǎn)。從地球物理學(xué)的角度來看，生態(tài)系統(tǒng)是營養(yǎng)物質(zhì)和能量流動在生物學(xué)上的機(jī)制，如果生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵一環(huán)被破壞——就像曾經(jīng)生機(jī)盎然、如今卻被細(xì)菌和水母主宰的地中海西北海域那樣——生態(tài)系統(tǒng)就無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。一些科學(xué)家指出，海洋過去發(fā)生大規(guī)模滅絕事件之后，曾導(dǎo)致了地球碳循環(huán)在數(shù)百萬年間的劇烈波動。海洋生態(tài)系統(tǒng)若失去了其調(diào)節(jié)能力，隨之而來的就是天氣和氣候的異常變化。

地球在過去曾發(fā)生過五次生物大滅絕事件，如今一些科學(xué)家認(rèn)為，第六次生物滅絕事件正在發(fā)生之中。

澳大利亞大堡礁的珊瑚白化病還在大面積蔓延

化學(xué)物質(zhì)和塑料制品污染全球

人類的工業(yè)革命導(dǎo)致發(fā)明了許多化學(xué)物質(zhì)，這在地球歷史中是前所未有的，一些化學(xué)物質(zhì)可以在地球環(huán)境中存在千萬年而不降解，其中包括用于農(nóng)藥中特別是塑料中的化合物，全球塑料生產(chǎn)每年多達(dá)600億噸。

高劑量的這類化學(xué)物質(zhì)可擾亂動物的內(nèi)分泌系統(tǒng)，導(dǎo)致癌癥，影響生殖；低劑量的影響尚不清楚，但可能會在微妙的變化中產(chǎn)生廣泛的影響，最終從根本上改變生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成。

據(jù)聯(lián)合國估計，地球海洋每2.6 平方千米的范圍內(nèi)就有47000件塑料制品。世界各地都測量到了低水平的有機(jī)污染物，以及塑料對生物體內(nèi)分泌產(chǎn)生的干擾和影響，即使是在一些從來沒有使用過這類化學(xué)物質(zhì)的地區(qū)如南極洲，也測量到了化學(xué)物質(zhì)的污染。

死亡信天翁雛鳥體內(nèi)的塑料制品

二氧化碳排放成為人類最大的“地球工程實(shí)驗(yàn)”

人類世的經(jīng)濟(jì)發(fā)展引擎就是在地面上燃燒，或從地面上向大氣中投放大量含碳物質(zhì)，其結(jié)果是，每年約有400億噸二氧化碳被人類投放到大氣中，使得化石燃料的消耗，在人類無意識中成為最大的“地球工程實(shí)驗(yàn)”。

如今地球大氣中二氧化碳的含量高于過去1500萬年中的任何時候，全球氣候模式正在發(fā)生變化，平均氣溫上升，部分二氧化碳被海水吸收，氫氣和碳酸鹽離子的比例產(chǎn)生變化，海水酸性化，導(dǎo)致海洋中的珊瑚、浮游生物和貝類大量消失。

在接下來的幾個世紀(jì)里，海洋pH值的變化可能超過過去300萬年中的任何時候。

大氣中二氧化碳上升是全球變暖的原因