全球物质量平衡逆转与人类世

全球物质可按不同性质进行分类，其中动植物量的总和被称为总生物量；人造物质的总和被称为人造物质量，如砖瓦、钢铁、塑料、玻璃等。2020年12月，《自然》杂志发表了以色列魏茨曼科学研究所植物与环境科学系米洛教授及团队的文章，“地球人造物质量超越了自然生物量（Global human-made mass exceeds all living biomass）”，通过计算评估认为，以上两类物质总量于2020年实现了逆转，成为一个里程碑事件。作者认为，这一基于量化对比的因人类活动而诱发的地球环境变化为将当前的地质年代更改为“人类世”提供了有力依据。

人类世的概念是荷兰籍大气科学家、1995年诺贝尔化学奖获得者保罗·约瑟夫·克鲁岑（Paul Jozef Crutzen）2000年提出的。在墨西哥举行的一次学术研讨会上他首次谈到：“我们已经不再处于'全新世’，应进入到了'人类世（anthropocene）’。”他于2002年在《自然》杂志上发表了题为“人类地质学（Geology of mankind）”的文章，系统阐释了人类世的概念，“自1784年瓦特发明蒸汽机以来，人类的作用越来越成为一个重要的地质营力；全新世已经结束，当今的地球已进入一个人类主导的新的地球地质时代：人类世。”他认为由人类已通过土地使用、河流改道、土壤成分改变、水资源利用等方式使地球环境大为改观，并通过工业化进程排放温室气体，影响了大气成分，引发了全球气候变化，其核心思想是人类活动对地球的影响已远超过自然变化的影响。

地质年代进入人类世的观点提出后受到广泛关注，引发相关领域众多科学家参与讨论和研究，并采取了一系列具体行动。国际地层委员会的第四纪地层学小组委员会于2009年正式设立由34名科学家组成人类世工作组（Anthropocene Working Group），由英国莱斯特大学的简·扎拉斯维奇担任主席，负责考察和界定人类世；2011年5月18日，在瑞典首都斯德哥尔摩召开的第三届诺贝尔奖获得者全球可持续发展研讨会上20名诺贝尔奖得主向联合国提交了《斯德哥尔摩备忘录》，建议将人类现在所处地质年代改为人类世；2016年8月，在南非开普敦召开的国际地质学大会（2016 International Geological Congress in Cape Town）上举行了一次非正式投票，赞同提出人类世概念，并提议向第四纪地层学分会提出正式命名建议。经过10年工作，2019年5月21日，人类世工作组启动投票，29人投票支持人类世的定义，赞同以20世纪中期作为人类世的起点，并将于2021年向国际地层学委员会（International Commission on tratigraphy）提交确立人类世的正式提案，如获得通过，再交由国际地质科学联合会执委会最终审批确立。

尽管推动确立人类世的工作进展总体顺利，得到了参与者的普遍认同，但毕竟是涉及到一个影响重大的科学问题，在一些关键环节上还存在分歧，如人类世起始点的界定、人类超越自然营力成为主导力量的标志、如何确定作为地质时代分界线的地层单位界线层型和点位（Globa Stratotype Section and Point，GSSP）等，需要科学界从不同视角提供更有说服力的证据，使认定工作既符合相关规范约定，又能得到一致认同。以色列米洛教授团队所做的工作正是通过具体的量化计算分析，为人类世相关问题的探讨提供了可供借鉴的依据。其主要做法是将地球上人造物总量与自然生长的生物总量随时间变化过程进行了对比，给出两类物质此消彼长的演化趋势，从而印证了人类活动对地球环境影响力的增强。

自从人类开启农耕时代和动物驯化以来，已对地球生物量造成了重大影响，特别是自第一次农业革命以来，随着农业生产、木材采伐等土地利用变化，地球的生物总量已从约两万亿吨减少至目前的一万亿吨。

具体统计计算从1900年开始，那时人造物的总量仅相当于总生物量的3%，通过计算模拟，给出了从1900年到今年，地球上所有物质每年的总量。从变化曲线可以看到，自二十世纪初以来，人造物总量迅速增长。随着工业活动的日益频繁，人类生产的所有物质总重量几乎每二十年翻一番，包括塑料瓶、砖块、沥青、混凝土等，小到一粒纽扣，大到高高耸立的摩天大楼。且按照目前的增长趋势，到2040年，人造物的总重量还将快速增加，从现在的1.1万亿吨增加到3万亿吨。

这样的定量计算分析清晰地展示了人类活动是如何改变整个地球环境的，为人类世的界定提供了有说服力的量化基础。但这不仅是一个科学分析层面的问题，更为重要的是向人类社会发展发出了明确且严峻的警示，体现人与自然平衡的指标被扭转后，将为地球环境的未来变化增加令人忧虑的不确定因素，人类在享受自己创造的大量物质财富的同时，与实现可持续发展的目标渐行渐远。