第四章 史前世界
1.间冰期
在长达十多亿年的时间中,冰层在地球两极间来回滑行,有时它们会在赤道相会。原因众多,大陆板块漂移、地球的椭圆轨道、偏斜的地轴,还有大气二氧化碳含量的上下浮动都能算作原因。几百万年间,当时大陆板块的构造与我们今天的情况已基本相同,冰川期颇有规律地反复出现,这个过程持续了十万年之久,其中间冰期的长度平均在12000年到28000年之间。
最后一个冰期于11000年之前离开了纽约。在正常的情况下,下一个把曼哈顿夷为平地的冰期现在随时都有可能来临,尽管我们现在越来越怀疑它会不会如期而至。许多科学家猜测说,下一次寒潮来袭之前的这个间冰期将持续得更久一些,因为我们向大气层中排入了更多的二氧化碳,推迟了必将来临的冰期。通过对比南极冰核中古老的气泡,我们发现现在大气中二氧化碳的含量比过去65万年间的任何时期都高。如果人类明天就不复存在,我们就再也无法把含碳的分子送上天空,我们引起的事端也终会了结。
尽管我们的标准在不断变化,但就按照我们这些标准来看,这样的事不会立即发生,因为现代人没必要干等着变为化石进入地质时期的那天。作为大自然名副其实的一支力量,我们已经做到了这一点。我们消失之后,人类杰作中留存得最为长久的将是我们重塑的大气层。因此,泰勒·弗克觉得身为一名在纽约大学生物系教授环境物理学和海洋化学课程的设计师,并不是什么奇怪的事。他认为他必须把所有那些学科都融汇贯通起来,才能描述清楚人类是怎样将大气层、生物圈和海洋进行改造的——到目前为止,只有火山和相互碰撞的大陆板块才能完成这样的壮举。
弗克长着瘦长个子,深色的头发微微卷曲,他思考问题的时候眼睛就眯成一条缝。他靠着座椅,仔细研究着一张几乎覆盖了办公室公告牌的海报。这张海报把大气和海洋描绘成密度不断加深的层层流体。就在200年以前,大气中的二氧化碳还能按照某个稳定的速率溶解到海水之中,使世界上的二氧化碳保持平衡。而现在,大气中的二氧化碳含量实在太高,以致海洋得重新调节自己的适应能力了。他说,因为海洋太大,所以这个调节过程需要时间。
“假如说世界上没有了人类,不再使用各种燃料。一开始,海洋的表面会迅速吸收二氧化碳。随着海洋中二氧化碳的饱和,这个速度就会减慢。有些二氧化碳就会被能够进行化合作用的生物所吸收。渐渐地,随着海水的融合,古老的、未饱和的海水会从深处涌上来取代那些饱和了的海水。”
海水彻底翻一遍需要一千年的时间,不过这并不能将地球带回到前工业时代的纯净。海洋和大气是相互平衡的,但两者都吸收了过多的二氧化碳。大地也是如此,多余的碳元素将在土壤和吸收它的生命体之间循环,不过最终还是会释放出来。因此,它能去哪呢?“正常情况下,”弗克说:“生物圈就好比一只倒置的玻璃瓶:最上层基本上与其它物质隔绝,当然偶尔的几颗流星不算在内。底部的位置,瓶盖朝着火山的方向微微打开。”
问题在于,我们挖出石炭纪形成的煤炭,排放到大气中——我们已经变成了一座从十八世纪开始就一直不断喷发的火山。
火山把多余的碳元素抛入生态系统中的时候,地球要做的下一步和往常没什么两样。“岩石层会死去,但是所花的时间要久得多。”长石和石英这样的硅酸盐是地壳的主要成分,雨和二氧化碳形成的碳酸使它们逐渐风化,变为碳酸盐。碳酸分解为土壤和矿物,它们把钙元素释放到地下水中。河流入海,钙元素沉积后变为海床。这是个漫长的过程,大气二氧化碳过量会使这个过程稍稍加速。
“最后,”弗克总结了一下:“地质循环会使二氧化碳的含量恢复到史