矿物在被命名之前必须满足某些标准。它们必须是结晶的(玻璃,你不行),必须无机形成(珍珠,你出局),并且必须是自然形成的(实验室钻石,走开)。
这些规则看似清晰明确,但大自然是个奇特的地方,而人类是其中的一部分。因此,虽然矿物状物质如果由人类故意制造,可能不被严格视为矿物,但我们“意外”制造的物质可能刚好符合标准。
在《美国矿物学家》(American Mineralogist) 发表的一项研究中,研究人员确定了 208 种符合所有三个标准,但也是通过人类(无意中)行为而产生的矿物。
这 208 种矿物包括在人类造物上或内部形成的物质,从沉船残骸到地热管道。它们形成于煤堆自燃的炽热火焰中,或在冶炼炉的墙壁上。
哦,还有在矿井里。大量的矿井。
“这些矿物大部分形成在矿井的墙壁上。有些形成在矿用木材或矿井内的物体上,”该研究的合著者之一爱德华·格鲁 (Edward Grew) 说道。
人类挖掘地球时,会打开本不存在的空洞,使水、空气和其他改变物质自由地与可能一直埋藏在地下的矿物发生相互作用。
滴在矿井墙壁上的水——或环绕着沉船锡锭的海水——可以将这些天然存在的矿物或人造文物转化为其他物质。其中一些矿物也可能完全自然形成,但在矿井、沉船和管道的背景下,显然存在人类的参与。
现在,这些矿物并非占领了旧矿井。它们通常只在少数地点被发现,即使在那里,数量也非常微小。
“这些矿物并不常见,而且数量都非常少,”格鲁说。
那么,为什么会对“一堆”相对稀有的矿物(占全球 5,000 多种矿物的 208 种)的重新分类感到兴奋呢?
答案就在论文的标题中:《关于“人类世”的矿物学》。
人类世是地质时期的一个提议名称,一些研究人员认为,人类凭借我们的建筑、矿井——以及现在的矿物——已经极大地改变了地球,以至于这个时期值得拥有自己的地质时期命名。
这个想法引起了极大的关注和争议。
“它之所以如此有争议,原因之一是,与其他地质时期不同,它们都已经结束了。你可以找到一个开始、中间和结束,”格鲁说。“对于人类世,我们最多能找到一个开始,我们才刚刚进入。”
负责最终决定人类世是否能进入官方地质时间尺度的委员会是国际地层委员会。
地层学是对地球岩层研究的学科,它通过沉积物、火山喷发、风化表面、化石、矿物以及许多其他标记来记录地球的历史。其中一些特征形成了界限,帮助地层学家将地球 46 亿年的历史划分为不同的地质时代和世。
现在,地层学家们正在被要求判断人类对地球的巨大影响是否留下了足够的印记来定义一个新的时代;人类世。这个术语最早于 2000 年提出,在关于全球变化的讨论中已经广泛传播,从城市化到气候变化。研究人员提出了不同的起点,从1610 年新旧世界之间相互作用的增强,到硅在计算机和电子产品中的广泛分布,再到核爆炸产生的辐射。目前在该领域领先的观点是,人类世始于 1950 年左右,当时石油和天然气的使用呈爆炸式增长(比喻意义上),核弹也随之增多(字面意义上)。
“矿物可以用来,也许不能定义‘人类世’,但它们可能是你可以用来找到它的东西,”格鲁说。
格鲁说,想象一下数百万年后的一位地质学家正在查看岩层。她看到了一些奇怪的矿物。这些是否能证明她正在看人类世?也许吧,如果它们是格鲁和他的同事们提出的那 208 种人类世矿物中的一部分。在设想人类世在地层记录中可能的样子时,“你必须把自己投射到未来,然后回顾并看看你能从过去看到什么,”格鲁说。
但正是这种想象的场景让许多地层学家对人类世的设想感到愤怒。不是因为他们不认为人类对世界产生了影响,而是因为我们已经有了能够有效定义人类影响和时间尺度的分类。
“委员会的设立并非是为了认可可能发生在一百万年后的事情,”国际地层委员会前主席斯坦·芬尼 (Stan Finney) 表示,他并未参与此研究。
芬尼是人类世需要成为一个独立地质时期这一观点的直言不讳的批评者。芬尼表示,首先,我们已经有了许多分类来帮助我们定义不同的时间段,并且有详细的记录帮助我们在比地质时期浩瀚的尺度上进行更精细的分类。
目前,当意大利地质学家分类夏威夷的熔岩流时,他们会通过提及喷发的确切年份来区分不同熔岩流,而不是自动将它们归为全新世熔岩流。(全新世是我们目前所处的地质时期——指过去 11,700 年)。“当你在意大利挖到文物时,你可能会将其定义为罗马时期的,但你绝不会称其为全新世的,”芬尼说。
根据芬尼的说法,人类世也是如此。我们有年份、日历、工业时代和考古时代,有大量不同且精确的方式来定义地球的层状结构,而这些层状结构目前尚处于起步阶段。由于这种多样性,像芬尼这样的研究人员质疑人类世对地层学家的实用性,因为地层学家最终是被要求将这一世纳入其官方年代顺序的人。如果当前人类的记录得以保存,未来的地质学家将拥有非常精确的术语来确定过去发生了什么,而未必需要人类世这样的总括性术语。如果这些记录未能保存下来,那都是徒劳的。“如果我们不在了,我们就不在了,”芬尼说。
不可否认,“人类世”或“人的时代”这一概念非常引人入胜。如果我们通过建筑、砖块、混凝土、矿井和污染如此大地改变了地球,以至于我们无意中在地球表面创造了数百种矿物,难道我们不是正在开创一个全新的时代吗?
芬尼说,这对地层学家来说可能还不够充分。
“尽管我批评人类世,但人类确实影响了地球的整个表面,”芬尼停顿了一下说。“植物也是如此。”
植物在晚奥陶世首次出现后,就开始在地球上传播。它们在泥盆纪广泛传播,并在石炭纪被保存为巨大的煤层。它们改变了沉积物、大气和地球的历史,但全球的地层年代序列并不是根据植物如何绿化地球来定义的。它是基于一套复杂的地层记录,最终在 20 世纪 60 年代由国际地层委员会正式确定。
关于人类世的辩论不会很快平息。国际地层委员会有一个工作组,其主要任务是收集数据——如新矿物、地层记录和其他信息——以确定将该术语纳入地层记录是否在科学上合理且对地质学界有用。工作组原定于去年做出决定,但尚未做出。
在此期间,我们还有 208 种具有模糊人类起源的矿物可以思考来打发时间。你知道一种叫做丁炔石 (tinnunculite) 的矿物,它是当俄罗斯煤矿火灾产生的气体与欧亚红隼的粪便相互作用时形成的吗?
现在你知道了。