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别样史书——生物地质体

2019-9-11 8:24:46 作者:江鸿

史书一般有甲骨文、竹简、纸质书本等形式,它通过文字记载了过去发生的事,这些都是人们通过辛苦的调查、收集、整理之后写成的。除了我们人类,大自然也一直在记录着过去发生的事,不过她不是通过写书,而是通过积累生物地质体。

生物地质体主要包括沉积物、树木年轮、石笋、砗磲、冰芯等,它们随着时间的推移,自下而上、由内向外地沉积或生长,这个过程受气候环境的影响,所以它们蕴含着过去气候环境变化的信息。同时,人类可能会对它们的积累造成扰动,如矿产开采、金属加工释放的金属粉尘通过风的搬运,最终沉积在湖底,干扰了湖泊自然沉积的过程;人在森林中不慎失火导致火灾,给树木留下火疤,使年轮发生变形……这些都相当于人类在大自然的书页上写下属于自己的“文字”。这样,通过千万年的积累,也伴随着人类的扰动,大自然逐渐“写”成了自己的史书。

不过这些史书不能直接拿来阅读。只有通过专业技术人员破译了其中的密码,才能“了解”它们所记载的过去。这些专业技术人员就是地质工作者,他们通过测定多种与人类有关的代用指标(如微量金属、火成碳、氮同位素等)来解读各种生物地质体,已经发现了很多的历史事件。

在上个世纪,两次世界大战刺激产生了很多新技术,如有机化工、核能、计算机、喷气式飞机等,这使欧美资本主义国家的生产力率先飞速发展。而在我国,直到1978年“改革开放”之后,这些技术才在经济建设中得到广泛应用。地层记录了这个时间差。在美国巴尔的摩港的沉积岩芯中,常用的工业金属铜、锌、铅的浓度在1920年后就有了明显的增长。而我国安徽巢湖的岩芯记录中,这三种金属在1978年后才有了显著的增长。

美国巴尔的摩海岸和中国巢湖20世纪铜铅锌沉积情况

让我们再回到19世纪。当时在美国淘金群体中流行着一首小曲——《哦,苏珊娜》:“我打从亚拉巴马来,还带着心爱的五弦琴,我要到路易斯安娜州,去寻找我爱人……”后来这首歌成为美国“西进运动”的一个历史符号,这个历史事件同时也为生物地质体所记录。有人研究了美国西部的树轮样本,发现在19世纪“西进运动”时有很多火疤记录,表明当时森林火灾频率很高。这些火灾很多是淘金者野炊、抽烟时不慎失火所导致的。针对这个情况,美国政府实行了防火政策,后来火灾频率明显降低,表现为火疤数量明显减少。类似的情况在欧洲也有。17至18世纪的波兰,很流行森林养蜂,人们在森林中活动,肯定少不了野炊,最终也在很多树木上留下了火疤。同样是因为政府加强了对火灾的管控,到19世纪火疤数量明显减少,即火灾频率显著下降了。

美国西进运动情形与同时代的树轮火疤记录

更久远的,格陵兰的一处冰芯样点,公元前350年~公元200年之间有铅含量的峰值,与迦太基文明和古罗马时期刚好对应。这两个时期社会经济繁荣,采矿和冶金行业兴盛,所以有了较高的铅排放量。但期间还有四个铅通量的低谷,低谷年代分别对应了战争事件。原因是战争破坏了社会生产力,采矿和冶金的需求变小,铅排放量随之降低。此外,格陵兰另一处冰芯在2500年前有高通量的左旋葡聚糖(火烧残留物的一种),这可能与当时农业扩张,人类烧殖垦荒有关。

以上的这些从生物地质体中解读出的历史事件,很多都对应了文字史料中的记载。如果说文字史料是传统历史研究的原始材料,那么生物地质体,作为别样的史书,也是人们认识历史的一种原始资料,只是解读方法不同。虽然生物地质体解读起来比白纸黑字的史料档案要困难一些,但其记载连续、真实,具有区域(文明或环境)的指示意义,且不限于有文字史料的地区,这些都能弥补文字史料的不足。再者,生物地质体本身就携带着过去的气候环境信息,我们对其中人类活动的历史进行解读,再结合气候环境背景,就能更深入了解历史上的人地关系及其演变过程。这对当今构建和谐的人地关系具有不可或缺的指导意义,因为历史是最好的镜子。△

(作者单位:中国科学院地球环境研究所)

网站编辑:宫莉

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