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深时记录中的塑料

一百万年后,21世纪可能比其他任何事物都更因塑料而被人们记住。

作者:Erik Klemetti
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海滩上的微塑料。图片来源:Ocean Blue Project, Wikimedia Commons。

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塑料无处不在。我是说,无处不在。它们已如此普及,以至于在珠穆朗玛峰、马里亚纳海沟、绕着我们星球运行的轨道上,以及在我们自己的身体里都能找到它们。上个世纪是塑料时代,由于其持久性,塑料很可能在地球的地质记录中比大多数人造物质保存得更长久。在一万年后,我们将因塑料而被铭记,而这种对地球的深层地质时间视角,非常适合地球科学家来处理。

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在时间的长河中找到方向

地球科学家是如何在岩石记录中找到方向的?在我们的星球上,这段记录可以追溯到40多亿年前。如果你想了解当时发生的事件和过程,你需要弄清楚如何在一almost于任何其他科学研究领域都更长的尺度上,确定你在时间和空间中的位置。

岩石记录中又不像有小标牌写着“欢迎来到三叠纪”。相反,我们必须结合事件和物种之间的相对年代,以及使用诸如铀-铅碳-14测年等实验室方法确定的绝对年代。当这两条证据都吻合时,我们就能弄清楚事件发生的时间,以及发生的速度。

有时,不同时间段的标记会更容易识别。白垩纪和古近纪之间的界线,可以通过希克苏鲁伯撞击的证据来标记,例如元素铱的全球化学峰值或大量物种的消失。像一场经典的灭绝事件这样大规模的全球性事件,是绝佳的时间标记。

我们还可以利用特定物种的出现和消失。并非所有物种都适用于此。你需要一个分布广泛(至少在广阔的区域内)且相对常见,但只存在于很短时间窗口内的物种。我们称之为标准化石,在某种意义上,它们就像告诉你正处于特定时间段的旗帜。

深海中的塑料

海南岛西沙北礁附近峡谷堆积的塑料垃圾。这些垃圾是在 6,200 英尺(1,900 米)以上深度发现的。图片来源:Zhong and Peng (2021), Geology。

Zhong and Peng (2021

2018年,同济大学和中国科学院的研究人员乘坐潜水器进入了南海西北部的一些峡谷。在 6,200 英尺(1,900 米)以上的深度,他们惊奇地发现了堆积如山的垃圾,其中大部分是塑料。其中一堆垃圾超过 8000 立方英尺——大约相当于两辆拖拉机的塑料和碎片。

在一篇发表于《地质学》的文章中,Guangfa Zhong 和 Xiaotong Peng 认为,所有这些塑料实际上是更靠近海岸沉积的,并通过被称为浊积岩的大规模海底滑坡,被输送了超过 60 英里(100 公里)的距离进入这些峡谷。因此,即使垃圾可能在近海区域进入海洋,但其中很多最终会通过这些过程被带入深海。

这甚至还没有考虑到微塑料问题——由塑料材料分解或燃烧产生的小碎片。这些物质广泛存在于深海沉积物、陆地,甚至生物体本身中。微塑料既可以降解并向环境中释放有害化学物质,也可以携带附着在这些碎片上的化学物质。

深层地质记录中的塑料

塑料本身正在成为我们星球沉积循环的一部分。在另一篇发表于《地质学》的文章中,Ian Kane 和 Andrea Fildani 认为,需要深层地质时间尺度才能理解塑料对地球的影响。就像细小的地质物质一样,这些微塑料可以缓慢而稳定地被输送到深海进行沉积。然而,这个过程并非即时发生,这些人造材料可能需要长达 10,000 年才能到达那里。

夏威夷卡纳波湾海滩上的塑料垃圾。图片来源:NOAA。

NOAA。

我们都知道塑料可以在地表存活数千年。Kane 和 Fildani 猜测,在海底这个截然不同的环境中,它可能会持续多久。这类问题很少被探讨,因为人类往往不会以如此长远的时间尺度来思考,但归根结底,我们的塑料问题可能会比我们这个物种存在的时间还要长。

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这就是为什么塑料将成为我们岩石记录中的主要标志之一。就像存在于短暂时间窗口内的广泛分布的生物能够成为岩石记录中重要的时间标记一样,我们的塑料成瘾很可能也会如此。塑料在地球历史上是如此普遍和独特,以至于当一百万年后发现今天的岩层时,人们会注意到塑料本身的存在,或者这些物质的化学特征。

即使我们立即停止使用所有塑料(显然,在许多方面这是不现实的),这种记录也依然会存在。现有的塑料将继续在我们河流、海岸、海洋中移动,在人们短暂使用后,仍会被携带和沉积。即使其长期生态影响比我们想象的要小,它仍然在那里,标志着这个星球曾被这种外来物质短暂地淹没。如果我们是下一次全球性灭绝的始作俑者,那么塑料残留物可能就是人类相当于上次大灾难留下的铱。

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