汪品先｜我們真的瞭解地球嗎？誰在攪動它？

人類太年輕，面對46億歲的地球連灰孫子都輪不上。儘管都擠在地球表面，卻並不妨礙我們自稱是“征服地球的萬物之靈”。近來又進了一步，有人在國際權威刊物上聲稱：在推動地球系統變化上，人類已經可以媲美、甚至超越了自然界，這是真的嗎？

當前，地球系統科學研究有兩種走向：一種是聚焦在人類尺度上，另一種是探索地球系統變化的自然規律。前者爲人類尋找可持續發展道路，受到國際社會重視。但地球系統演變的時空尺度遠遠超越人類尺度，只有探索自然界自身的變化規律，人類才能科學應對地球系統的變化，這就是第二種走向。

就科學與人類未來發展而言，兩者都重要。但當前地球系統科學研究主要還侷限在地球表層，需要進一步拓展視閾，從地外宇宙、地球深部和微生物三大方向去探索地球系統演變的驅動機制。

地外宇宙

研究社會歷史要了解國際背景，探索地球演變也必須研究地球以外的因素。我們只知道小行星撞擊造成了恐龍滅絕，其實隨着航天技術和天文科學的飛速發展，科學家發現從小行星帶到銀河系都有自己的演化歷史，都可能影響地球。

3500萬年前小行星帶的“動亂”，在西伯利亞和美國東岸各留下了上百公里大的撞擊坑，很可能造成了3400萬年前南極冰蓋的形成；200多萬年前太陽系穿過銀河系裡寒冷的“星際雲”，失去太陽風保護的地球直接暴露在宇宙輻射下，可能促成了北極冰蓋的產生。認真對比可發現，地球歷史的重大氣候環境事件，可能都有地外因素的作用。

地球內部

近年來發現，地球上的水、碳循環都有深部過程，地球內部含有的水和碳比表層高出幾個數量級。而地球各個圈層之間，最大的界面不在地表，而在地幔的底部，也就是地幔和地核的界面。

地核主要成分是鐵，地幔則主要是硅，外核與下地幔的比重差異遠遠大於地殼和大氣、海洋的差別。兩者之間不但有1000—2000℃的溫差，還有百倍於珠峰的高差，因此地幔與地核的界面是地球內部物質能量交換的熱點。這個地球深處界面我們至今瞭解不多，但是推想地球表層20億年前的“大氧化作用”和驅動表層構造旋迴的全地幔環流，都有地幔底部過程的反映。

微生物

地球表層系統的演變也有內部過程的推動，主要就是生物圈和地圈的相互作用。我們認識地質歷史，歷來把重點放在動物演化上，地質年代就是根據動物化石劃分的。但是生命科學的進展，尤其是分子生物學的發展，越來越顯示出微生物的重要作用。從今天地球上的生物量看，植物佔地球生物圈的4/5，微生物佔1/7，動物只佔1/200， 植物和微生物纔是生物圈的主體。更驚人的是，地球上70%的微生物都在深海沉積和陸地土壤以下，屬於岩石和地層裡的“深部生物圈”，且90%以上都處於長期休眠狀態。它們是地球上最早、也是最基層的生物，但離人類視閾太遠，在地球系統中所起的作用至今未被人類重視。

現在回到我們的問題：誰在推動地球表層系統的變化？系統外面既有地球以外的宇宙因素，又有地球裡面的深部因素；在表層系統內部，推動力主要是生物圈和地圈的相互作用。無論內因還是外因，都有突出環節構成地球系統研究的弱點甚至盲點。

人類智力的演化產生、尤其是科技的發展，爲地球系統演化提出了新問題，而且今後會更加尖銳；但人類畢竟還是生物圈裡的一個物種，人類活動至今還是在地球表層系統。因此，一方面要加緊研究人類社會可持續發展的道路，另一方面必須探索地球系統演化的自然規律。

如果以爲在如今的地球系統變化中，人類已成爲主角，因而忽視對自然規律的認識，那將是盲人瞎馬，把人類對地球系統的認知引向危險的誤區。