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纪念杰出的科学家Paul Crutzen


图片来源:科技世界网
Paul Crutzen的众多成就包括:探索了“核冬天”的概念,因为对大气臭氧层消耗问题的贡献而获得了诺贝尔奖,以及创造了“人类世”这个概念。
一个人的生活,以及之后很多人的生活,因一时的愤怒而被彻底改写,这听起来也许是一件不同寻常的事情。但是对于Paul Crutzen来说,不同寻常的事情已经是家常便饭了。作为一位在他那个时代,同时也是有史以来最伟大的科学家之一,Paul Crutzen因久病不治,于1月28日去世。他已经因揭示了核冬天可能带来的后果而举世闻名,又因为在破解大气臭氧层损耗机制上的贡献而获得了诺贝尔奖,他还突然意识到人类目前进入了一个自己创造的地质时代——人类世,这不仅在科学界,同时也在学术界产生了深远的影响,这个影响现在已经延伸到了全世界的政治和经济体系中。
像这样一个科学事业上的爆发是无法预料的。作为一个出生在战争时代的荷兰孩子,Crutzen熬过了臭名昭著的“饥饿严冬”,那时有数千人死亡,其中就有他学校的朋友。战争结束后,他继续他的学业,短暂做过土木工程师,服过兵役,然后遇到并娶了一个芬兰女孩Terttu——这是一个幸福的选择,因为她后来成为了他一生的支柱。他一直期盼的学术生涯机遇,来自斯德哥尔摩大学气象研究所的计算机程序员工作,这让他最终攻读了博士学位,并选择了当时还未被关注的平流层臭氧课题,为此他不得不把自己重新打造成了一名化学家。
随着地球防护臭氧层受到的威胁日益明显,臭氧很快成为了热门议题。Crutzen最初在牛津大学卡拉伦登实验室担任博士后研究员时关注的是,氮氧化物(NOx)通过超音速平流层飞行对臭氧产生的影响。这使他意识到,人类活动会严重影响到自然生态进程,这也成为了他未来职业生涯的标志性事件。
后来他搬到了科罗拉多州的博尔德,在美国国家海洋和大气管理局以及国家大气研究中心工作(他后来成为了该研究中心的主任),他的研究方向转向了被认为是“惰性物质”的氟氯烃(CFCs),这类物质被用作制冷剂和绝缘材料。Crutzen随后的大部分时间都在位于德国美因茨的马克斯·普朗克研究所工作。作为该研究所大气化学系的主任,他的工作十分繁重。他专注于破译臭氧破坏的化学过程,并因此与Mario Molina和F. Sherry Rowland分享了1995年的诺贝尔奖;同时,他还在努力通过《蒙特利尔议定书》在全球范围内禁止CFC的使用,该举措在很大程度上取得了成功。
他愿意随时直面重大困难的品质,也在20世纪80年代他和John Birks一起在理论层面研究核战争的影响时得到了体现。他们认为,向平流层中喷射的烟尘会导致像冬天一样的环境,对农业生产会产生严重的影响,并会导致生命的逝去。
他重新定义地球地质史的尝试之初就已经是一个传奇了。2000年,国际地圈生物圈计划(IGBP)科学委员会在墨西哥库内卡瓦举行了一场会议,我们中的一员(WS)也出席了该会议,Crutzen听着近几十年来全球环境数据是如何急剧变化的,这段时期被反复称为全新世晚期(在地质学上,这是一个从上一个冰河时期结束后开始的时期,已有11700年),他感到越来越愤怒。他的愤怒已溢于言表,他感叹道,我们已不再处于全新世,而是进入了……(停下来去想一个恰当的词语)……人类世。

图片来源:IGBP官网
他的即兴演讲吸引了观众的注意力,人们逐渐意识到,最近这些年,地球系统已经开始以更加剧烈的速度和规模发生着变化,这要比过去几千年来人类缓慢占领这个星球所导致的变化速度夸张得多。Crutzen以他特有的方式,富有活力又慷慨地表达他的观点。他发现“人类世”这个概念在多年前就由美国淡水生态学家Eugene Stoermer提出,他当时在和他的同事与学生探讨时提到了这个词,不过和Crutzen所表达的含义不同。尽管如此,Crutzen还是邀请了Stoermer共同发表这个术语和概念,他们最终在同一年发表了论文(尽管他们从未谋面)。
以此为开端,“人类世”理论迅速发展。国际地圈生物圈计划和地球系统科学委员会很快将该理论作为处理大部分工作的核心框架,将此概念作为继全新世后的事实意义上的地质时代,但是他们对正式更改这个地质时间尺度概念所需的冗长又详细的协议流程所知甚少。几年后,地质学家们(包括我们的成员JZ和CW)逐渐了解该术语的广泛用法,并开始正式分析研究该术语是否能够真正满足所有的地质学协议。
这个研究还在继续,正式的结果还是未知的(地质时间尺度旨在抵抗变化),但有一点是已经明确的,Crutzen的直觉是正确的。人类世是真实存在的。
在过去的一个世纪,地球上已经留下了一系列引人注目的、不可磨灭的、人类干预的地质印记,地球已经迅速走向了一条更加温暖、生物种群更加匮乏、污染更严重的道路,这使人类在其中更难繁荣发展。这种清醒的认识迅速从科学领域延伸到人文领域,引发了各学科对地球的重新构想,即地球不再是人类探险的被动又安稳的背景,而是一个具有主动性、高反应性且危险的参与者。
Crutzen在这场科学革命里是不可或缺的。关于地球在地质规模上是由人类主宰的星球的概念,科学家们已经陆陆续续讨论了几十年甚至几个世纪,但大家并没有认真对待,包括地质学家。简而言之,Crutzen是在合适的时间上(已经积累了足够的证据)和合适的环境下(在高度活跃的国际社会中作为核心角色研究当代全球变化)做出了一个概念式飞跃的合适人选(拥有巨大且应得的权威)。此外,这个社会已经开始从整体上考虑我们的星球,将其看作是一个完整的地球系统。他对全球变暖情况日益加剧的担忧,引发了理论地球工程领域的一个很有争议的尝试,即向大气中注入硫化气体来削减日照量。
尽管在后面的几年里,Crutzen的健康状况每况愈下,但他依然密切关注着人类世的研究。他在德国美因茨的马克斯·普朗克研究所庆祝了80岁的生日,生日庆祝研讨会的主题是他提出的人类世。当人类世工作组成员在2018年去美因茨开会时,Crutzen身体很虚弱,已经3周没有去过办公室了,但他依然出席了2天的会议,探讨详细的证据和争议。
他似乎对自己的思想并没有占有欲,即使地质时间尺度工作在程序上的挑剔,与他的敏捷、清晰的思维相冲突,但他依然对正在进行的工作给予无私的支持和鼓励。并不是所有的伟大科学家都是和蔼可亲的科研伙伴,但Crutzen是这样的。他将作为一个人和一个在科学领域非常重要的存在而被人们深切怀念,正如他提出的改革还在继续。

图片来源:马克斯·普朗克研究所
撰文:Jan Zalasiewicz,英国莱斯特大学地理地质和环境学院的古生物学荣誉教授。
翻译:魏书豪
审校:郭晓
引进来源:科学美国人
本文来自:中国数字科技馆
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