南美洲干濕交替氣候類型記錄了當地空氣污染歷史


南美洲干濕交替氣候類型記錄了當地空氣污染歷史

【南美洲干濕交替氣候類型記錄了當地空氣污染歷史】南美洲干濕交替氣候類型記錄了當地空氣污染歷史(Edubucher/Wikimedia Commons)
(報道)據中國科學報(張章):徒步在海拔近5500米高的秘魯安第斯山脈 , 你將會發現凱爾卡亞冰帽 。這里十分荒涼和原始,僅僅在巖石上生長著一小簇灌木叢 。但如果向下鉆探,你會發現一個“骯臟”的歷史:南美洲空氣污染記錄 。一項針對取自凱爾卡亞冰芯的新研究顯示,早在工業革命到來數世紀前,人類就已經開始污染這一地區了 。這些結論提示,人類世(一個因人類影響地球而界定的新地質時期)在不同地區始于不同時間 。
只要人類向大氣中釋放污染物,地球冰川就會將其捕獲 。多虧熱帶地區每年交替出現雨季和旱季 , 凱爾卡亞冰芯提供了有關過去大氣情況的生動記錄 。雨季為這里帶來降雪,而旱季則塵土飛揚 。美國俄亥俄州立大學地球科學家Paolo Gabrielli解釋道,曾經的每樣東西都落在這座冰川上,交替的季節輪換塑造出了“干凈和骯臟”的條紋狀冰層 。那時,空氣中的任何東西 , 雪或塵土都終將被圍困在冰川里 。
這意味著科學家能使用冰芯重塑當地的污染歷史 。例如 , 科學家從格陵蘭島冰川中發現了古希臘和古羅馬采礦業釋放到大氣中的微量金屬 。Gabrielli認為,南美洲的冰川可能記錄了類似的人類活動,尤其是這片大陸擁有悠久的采礦和冶金歷史 。
未參與該研究的法國圖盧茲EcoLab環境地球化學家Francois De Vleeschouwer指出,南美洲居民早在公元前1400年就開始了開采和熔煉銅的活動,而公元15世紀 , 印加文明就引進了銀礦(其中通常包含鉛)冶煉技術 。在敞口爐中熔煉這些金屬會將微粒釋放到大氣中,然后變成沉淀物和塵土的一部分,落到凱爾卡亞冰帽 。Gabrielli的團隊發現了金屬的痕跡,其中包括在冰芯中時間標注為前哥倫布時期的銅和鉛,這提供了有關印加和前印加排放物的證據,而De Vleeschouwer的研究也在阿根廷火地島記錄了類似的泥炭數據 。De Vleeschouwer說,新論文還首次量化了殖民地時期前的南美空氣污染情況,顯示出排放水平“已經高到足以將印加人視為污染者” 。
但Gabrielli提到,直到16世紀,西班牙殖民者來到這里,空氣污染開始加重 。而“罪魁禍首”可能是玻利維亞波托西擁有的巨大銀礦 。殖民地時期 , 這里的貴重金屬幾乎被開采殆盡,同時,釋放到南美洲大氣中的鉛和其他金屬水平前所未有 。1450~1900年,凱爾卡亞冰芯中的鉛含量幾乎翻倍,金屬銻的數量增加了3.5倍 。Gabrielli及其同事將相關報告近日在線發表于美國《國家科學院院刊》 。
到19世紀 , 空氣污染逐漸減緩,當時南美洲處于獨立戰爭時期 , 由于基礎設施等遭到嚴重破壞,經濟癱瘓 。但20世紀,隨著新的銅礦的開采、燃煤火車,之后含鉛汽油的引進和鉬等新金屬的開采,污染卷土重來,且愈演愈烈 。1900~1989年是凱爾卡亞冰芯記錄的最后年份,這一時期 , 大氣中銀的水平是之前的近3倍,鉛翻了一番 , 鉬則增加了兩倍多 ?!皺z驗鉬的污染是否延續到現在將十分重要 , 因為富含這種元素的塵土可能會毒害人類 ?!盙abrielli提到 。
盡管南美洲絕大部分的空氣污染物來自20世紀 , 但Gabrielli團隊相信,殖民地時期的礦冶活動對環境產生了戲劇性影響,這段時間應被認為是該地區人類世的開端 。
未參與該研究的巴西圣保羅大學大氣物理學家Alexandre Correia表示,這比工業時代早了240年,因此暗示“全世界不同地區,人類世的開始時間并不相同” 。