传说：史前时代是否存在文明？ （照片/雷吉斯/路透社）

加文施密特 (Gavin ) 是世界一流的气候科学研究所美国宇航局戈达德空间科学研究所所长。 去年的一天，亚当弗兰克来到戈达德研究所，他来到这里交流一个非凡的想法。 亚当弗兰克是一位天体物理学家。 为了更好地开展工作，他开始从天体生物学的角度研究全球变暖。 所谓天体生物学，是研究天体上生物存在条件、检测天体上是否存在生物的科学，可以给科学家带来更广阔的视野。 现在，研究问题来了。 弗兰克和施密特想知道地球上存在的工业文明是否会因为特定的活动而导致地球气候发生特定的变化！ 弗兰克那天去了戈达德研究所，希望获得一些气候科学见解，并认为他可能会找到合作伙伴。 随后，弗兰克来到了加文的办公室。

弗兰克正兴奋地说着，加文打断了他。

“等一下，地球已经有数十亿年的历史了，我们人类出现多久了，也许在我们出现之前，地球上就已经存在过其他工业文明了！” 加文说。

弗兰克愣住了，下巴掉到了地上，好半天才回过神来。 在此之前，我们都应该听说过并关注过地外文明这个话题，但现在加文却在讨论史前文明！ 史前文明可能已经存在于几百万年前，甚至几亿年前，一段辉煌后毁灭，然后新的辉煌和新的毁灭。 想到这里，弗兰克不禁一阵头晕。 弗兰克接着顺着加文的话说道：“是的，没有人能够否认这种可能性。但是我们能证明工业文明在很久很久以前就真的存在过吗？”

至少现在，我们还无法回到过去去寻找答案。 但弗兰克和加文的第一次谈话引发了一项新研究，该研究最近发表在《国际天体生物学杂志》上。 我们需要意识到，加文提出的尖锐问题不仅仅是在研究人类的过去，这项研究还可以帮助我们更好地预测和面对未来！

此前，我们习惯于根据沉没的雕像或地下建筑遗址等考古发现来猜测失落的文明。 史前文物确实有助于研究，但就其本身而言，我们只能追溯到数千年前。 如果想要研究几千万甚至几亿年前，情况就会变得非常复杂。 比如说，即使有工业文明，这些文明制造的器物可能在亿万年的时间里就已经化为粉末了！

工业文明的直接证据是什么？ 按照现在的社会，我们会想到城市、工厂、道路。 但即使这些痕迹早在200万年前就已存在，今天也很难找到。 距今260万年至今，即地质时期的第四纪。 举个具体的例子，科学家们在以色列南部的内盖夫沙漠发现了地球上现存最古老的大型地表遗迹，而这个最古老的痕迹只有180万年的历史。 还有更古老的痕迹，比如我们可以观察到的地质剖面，比如一些悬崖或者石头的剖面。 但追溯到第四纪时期，地球上的一切在地质运动、气候运动等外力作用下早已化为尘埃！

另外，如果我们谈论数十亿年前，我们谈论的是文明（如果存在的话）和今天的人类是两个不同的东西。 现代智人在地球上留下了痕迹，但我们发现的最早的智人痕迹只有大约30万年的历史。 因此，加文的史前文明意味着我们正在谈论另一个物种。 加文将这个想法称为志留纪猜想。 志留纪是早古生代的最后一个时期，也是古生代的第三个时期，开始于约4.4亿年前，结束于约4.1亿年前。 也许在这个时期出现了某种智能爬行动物。

那么，如果有一种远古动物在远早于我们这个时代的某个时间建立了工业文明，我们的研究人员能否找到明确、明确的证据呢？ 例如，在大约六千万年前的古新世时期，一些早期、短暂的哺乳动物可能创造了文明。 好吧，将会留下化石。 然而，灭绝后形成化石的比例和可能性极小，因为化石的形成受到许百思特网多条件的影响，例如时间段和栖息地条件。 因此，如果存在某种已经存在了十万年的工业文明，我们现代人很难找到它们的踪迹。 你可能觉得10万年太短了，但你要知道，从1760年左右第一次工业革命开始，到现在才260年！ 也就是说，我们这一代的工业文明仅仅存在了260年！

考虑到所有直接证据将在几百万年后消失百思特网，什么样的证据会幸存下来？ 最好的答案就是回顾现代人类本身：如果我们人类死了，我们还能剩下什么最长久的？ 我们的活动会留下什么线索？

我们的工业文明已经全球化，人类集体活动留下了各种各样的痕迹。 以现代技术为参考，科学家在未来一亿年仍然可以探测到我们的踪迹。 例如，养活 70 亿人需要大量、广泛使用化肥，但这也意味着将地球上的氮转移到粮食生产中。 一些农田使用的氮肥会流入河流。 氮肥可以在河流和海洋的交汇区产生较高浓度的微生物活动，这会导致交汇区的大量藻类吸收水中的氧气，海洋死区的范围也将随之扩大。跟随。 扩展后，这些变化应该显示在沉积层中。 未来世界的研究人员应该检测沉积物中我们这个时代留下的标志性氮。 再比如，为了生产电子产品，我们会使用大量的稀土元素，而自然界中的稀土矿物会被大量开采。 由于人类活动，今天在地球表面发现了许多这些元素。 这些元素也可能出现在未来的沉积物中。 甚至我们发明和使用的合成代谢类固醇也将变得普遍，并且这些特征可以在 1000 万年后的地质层中检测到。

然后是无处不在的塑料。 研究表明，越来越多的塑料垃圾正在世界各地的海底堆积，其中有的在沿海地区，有的在深海盆地，甚至涌入北极。 风、阳光和洋流粉碎了成堆的塑料，这些塑料颗粒充满了海洋，最终沉入海底，形成一个可以长期存在的特殊层，可以用地质时间来计算。

最大的问题是，我们文明的遗迹还能持续多久？ 在研究中，科学家发现现代人类的每一处痕迹都有可能成为未来的沉积物。 然而，具有讽刺意味的是，也许有史以来人类先进文明最有可能的标志是塑料，它是我们的副产品，持续威胁着环境。

当我们燃烧化石时，我们会将碳释放到大气中，这是我们生命所必需的。 我们燃烧的化石燃料越多，这些碳同位素的平衡变化就越大。 大气科学家将这种转变称为休斯效应或苏斯效应，也可以称为工业效应，即因为煤炭和石油等化石燃料有着非常悠久的历史，并且已经存在了很长一段时间，大多数C14的含量已经衰减，所以化石燃料中C12的比例比较高。 工业革命以来，大量化石燃料的燃烧导致高浓度的C12进入大气，从而导致大气中C14的比例下降，碳的同位素比也发生了变化。 此外，温度升高也会留下同位素信号。 未来的化学家将能够通过对我们这个时代接触过的岩层进行化学分析来检测这些明显的变化。 除了元素和比例的峰值之外，人类世岩层还可能显示出氮、塑料纳米颗粒甚至合成代谢类固醇的短暂峰值。 那么，如果我们的遗迹能够留在未来并被未来的科学家探测到，那么现代岩石中的信号是否能告诉我们有关史前文明的信息呢？

5600万年前，地球经历了古新世-始新世极端高温。 在这段变暖时期，地球的平均气温比我们今天的平均气温高出约9摄氏度。 当时地球几乎没有冰，极地地区夏季气温通常在 21C 左右。 让我们看一下古新世-始新世气候最温暖时期的同位素记录。 科学家发现，变暖时期的碳和氧的同位素比非常高，这和我们上面推测的人类世的特征是一样的！ 此外，变暖时期的其他一些事件也显示出与我们推测的人类世信号类似的痕迹。 例如，其中一个事件发生在古新世-始新世极热事件数百万年后，这一事件被称为始新世的神秘起源。 例如，白垩纪时期的一些重大事件导致海洋失去氧气数千年甚至更长时间。

这些事件是否表明存在一种非人类工业文明？ 几乎可以肯定，不。 虽然有证据表明古新世-始新世最温暖的时期可能是由于大量埋藏的化石碳释放到空气中造成的，但这些变化的时间尺度才是关键。 古新世-始新世气候最温暖时期的同位素峰值也在数十百思特网万年的时间里升降。 但是什么让人类世在地球历史上如此引人注目呢？ 答案在于我们将化石碳排放到大气中的速度。 在地质时期的某个时刻，地球上的二氧化碳含量甚至比今天还多，但在地球数十亿年的历史中，从未有如此多的埋藏碳以如此快的速度被注入大气中。 因此，我们在地质记录中看到的同位素峰值可能不够突然，不足以支持志留纪工业文明的宏伟假设。

但仍然存在一个问题。 如果早期物种的工业文明存在的时间很短，我们可能不会那么容易找到该文明的痕迹。 古新世-始新世最热峰向我们展示的主要是地球对造成它的原因的时间尺度响应，不一定是原因的时间尺度，这两句话可能是比较圆的，也就是说我们可以通过看到地球相应的变化峰值，但不容易看出变化的原因，因为时间跨度的长短不容易确定。 因此，如果我们想通过远古沉积物找到史前短期文明的证据，那么我们需要使用足够专业和新颖的探测方法。

这个问题很大，不是普通论文可以比拟的。 加文和弗兰克都不相信地球上曾经存在过 5000 万年前的古新世文明。 但如果有人问我们能否真正观察和探测到古代工业文明的痕迹，我们只能诚实地回答，我们是根据任何文明可能对地球产生的普遍影响来推测的。 这是气候变化的天体生物学视角。 文明施工是指在地球上集合能量来进行建设工作。 一旦一个文明达到了真正的行星时间尺度，那么该文明就会对产生它的系统产生一些反馈。 对于年轻的文明尤其如此，例如技术能力仍在发展的人类文明。 但世界上没有免费的午餐，文明的出现或许就是野蛮的胜利。 例如，化石燃料的使用虽然为工业文明提供了动力，但也影响了人类的健康。 虽然太阳能等一些能源的负面影响较小，但人类无法在不对地球造成一定程度影响的情况下为全球文明提供动力。

随着气候变化的加剧，人类需要寻找对环境影响较小的能源，这样对个人的负面影响也会减少。 因此，如果一个文明变得更加可持续，那么该文明对该地区的影响就会越来越小，这样，该文明留给后代的信号和痕迹就会越来越小，也越来越难被发现。

此外，加文和弗兰克的工作开启了猜测的可能性，即某些行星是否曾经上演过文明的建设和崩溃，也许是在化石燃料的推动下开始了这一命运的循环。 如果一个文明使用化石燃料，那么该文明引发的气候变化可能会导致海洋中氧气含量急剧下降。 这种低氧含量，也称为海洋缺氧，为生产煤炭和石油等化石燃料创造了必要的条件。 这样，一个文明的消亡将为未来新文明的出现埋下种子。

然而，即使文明最终消失，我们也必须保护我们的家园，保护我们的地球！