寇特．史塔格

名人推薦：前台大全球變遷中心主任

中華民國低碳環境學會理事長

柳中明 審訂&導讀



媒體推薦：各界推薦

《暖化的真相》可與傑瑞•戴蒙（《大崩壞》、《槍砲、病菌與鋼鐵》的作者）的經典之作並駕齊驅，只不過它描述的是未來，而非過去。

─比爾•麥克賓（Bill McKibben）

《自然的終結》（The End of Nature）作者

「《暖化的真相》考證翔實，深入淺出，發人省思。是耐得住時間考驗的經典之作。」

──伊莉莎白•克爾伯特（Elizabeth Kolbert），

《一次災難的實地記錄：人、自然與氣候變化》

（Field Notes from a Catastrop...

第八章 沒有冰的北極

「冬季裡，最終能決定天地萬物命運的是水的結晶作用（crystallization）。」

柏德•亨利希（Bernd Heinrich），《冬天的世界》（Winter World），二００三



「兩極冰蓋正在融化！」這句話三天兩頭在我們耳邊響起，聽得大家幾乎都要麻痺了，然而，它卻是一個千真萬確的事實。全球暖化最明顯的一個標記就是北極的冰正在減少，且在漫長的未來，它必定會對自然環境與人類社會產生巨大的影響。但這個問題可沒有表面看來的這麼簡單。到底我們說的「兩極冰蓋」（polar ice caps）所指為何？它們為什麼會融化？北極熊必然會無家可歸嗎？如果北極的冰全都融化了，我們的世界會變成什麼樣子？這樣的變化是好是壞，還是兩者兼具？

如今，我們在南北兩極上都各有一個冰蓋，有立即融化之虞的只是北極的那一個。因為，北極與南極兩個冰蓋在本質上是不同的，前者只是四、五公里厚、川流不息的北極海上的一層薄冰，而後者底下是結實的陸地。北極冰蓋至少有一半是隨季節變化而增減的，但即使是在冬天的時候它們最厚也只有兩公尺左右，而終年不化的部分大約是三公尺。即使是在全球暖化讓它開始急遽融化、縮小之前，俄羅斯與美國的潛水艇若想要浮出水面一探究竟，甚至可以直接從水底衝破它。

相反的，南極大陸上的冰凍層（frozen slab）足足有四點八公里厚。世界上最大的單一冰體，東南極冰原，是如此的寒冷又如此的巨大，以致於冬天在它的最南端平均氣溫可能低到攝氏零下六十度，這裡的冰根本不可能融化。尤有甚者，在南極點附近（South Pole），當夏天的溫度升高到攝氏負二十五度的時候，反而會增加內陸地區的降雪量，進而彌補了溫暖的邊緣低地的損失。

另一方面，儘管常有人警告我們南極冰原正一片片地剝落，但那幾乎都來自於面積只有十分之一小的西南極冰原。因為它大部分都座落於一個半島之上，受海水暖化的影響比較大。而且，它有些部位處在海平面附近或其下，根基本來就不穩。我們在下一章會仔細討論格陵蘭危險的處境，但因為它並非位在兩極附近，因此算不上嚴格意義的兩極冰蓋。它的南端早已超出了北極圈之外。

我們真正即將失去的是漂浮在北極的冰蓋，從面積與厚度來看都是如此。從一九七０年代到二００六年，九月海冰面積範圍（September ice extent）幾乎縮小了一半。二００七年它更劇烈地縮小，自從一九七九年有人造衛星進行測量開始，它從來沒有這麼小過。我們還無法確知，按照這個趨勢走下去，北極的冰何時會完全消失，但大多數專家都預期應該會在這個世紀結束之前，甚至很可能是二０二０年之前。

北極暖化的速度遠遠超過全球的平均速度，而且北極圈大部分區域在二十世紀的後五十年增溫攝氏二至三度。這不是因為溫室氣體傾向聚集於北極，而是其他區域性因素的綜合結果，其中影響最大的就是原本具有反射作用的白色冰雪漸漸消失，而深色、吸熱的海水、土壤、與植被卻與日俱增。大量的冰與雪本身就可以保持北極的寒冷，因為那裡的陽光本來就很微弱，而大部分的能量都耗費在將冰融化成水之上，很多甚至根本被反射掉而沒有機會發揮加熱的效果。換個角度來看，今天的北極其實正在與地球上的其他地區進行一場加溫競賽，只是它在起步時就輸了好幾度。

然而，除了全球暖化與冰雪的反射作用之外，導致融冰的因素還有一個：北極振盪震動（Arctic Oscillation），它會使北極附近的氣溫毫無徵兆地突然忽冷忽熱。有些科學家把近年來的融化歸因於北極振盪震動，因為它在一九八九年開始進入溫暖的正週期，而北極的冰也是那時候開始消退的。這個週期的特色是強大的西風會把溫暖的洋流吹進冰凍區中，然後把水底的冰融化掉。在強風的吹拂之下，破碎的浮冰之間的距離會被拉大，接著在它們之間的海面上會形成年輕、較薄的冰。但一旦夏天來臨，它們很容易融化。然後它們會將更古老的海冰沖刷進北大西洋裡，然後留下更多易在夏季融化的薄冰。

另一方面，北極振盪震動的負週期，理論上應該能夠扭轉融冰的趨勢，然而，儘管它們在最近幾年曾短暫出現過幾次，卻都沒有發揮作用。此外，這樣的反覆變化已經持續了至少一世紀了，但從來沒有像現在這樣吞噬掉北方的海冰。看來應該是有別的因素在作祟，而且雖然原因可能有很多個，人為的溫室效應應該是罪魁禍首。就算在未來的幾十年裡融冰有減緩的趨勢，全面融化恐怕仍然只是遲早的事。

地球過去的歷史也呈現出悲觀的結果。地球公轉軌道的週期在一萬一千七百年前有了變化，使得整個北極在夏天比今天要熱上好幾度，上個冰河期因此終結。全新世早期有兩千到三千年左右的溫暖期，當時夏天的氣溫通常比今天高出攝氏二到三度，而北方海洋的表面溫度又更高出二到三倍。我曾詢問過烏特勒支大學（Utrecht University）的氣象學教授約翰納•歐樂門（Johannes Oerlemans）這種溫度是否足以融化北極海大多數的冰，他回答，「當時夏天的溫度比今天高好幾度，不可能不對海冰產生重大影響。很多我的同事都有同樣的看法，這已經不是新鮮事了。」

最近，北亞利桑納大學（North Arizona University）的戴瑞•考夫曼（Darrell Kaufman）領頭的一項研究發現，藍貽貝、白蛤（Macoma clams）、與北極弓頭鯨（bowhead whale）在海底沉積物裡的遺骸顯示，它們曾經在溫暖的全新世早期向北移動到加拿大北極群島(Canadian Arctic Archipelago)與貝福特海（Beaufort Sea）沿岸，這是因為當時那裡的海域已不再冰封。從距離這裡很遠的東方的斯瓦爾巴群島（Svalbard）蒐集到的類似證據也顯示出類似的變化。然而，過去的環境與今天的北極並非完全吻合。其一，公轉軌道變化造成的日曬型暖化主要侷限在夏季的北方高緯度地區，而今天的溫室氣體型暖化是遍及全球各地的。其二，在當時加拿大東邊的北極區域裡，無論是風、洋流、還是氣溫都深深受到殘餘的勞倫泰大冰原（Laurentide ice sheet） 的影響。基於這兩個不同，即使今天的溫度還低了一點，我們還是可以預期北極的海冰會融化的更快。

另外，媒體在討論北極融冰的時候還常常忽略另一點。當專家學者們說北極的冰即將全部融化的時候，他們並不是說北極一年四季都會沒有冰。南北兩極在冬天會經歷漫長的黑夜，那時候氣溫能降到零下好幾度。即使在今天，北極冰蓋在十二月與一月之間最冷的時候也會擴大兩倍。除了最極端的暖化之外，其他較溫和的暖化大概都無力阻止北極在漫長的冬夜裡出現結冰。只是，當太陽開始二十四小時不停地照耀北極，這些冰的壽命就會在晚春或夏天結束。

一談到北極的融冰，大多數人都會直接聯想到北極熊的安危。另一方面，有時候我們也會聽到加拿大北極海沿岸的新西北航路（Northwest Passage）的開通，或是航運業、礦業、漁業打算利用北極豐富的資源大發利市。類似的資訊往往非常籠統，然而，它們共同指出一個事實：一個沒有冰的北極既可以是福，也可以是禍。而且，風水輪流轉，等到全球暖化終於摧毀大多數的融冰，而人們開始習慣於一個完全無冰的北極，那時候又會有新的贏家與輸家。在這一章裡，我希望藉由對當地生態詳盡的介紹，幫助讀者更清楚全球暖化的具體影響與未來的前景。

讓我們先從北極熊開始。然而，儘管大家都把北極熊當作全球暖化的首要受害者，但我們若在網路上最簡單的搜尋，竟然可以找到許多南轅北轍的資訊。有人支持艾爾•高爾在《不願面對的真相》（[The Inconvenient Truth]）中的看法，北極熊會因為找不到可以落腳的冰而溺死。但反對者認為這種說法是不足為信。丹麥統計學家、《冷靜：全球暖化的真相》（[Cool It: The Skeptical Environmentalist's Guide to Global Warming]）的作者畢九•龍柏格（Bjørn Lomborg）非常不以為然地表示，大多數的報導「嚴重地誇大其詞、感情用事，完全沒有事實依據。」

事情開始於二００四年。當時一群飛離阿拉斯加的科學家在飛機上看到海上漂浮著幾隻北極熊的屍體，它們距離最近的浮冰還有好幾公里遠。這樣的消息立刻不脛而走。事實上，那裡剛發生一場猛烈的暴風雨，北極熊很可能是死於它帶來的巨浪。那年北極的冰延伸得比過去更遠(The ice margin lay farther offshore than usual that year)，那些熊在那之前已經游泳離開陸地超過八十公里了。一般來講，這樣的距離難不到北極熊，因為成年的熊泳技絕佳，一點也不輸給兩棲動物。然而，最近的融冰導致長距離游泳的頻率提高，因此在水中遭到暴風襲擊的機會也增加。此外，因為幼熊的體積較小，比較容易在低溫的海水中失溫，因此牠們的處境比父母危險。到目前為止，確切的結論還沒有出來。是的，的確有北極熊淹死，但有多少真的是氣候變遷造成的呢？

由於這是一個極具政治爭議性的話題，我在蒐集與更新資訊時都格外審慎。我主要的徵詢對象是安德魯•德拉契（Andrew Derocher），他在亞伯達大學（University of Alberta）擔任教職，是數一數二的北極熊專家，而且慷慨地願意與我通電話。

這對我來說是莫大的榮幸。因為德拉契是世界上少數真正熟稔北極熊的專家，因此他總是被一群記者或氣候末日論者包圍，希望從他口中套出聳動、驚奇的支字片語，來作為報章雜誌的標題。在我打電話給他的時候，他才剛剛把一封具有挑釁、恐嚇意味的信件報告給校警。

對大多數人來說，北極冰蓋上不過就是一片渺無人煙、空無一物的荒漠，拿來當作停車場是再適合不過。但德拉契看到的景色可別具一番風味，他說，「在大多數時候，由於熱漲冷縮造成的巨大冰壓脊（pressure ridge）可以延伸好幾公里長，形成一道銀白色的柵欄，把粉狀的雪花阻攔在背風的那一面。環紋海豹（ringed seals）會從冰壓脊的縫隙中鑽上來，並在柔軟的雪堆中挖掘出產子用的巢穴。」

正是這些海豹把北極熊吸引過來。與南方的熊類不同，北極熊一般即使在冬天也是醒著的，因此需要覓食。唯一的例外是懷孕的母北極熊，牠們會躲在冰雪覆蓋的產子窩（maternity dens）裡把小熊生下來。沒有懷孕的母熊與公熊則在雪花與冰壓脊之間四處遊走，找尋倒楣的海豹。但在冬天裡牠們成功的機會不高，必須等到太陽出來了或是海豹的生育期，牠們才能大快朵頤。

海豹養活了北極熊，而冰養活了海豹。當暖化導致北極海冰的縮小，其影響會透過食物鏈逐漸擴散。德拉契說，「環紋海豹會在深秋結冰時先為過冬建立起地盤。然而，因為北極越來越晚結冰，海豹就越來越不容易及時建立地盤，這不但使牠們難以築巢，也可能無法在春天孕育下一代。」環紋海豹的作息似乎是由日照長短來決定的，因此會隨著北極當地的四季準時地變化，然而現在冬天裡的冰卻是遲到早退。母海豹還是會在生育的季節到來時產下小海豹，但德拉契擔心牠們此時得在離岸、不穩定的冰上築巢，增加了分娩與養育幼仔的風險。

春天乍現的暖陽為大地帶來一批嗷嗷待哺的小海豹，這是北極熊最開心的日子，在這兩三個月的時間裡牠們要吃下一年中大多數的食物。牠們靠靈敏的嗅覺找出海豹藏在地下的窩，用後腳站直身子，雙掌奮力拍擊海豹窩的屋頂，小海豹如果來不及從逃生孔溜進水底，就會喪命巨爪之下。北極熊成功的機率大約只有二十分之一，但這就夠了。小海豹的營養成分極高，全身有一半的重量來自於鯨油 。但北極熊吃的不只是小海豹。「母海豹是更豐盛的大餐，」德拉契補充，「有時候北極熊會放棄一隻小海豹，然後埋伏在產子穴旁等待母海豹歸來。」

短短幾週之後，北極的最南端就開始一天一天地往北收斂，大部分的北極熊這時開始回到岸上。在德拉契進行主要研究的哈德遜灣西部，夏天是特別難熬的一個季節，即便理論上還是有些來自陸地上的食物（terrestrial foods）。從五月到八月，這裡的北極熊通常得餓肚子，苦等沿海的水結冰。懷孕的母熊在尋找冬天的棲息地之前，很可能長達八個月沒東西吃。當春天重返大地，牠們會帶著剛產下的孩子離開產子窩，回到逐步後退的海冰邊緣已經結冰的沿海（move back out onto the returning rim of ice）。

但不是每隻北極熊的習性都一樣，不同群體之間也有不同的行為模式。有些地區裡的北極熊偏好待在陸地上，別的地區的則不一定如此。有吃膩海豹的會到外海獵殺海象與一角鯨，或是伏擊岸上的麋鹿與鵝。在挪威北方的斯瓦爾巴群島，有人看到牠們會吃擱淺在岸上的抹香鯨屍體。在西哈德遜灣，有些北極熊會獵殺雷鳥（ptarmigans）與吃莓子。甚至，在少數情況下，飢餓的北極熊也會吃人。

有人相信，如此多才多藝的北極熊應該可以平安渡過全球暖化的危機。然而，德拉契提醒大家，「北極熊雖然聰明，但不是無所不能的。」主要的問題在於牠們得吃高熱量的食物。為了在四到八個月沒有食物來源的苦日子中保持體力，牠們一定得攝取鯨油，其他的食物都無法提供足夠的養分。也許正是為了適應北極這個極為特殊的生態環境，為了在浮冰上獵殺海豹，原本棲息在陸上的棕熊漸漸演化成泳技高超的雪白北極熊。

大約二十萬年前左右，北極熊與牠們的棕熊、灰熊親戚在演化的道路上分道揚鑣，起因很可能是因為冰河期將一群熊困在被冰河包圍的地形裡。這支族群的歷史與伊緬間冰期相互重疊，因此牠們至少經歷過一次長期的全球暖化。最近一位冰島學者在斯瓦爾巴群島發現了一塊從伊緬間冰期遺留下來的北極熊顎骨，根據「世界氣候報告」（World Climate Report）發佈在網路上的一篇文章，他說「北極熊已經通過一次間冰期的考驗了。因此也許我們根本不必那麼擔心。」

德拉契無法苟同這種論調。「我認為，它能證明的不過就是伊緬間冰期有足夠的海冰來支持北極熊的生活。」雖然現有一些證據指出那時候的北極在夏天是完全沒有冰的，但至於是否一年四季都沒有冰，我們至今還沒有足夠的來自北極海的沉積柱（sediment cores）紀錄來判斷。德拉契的假設有可能是正確的。他繼續說道：「在上一個冰河期，牠們的足跡可以向南延伸到德國與北歐南端。後來氣候變暖了，牠們只好往北邊移動。但事實上，波羅的海到今天都還有環紋海豹出沒。北極熊的狩獵技巧全繫乎穩定、寬廣的海冰，因此一旦海冰消失，牠們大概也無法留在那裡太久。」

如果北極的春天與夏天因為人類世的暖化而都沒有了冰，北極熊最後的棲息地就沒了。屆時，這種海上霸主要不是得學習在陸上獵食，就是等著被淘汰。然而，這對北極熊來說是非常不利的，因為在黃土綠葉的陸上世界，白色的皮毛會使牠特別容易被獵物發現。而且，唯一能夠在熱量上與牠過去吃的海豹相提並論的食物，就只有人類的垃圾食物了。

第八章 沒有冰的北極

「冬季裡，最終能決定天地萬物命運的是水的結晶作用（crystallization）。」

柏德•亨利希（Bernd Heinrich），《冬天的世界》（Winter World），二００三



「兩極冰蓋正在融化！」這句話三天兩頭在我們耳邊響起，聽得大家幾乎都要麻痺了，然而，它卻是一個千真萬確的事實。全球暖化最明顯的一個標記就是北極的冰正在減少，且在漫長的未來，它必定會對自然環境與人類社會產生巨大的影響。但這個問題可沒有表面看來的這麼簡單。到底我們說的「兩極冰蓋」（polar ice caps）所指為何？它們為什麼會融化？北極熊必...

序言

地球上誕生了一個新物種，它將……賦予大地新面貌，它將主宰萬物以為己所用，然而，它終將自食其禍。

約翰布羅（John Burroughs），《接受我們的宇宙》（Accepting the Universe）



讓我們歡迎人類時代（Age of Humans）的降臨，這是地球歷史的嶄新的篇章，並已然成為主流科學界公認的事實。

讓我們同時歡迎自然世界之終結。自然世界曾經或多或少地獨立於人類世界之外，然而，感謝你我在不知不覺中在全球各地造成的碳污染（carbon pollution），這個時代即將落幕。而其污染遺害之深遠將禍及我們的子子孫孫，遠超過任何人所能估量之外。

最後，再讓我們來一窺二一○○年之後的世界會是這麼樣子吧。儘管目前大多數針對地球之未來的思考與討論都以此年份為限，但是，你將會看到，今日人們之所作所為對地球生態衝擊之廣大、劇烈、久遠，遠非短短的一兩個世紀之內就可以恢復得了的。

許多關心全球暖化的讀者都會以為其所謂的「長期」效應可能是好多年、或是好幾十年，我寫本書的目的就是要呈獻給您一個更遼闊、宏觀的視野。比爾麥克賓（Bill McKibben）與艾爾高爾（Al Gore）等人的努力已經讓世人瞭解到二氧化碳污染的迫切性了，可是大多數的人似乎還沒有意識到這個危機的長期嚴重性。大衛亞契爾（David Archer）是一位看得比較長遠的氣象學家，他的作品我們之後還會更深入的討論，他是這麼描述這個問題的：「我們的社會大眾恐怕還不知道人為釋放出來的二氧化碳（anthropogenic CO2 release）對氣候的影響將持續千百萬年之久。」讓我們停止浪費時間爭辯究竟有沒有全球暖化吧，這只是一個被政治化且毫無建設性的問題，真正重要的是，全球暖化何時發生？如何發生？且會持續多久？

坦白說，對於像我這樣一個研究地球環境歷史的古生態學家，竟然著書立說大談地球的未來似乎是一件很奇怪的事。我研究過去的生態的途徑是閱讀大量的檔案，但不是寫在紙上，而是保存在泥巴裡。我的專長是在阿得朗達克山（Adirondacks） 、秘魯、非洲各地的湖泊與沼澤底層挖掘地層的岩心樣本（core samples），篩選出曾經活躍的微生物的殘骸，然後透過分析它們的變化，重建出過去地球的氣候。如果我找到一層性喜鹽分的藻類，那就意味著當地的氣候一度極為乾燥，因此湖水的高度下降而鹽分濃度升高。反之，樣本中出現花粉的蹤跡就表示這裡曾經比較潮濕，因此可能叢林密佈、生機盎然。

由此觀之，古生態學家最大的長處在於能夠鑒往知來。大部分將會在未來發生的事情都已經在過去發生過了，對地球長期的生態變化知之甚詳的我們經常發現許多古老的變化仍在今天發生，其結果也不難預料。在我們的地球史研究當中，生物與地質的知識都是必須的，因此我們也早習慣於不僅僅只從活著的生物的角度來看待地球變化。更關鍵的是，我們想得更「長遠」(deep)。一百年、一千年，對我們只是小菜一碟，而一個人從出生到死亡的數個寒暑對我們來說更是短暫得可以忽略不計。

當然，這樣的觀點往往不被人們接受。對僅僅關心著當下的人來說，以億萬年為單位的高瞻遠矚是多餘的。不過，既然我們面對的是一個複雜且變動不居的世界，它仍是一個有用的指南針。作為這一趟未來之旅的嚮導，我將跳脫當下的窠巢，既要瞻前，也會顧後，把地球的未來與遠古的過去帶到各位的眼前。

少數能夠思考到遙遠的未來的科學家已經看到，石化碳燃料對氣候與生態的影響絕對不會僅止於二十一世紀。為了跟上他們的思路，我們得先讓自己習慣用非常宏大的觀點來鳥瞰地球的歷史。正如那些坐擁金山銀山的富翁開口閉口都是「百萬」、「十億」，地質學家嘴裡很少出現一般人常提到的某年、某月，他們談論的動輒以代（era）、世(epoch)為計 。對這些時間專家來說，始新世（Eocene）與更新世（Pleistocene）的種種就像是二次世界大戰或騷動的六○年代一樣歷歷在目。他們還相信，從這些渺茫的過去中觀察到的地球變化，有助於瞭解我們今天得面對的難題。

在繼續深入探索之前，容我為各位介紹一個最近在科學界引發廣泛迴響的專業詞彙。聽過這個詞的人可能還不多，但對熟悉這個詞的意涵的人來說，它一針見血地點出人類在這段漫長的地球史中的角色。它同樣也是根據重要的化石紀錄而來，譬如魚類時代與恐龍時代。如今既然人類的影響已經滲透地球上的每一個角落，一個新時代的黎明已經展開，而且它應該有一個名字。

這個新時代算是一個最新的「世」，這是地質學家為了劃分六千五百萬年前恐龍滅絕之後的新時代所想出個另一個冷門的怪字。如果你是一個化石迷的話，你多少聽過這個說法。恐龍滅亡之後，地球進入了一個新時代，較熱的古新世（Paleocene），它的英文字首[paleo]（在希臘文中是「古老」的意思）表示它比另外兩個後面的時代更久遠。緊接在後的是更熱的始新世，近代哺乳類動物的始祖在此時登場。接著是漸新世（Oligocene）、中新世（Miocene）、上新世（Pliocene），它們每一個時代都有一段與眾不同的生態發展。之後地球開始冷卻了，進入了更新世。最後一個階段是比較溫和的全新世（Holocene，意指<全是新的>），始於一萬一千七百年前，並被一般人認為是延續到今天為止。

現在，請各位注意，一個新名字已經在最近誕生，用來形容這個人類最為繁榮昌盛的年代。不，不是部落客麥特道林（Matt Dowling）倡議的「塑膠世」（Plasticene）。大氣化學家、諾貝爾講得主保羅克魯森（Paul Crutzen） 對這個新名字的發想有所貢獻，但真正的發明人是海洋生態學家、密西根大學名譽教授尤金史托梅（Eugene Stoermer）。他最近告訴我，這個響亮的名字早在幾年前他與克魯森正式共同發表之前，就已經私底下在科學社群中不脛而走。

他回憶說，「我根本不記得當初怎麼會想到這個字的。」談起他的發明的走紅，史托梅像是個意外得知自己的孩子已經成為大紅大紫的名人的父母那樣，既驚又喜。「我常在各個不同的研討會上提到它，慢慢地開始受到大家的矚目。」這其實一點也不意外，因為史托梅的創見精準地把人類及其影響對這個時代的重要性給傳遞出來了，自然而然地，越來越多世界各地的科學家、業餘人士在寫作與演講中提到它。

所以，如果你喜歡在朋友面前用最時新的專業詞彙來炫耀自己的學識，你的機會來了。這個詞彙不僅涵蓋了人類最近的歷史，也包括了未來的數百萬年。在下次不經意的對話當中，告訴大家，「歡迎來到人類世（Anthropocene，史托梅把重音放在第一個音節，但放在第二音節也行得通）。」

根據大多數的定義，人類世的發端應該是人類排放的大量溫室氣體開始嚴重地改變了大氣，也就是十八世紀的時候。但其實受人類影響波及的遠不只大氣而已。過去一片漆黑的深海裡，現在被人類點亮了燈光，好像被數十億隻螢火蟲照亮一般。根據克魯森，溫帶沿海海域每年有三分之一的漁產被我們補殺殆盡。人類噴灑在農作物上的氮肥超過了自然儲存在地表上所有的森林、草原、鳥類棲息地的總和。物種滅絕的速度更是前所未見的。

一群為數不多、但為人類的前景憂心忡忡的科學家現在正在設法勾勒出人類世在未來的模樣，其結果恐怕會讓各位大吃一驚。但在進一步深入這個主題之前，我們應該知道人類並非唯一一種會對氣候造成劇烈衝擊的生物。從一個專業生物學家不帶感情的角度來看，人類會對地球造成污染並無啥值得大驚小怪之處；每一種有機體（organism）都會製造廢物，且當特定地區之中的某種有機體數量越來越多，它們生產的廢物自然也只會更多。問題出在人類的數量變得如此龐大、分佈如此廣泛、對自然資源的汲取能力又如此強大，我們生產的廢物遍及了整個星球，甚至改變了它的氣候。據此而論，作為一種物種，我們過去的成功已然威脅到未來的生存。

歷史上第一次全球污染危機爆發在二十億年前，當時地球上還只有單細胞生物，而其始作俑者是海洋細菌（marine bacteria）。在突變與天擇的壓力之下，某些微生物（microbes）被迫過度地利用一種新的轉化太陽能的辦法，也就是我們現在稱之為光合作用的效應。對當時許多其他渺小的生物來說，這是非常不幸的，因為這種最原始的生物科技會排放出一種恐怖的毒氣進入大氣當中。這種毒氣就是氧。

於是，海洋因為這些細菌裡的葉綠素而變得越來越綠，氧氣也對它造成越來越嚴重的污染，大氣的腐蝕性也越來越強。岩石中的鐵分子開始氧化，原本灰色或黑色的石頭破裂成染上紅色的碎礫。氧化作用會破壞生物的細胞，所有無法修復受損細胞的生物不是相繼滅絕，就是只好把自己關進具有保護作用的泥漿裡。這些微生物難民的後代直到現在都還瑟縮在散發惡臭的沼澤、或是缺乏氧氣的深層湖泊或海洋當中。人體消化道的深處也在不知不覺中庇護著某些有益健康的厭氧生物。此外，包括黃豆在內的某些豆類植物會用一層血紅色、含氧的組織包覆住根瘤 ，以保護內部的細菌 ，藉此換取這些微生物產生的氮營養素。

如果這些二十億年前的微生物也有語言的話，他們會在報紙頭版上寫著斗大的「全球氧化浩劫」。只是這次最讓憂國憂民的科學家害怕的不是在世界末日之後將盤據地球的蟑螂，而是一種兩隻腳的怪獸：人類。事實上，我們與現代蟑螂的祖先確實是在光合作用產生的氧氣將地球改變得適合動物居住之後，才來到這世界的。

在遠古大洋上方的高空中，當時的新化學廢物也如同今天的溫室氣體一樣，醞釀新的產物。大氣層上方的氧分子相互聚合，由三顆氧原子構成一個更重的臭氧分子，並積累成看不見的臭氧層，遮蔽掉太陽光中有害的紫外線。同時，在氧化浩劫之後倖存下來的原始單細胞生物開始研究如何將致命的氧轉化成能量的來源。最終，地球上的第一批蠕蟲般的原生動物（protozoan）學會利用以氧的毀滅性力量來把他們身邊的小型動物的身體轉化成填飽肚子的食物，一部獵捕與殺戮的歷史由此展開。

如今，人類的肺裡有五分之一的氣體是光合作用產生的廢物，而身為最初的污染者的後代的我們，還得靠它才能生存。當地球發生天翻地覆的巨變，有的被無情淘汰，有的僥倖不死。而我們人類正是這場競爭的贏家。

在第一場氧氣危機之後又過了十五億年，從海洋細菌身上繼承了原始太陽能科技的古早植物又有新的突破。過去陽光的力量只能供養自由自在的單細胞生物，如今更大型的陸上植物發明了新技巧，它們擷取空氣中的二氧化碳，將之分解後利用其碳原子來作為其組織元素，它們的根莖、枝幹、葉子、與花果都是碳的產品。

於是，在最原始的森林當中，寶貴的碳原子像是活著的水晶一樣，就這樣一點一滴的累積起來。行光合作用的生物從空氣中擷取碳元素，但空氣中的氮與氧比例高達百分之九十九以上，而碳僅有區區不到百分之一。在這些植物死亡之後，它們帶著一身的碳被埋藏在沼澤的泥濘當中。日復一日，年復一年，一棵又一棵的樹木倒在裡面，堆疊成巨大的植物墳場。

又過了億萬年，史托梅與克魯森稱之為人類世的時代降臨，一種新型態的生物污染來隨之而來。工業革命的先驅者從地底挖出了黑黝黝的化石沉積，稱呼它為煤炭，還用它來生火。只要有氧氣助燃，純化的碳（purified carbons）會分解成大量的二氧化碳分子，飄散到空氣當中，而它們古代難以計數的日子中所吸取的太陽能量，也將被一次釋放出來。

乍看之下，石化燃料排放出的二氧化碳（fossil fumes）與流通在大自然的植物、動物、水體、空氣當中的二氧化碳沒有不同，但實際上它們是不一樣的。大部分來自於呼吸、森林大火、海洋散發（ocean upwelling）或腐敗（rot）的二氧化碳都很快就會再次進入循環過程。每年各種細菌、藻類、植物為了行光合作用而吸收的碳的總量，大約等同於由呼吸所排放出來的，而從海洋中釋放出來的，也約略等同於融入海水中的。從全球環境的角度來看，碳的總量只有一小部分會因為沈積入地底而減少，也只有一小部分因為火山噴發而增加，因此在地表循環的總量通常是穩定的。

但來自石化燃料的碳（fossil fuel carbon）卻是一個不速之客。雖然有些重新被人類回收，但絕大多數飄散入大氣當中，其數量無法被其他自然力量及時消化，因此急遽升高了空氣中二氧化碳的含量。在人類世開始之前，每一百萬個隨機取樣的空氣分子當中會有兩百八十個二氧化碳分子。時至今日，我推估大約會是三百八十七個，罪魁禍首是過去兩百五十年來的工業革命所產生的煙囪與汽車排氣管。

為什麼我們需要為這個污染肆虐的時代取一個新的、正式的地質年代名稱呢？雖然二氧化碳佔大氣的比例還不到百分之一，但其數量確實在加大，且造成地球不尋常的暖化。此外，地質學家界定上兩個地質年代的主要因素也是當時的氣候條件：更新世時的地球比較寒冷，有多次的冰河時期發生，全新世時出現了最近一次的短暫間冰期。第一個較複雜的人類文明就是在其中發生的。

後面我會解釋，人類世所排放的溫室氣體將會陰魂不散地盤據著地球，以致於下一個冰河時期無法出現，結果是這個人造的地質時代會比上一個全新世還要持久。我們恐怕很難相信能影響這個時代之長短的主要因素竟然是人類，而且還正是生存在二十一世紀的我們。人類世這個名字取得可不含糊，它完全是人類一手造成的，大自然只是忠實紀錄了人類對它的改變與破壞。

對某些人來說，人類與許久以前誕生於非洲的、猿猴般的智人（[Homo sapiens]）是不同的物種，因此人類世象徵著自然的終結（To some, the Anthropocene marks the end of nature as an entity separate from the apelike Homo sapiens sepieces that it spawned in African long ago）。主張人類是高高在上的萬物之靈的理論最早可以追溯到亞里斯多德（Aristotle）寫的[Scala Naturae]一書，通常它被翻譯作《存在的鎖鍊》（The Great Chain of Being）。在亞理斯多德的心目中，萬事萬物層次井然地構成了一個階梯，或是一條環環相扣的鎖鍊，其中高等動物位在低等動物之上，而最頂端是一個神聖的造物者。人類在這個秩序當中具有特殊的地位，因為唯有他兼具形而下與形而上的特徵，因此可以作為塵俗與靈界的連結。在當代的生物學術語當中，我們仍然可以發現此理論留下來的影響，譬如說我們會把外型複雜的蘭花分類為「高等植物」，而外型簡單的青苔分類為「低等植物」。在日常生活用語當中，我們有「消失的連結」（the missing link）之說，它指的是一種理論上應該在物種階梯當中處在人類之下，其他靈長類之上，長滿長毛的半人半猿。

然而，對今天的生物學家來說，還把人類看做是一種獨立於自然之外的物種是相當古板的觀點。事實已經證明，我們與所處的物理世界是緊密相連的，否則我們不可能光憑每天排放的垃圾就能改變全球的氣候環境。甚至我們可以懷疑，正是這種自我中心、傲慢自大的態度，以及以為人類可以不受萬古彌新的自然律之限制的痴心妄想，害得我們陷入今日的危機。

這帶領我們回到一個科學家們仍然爭論不休的問題。人類世究竟是什麼時候開始的？克魯森以及其他特別關心工業廢氣排放（industrial emission）的人認為是十八世紀中葉或末葉。還有人更明確地指出是瓦特（James Watt）改良蒸氣機的一八世紀六○年代。

氣象學家比爾魯迪門（Bill Ruddiman）則把發軔年代提早了數千年。魯迪門的理論可以解釋氣象學當中的一個謎團。底層冰河中的氣泡保存了古代的大氣，科學家透過分析它們可以建立古代溫室氣體的紀錄。格陵蘭與北極的冰核採樣（ice cores）蘊藏了數萬年的地球氣象資訊，從中我們可以觀察到過去氣候的變化與溫室氣體之消長之間的關係。這些極地冰層顯示，每當古代氣候在冰河時期與溫暖的間冰期之間大幅度地擺盪，二氧化碳與甲烷的濃度也發生相同劇烈的變化。我們會在後面幾章看到，這些變化大部分都與人類的活動無關。

在地球歷史中的大部分時候，大氣中這兩種溫室氣體的濃度變化都是亦步亦趨的，但在溫暖的全新世難以解釋的現象發生了。大約在一萬一千七百年前，上一個大冰河時期（major cold episode）突然終結，開啟了全新世。在一段炎熱的高溫（thermal peak）之後，氣溫開始下降，進入漫長的涼爽期。根據過去的經驗，寒冷的氣候會導致二氧化碳含量的下降，然而，約在八千年前，它卻不降反增。幾千年之後，甲烷的濃度也獨自升高了。魯迪門的推測是，非比尋常的二氧化碳含量上升是人類為了農耕而大規模地焚燒與砍伐森林的結果。至於甲烷，那是後來的亞洲人為了種植水稻而將乾地灌溉成泥濘、冒泡的水田，甲烷也就大量地被釋放出來。如果這個理論是對的，人類行為對地球氣候的衝擊早在八千年前就開始了。

還有科學家指出，人類行為對地球生態之改變並不僅限於氣候，因此應該還要納入其他標準。大多數生態史學家都相信石器時代的獵人在一萬至一萬五千年前將乳齒象（mastodont）、大樹懶（giant ground sloth）、與其他大型哺乳類動物殺得一乾二淨，而牠們的消失根本性地改變了整個地球的生態。就拿北美洲來說好了，體重超過三十二公斤的哺乳類動物當中有一半以上都絕種了，所有超過九百公斤的哺乳類則是完全絕跡。因此，若有人提議把全新世從地質年代表上刪除，併入人類世，邏輯上也是說得通的。

但對大多數的人的興趣來說，人類世究竟從何時開始可能不如它在未來將如何演變來得重要。正如化石與冰層採樣可以告訴我們過去的地球的模樣，長期氣候預測的新科技也能合理地勾勒出未來的面貌。宏觀地來看，科學已經可以預知未來的雛形了，在這個基礎上我們可以把碳污染的歷史從起源到終結都描繪出來，這樣我們就不需再把集體的智慧與心力都聚集在某個相對短暫的片段當中。從個體生命的角度來看，接下來的事件大多都只會以緩慢的速度上演，但它們累積起來的力量將對我們的生態與社會產生劇烈且難以抹滅的影響。

那麼，地球的未來究竟會是什麼樣子呢？談到人類的政治體制、科技水平、社會演變、以及生活方式，我們很難掌握，只能靜待時間來解答；沒有人能知道一個[智人]下一秒要幹什麼。然而，在物理世界裡發展的軌跡要容易預測得多。本書要提供給讀者的，就是對那些幾乎鐵定會發生的長期氣候與環境變化做一番介紹。下面是一個簡單的例子。

在接下來的一世紀或是更長遠的未來，我們面臨一個很單純的問題。我們或是立刻改用非石化燃料（nonfossil fuels），或是等到現有的藏量全部耗盡的那一天再被迫改變。無論採取哪一個方案，溫室氣體的濃度大概都會在二四○○年前的某一個時刻達到高峰。然後，不管我們是主動減少排放量也好，受制於供給不足而被迫改善也罷，溫室氣體的含量會逐漸趨緩。大量的二氧化碳接著會觸發漫長的的氣候「鞭尾效應」（climate "whiplash"），這指的是全球氣溫會先驟然飆升，然後緩步下降，進入長期的冷卻過程，直到地球回復到十八世紀的工業革命之前的溫度。

然而，會被二氧化碳污染影響的不是只有氣候而已。海洋會吸收瀰漫在空氣中的工業廢氣，其中的二氧化碳會使海水變酸。海洋中無數的珊瑚、軟體動物、甲殼動物、及許多種微生物（microorganisms）的外殼都會被軟化甚至是被融解，而牠們的減少又會進一步威脅與其休戚相關的物種。這個情況很類似最初原始的大氣被海洋微生物排放的氧氣所污染，只是方向顛倒了；在二十億年之後，我們把腐蝕性毒氣排入海洋當中。最終，具有中和作用的岩石與土壤會幫助海洋恢復原本的化學性質，但酸對海洋生物造成的破壞將會是人類世的碳污染中最難以預料、最凶險、且最無法挽回的。

在本世紀結束以前，北冰洋的冰層將會在夏季通通融化。要再等好幾千年這些冰才會回來，在此之前北極會成為一個開放的漁場，並因此徹底改變北極的面貌與國際貿易勢力的消長。但二氧化碳濃度總有一天又會降回來，屆時北極又將再次冰封，那時候人們習以為常的「正常」的無冰的北極的生態、文化、與經濟，又要蒙受慘重的打擊。

在未來的幾個世紀中，格陵蘭嶼南極上大部分甚至全部的冰原也會一點一滴的融化，究竟會剩下多少端看我們還要排放多少溫室氣體。當今天還覆蓋大地的冰河一吋吋地往內陸退縮，空出來的土地與河谷會提供人類新的棲息地，可供農耕、漁牧、甚至開發礦產。

海平面會在二氧化碳濃度與氣溫達到高峰之後繼續上升。其過程之牛步將讓我們無法直接察覺，但總有一天如今人口稠密的沿海地帶會被汪洋吞噬。然後，地球會進入一段漫長、遲緩的冷卻過程（global cooling recovery），而海水會逐漸從陸地上撤退。只是一開始這個撤退的效果有限，因為原本陸地上的冰川都早已融化，流入海裡了。在遙遠的未來的某一天，海平面會比今天的高出七十公尺，並維持相當的穩定，反映了長期大規模的融冰的結果。只有再等待千百萬年，當地球繼續冷卻，冰河緩慢重建，海平面才會降回今天的高度。

我們已經阻止了下一個冰河時期。按照原本氣候循環的自然規律，再過五萬年地球就應該會再次冰封。然而，這已成了過去式。這得歸功於溫室氣體污染的長壽，且除非空氣中的碳含量降得夠低，下一場冰河時期恐怕仍是遙遙無期，最許是十三萬年之後，但也可能更久。正因為我們今日的作為對地球的影響將會是如此長久，碳污染其實形成了一個嚴肅的道德難題。如果我們關切的只是接下來的幾百年，那人為的氣候變遷確實是有害的。但如果我們把眼光放遠一點呢？從環境正義的角度來看，我們是否可以用小惡代替大惡，犧牲數百年的人類的福祉以阻止將要摧毀人類文明的冰河期的發生呢？

這類的現象將是這本書要探討的。但請別擔心，人類的前景不必然是一面黑暗的。我希望能夠提供充分的理由來讓大家感覺到信心與希望。各位與我正生存在一個關鍵的歷史時刻裡，即所謂的「碳危機」（carbon crisis）年代－－我們的一舉一動都會對地球產生極其深遠且廣泛的影響。但我們不需要太悲觀，對人類生存的威脅還有很多，氣候變遷並非最危險的。在後面我會解釋，我們幾乎可以確定[智人]會在人類世的這場危機中生存下來。這很公平，既然人類是這一切的始作俑者，當然也應該留下來承擔它。

然而，你一定會想要問，為什麼我們要為如此遙遠的未來傷腦筋，甚至還要來讀你這本書呢？答案很簡單。雖然人類作為一種物種能夠生存下來，但今天的我們能夠決定千秋萬世之後人類的福禍，因為我們確實可以左右未來的氣候變化。要立即行動遏止碳污染絕非易事，但如果此時不團結一致、壯士斷腕，勢必就會禍延子孫，氣溫會劇升，海平面會上漲，海水會變酸。在過去數百萬年之中，如此異象從來沒有發生過。人類不好過，其他生物的命運更堪慮。劇烈的環境變遷曾經發生過許多次，有的跟人類沒有關係，但這一次我們面對的卻是史無前例的。

現在，歡迎來到人類世，讓我們仔細來一探人類大未來的究竟吧。

序言

地球上誕生了一個新物種，它將……賦予大地新面貌，它將主宰萬物以為己所用，然而，它終將自食其禍。

約翰布羅（John Burroughs），《接受我們的宇宙》（Accepting the Universe）



讓我們歡迎人類時代（Age of Humans）的降臨，這是地球歷史的嶄新的篇章，並已然成為主流科學界公認的事實。

讓我們同時歡迎自然世界之終結。自然世界曾經或多或少地獨立於人類世界之外，然而，感謝你我在不知不覺中在全球各地造成的碳污染（carbon pollution），這個時代即將落幕。而其污染遺害之深遠將禍及我們的子子孫孫，遠超過任何人所能估量...

致謝
序言
第一章 冰封的地球
第二章 全球暖化之外
第三章 上一次冰河融化
第四章 超級溫室效應
第五章 來自未來的化石
第六章 海水酸化
第七章 海平面上升
第八章 沒有冰的北極
第九章 綠油油的格陵蘭
第十章 那熱帶呢？
第十一章 塵埃落定
尾聲

致謝
序言
第一章 冰封的地球
第二章 全球暖化之外
第三章 上一次冰河融化
第四章 超級溫室效應
第五章 來自未來的化石
第六章 海水酸化
第七章 海平面上升
第八章 沒有冰的北極
第九章 綠油油的格陵蘭
第十章 那熱帶呢？
第十一章 塵埃落定
尾聲