徒步在海拔近5500米高的秘魯安第斯山脈，你將會發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)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(yè)革命到來數(shù)世紀前，人類就已經(jīng)開始污染這一地區(qū)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(zhì)時期）在不同地區(qū)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(qū)每年交替出現(xiàn)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(jīng)的每樣東西都落在這座冰川上，交替的季節(jié)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?shù)氐奈廴練v史。例如，科學家從格陵蘭島冰川中發(fā)現(xiàn)了古希臘和古羅馬采礦業(yè)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(huán)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(fā)現(xiàn)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(jù)，而De Vleeschouwer的研究也在阿根廷火地島記錄了類似的泥炭數(shù)據(jù)。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(jīng)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(shù)量增加了3.5倍。Gabrielli及其同事將相關報告近日在線發(fā)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(zhàn)爭時期，由于基礎設施等遭到嚴重破壞，經(jīng)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。“檢驗鉬的污染是否延續(xù)到現(xiàn)在將十分重要，因為富含這種元素的塵土可能會毒害人類。”Gabrielli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(huán)境產(chǎn)生了戲劇性影響，這段時間應被認為是該地區(qū)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(yè)時代早了240年，因此暗示“全世界不同地區(qū)，人類世的開始時間并不相同”。