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對人類而言，地球迄今仍然是個得天獨厚的樂園。過去一萬年以來，人類在農業、工業、科技以及文化上所取得的絕大多數成就都發生在一個十分溫和的時期。在地球自然系統的調節下，這個時期的地質、氣溫以及環境都維持在一個相對平穩的范圍內，沒有太大的波動。較之此前的“更新世”和“上新世”，這一萬年的“平靜”實屬難得，因此，學者們將其稱為地球的“全新世”。

自18世紀末人類進入工業化時代起，人類又進入了一個被稱為“人類世”的新時期。在這個時期，人類逐漸從大自然手中奪過了“船舵”，成為了這個星球的新主人：地球上所有的系統由人定義、受人統治。但當人類雄心勃勃“向大自然宣戰”、渴望“戰勝自然，征服世界”的時候卻發現其實一開始我們就錯了——人與自然間本是共生共贏的手足，而非你死我活的仇敵。

可惜的是，至今還有不少人沒有意識到這一點，他們仍舊沉迷在“與天斗其樂無窮”的自我膨脹當中。近年來，能源告急、資源告急、環境告急……全球近70億人的需求幾乎要把地球推向崩潰的邊緣。

通過直觀感受，一部分人逐漸意識到了氣候變化所帶來的嚴峻威脅，但這遠遠不夠：環境污染、海洋酸化、物種滅絕等其他問題的嚴重程度絲毫不遜于此。在這樣的情況下，不少人都發出了“照這樣下去地球到底還能持續多久？”“地球的承載能力有無極限？”“人類還有多大回旋余地？”這樣的疑問。

2009年，瑞典斯德哥爾摩環境研究所所長約翰·羅克斯特倫與來自環境、地球系統領域的28位國際專家組成了一個研究小組，對上述問題作出了回答。該團隊的成員包括1995年諾貝爾化學獎得主保羅·克魯岑、美國宇航局氣候學家詹姆斯·漢森、蓋亞學研究員和“臨界點”專家蒂姆·萊頓以及德國總理首席環境顧問漢斯·喬吉姆·舍倫伯等。

根據對地球系統的科學認識，研究小組確定了9個對人類生存至關重要的“地球生命支持系統”，并對目前人類的消耗水平和系統的“臨界點”進行了量化和評估。研究人員警告稱，一旦9個臨界點全部或者大部分被突破，人類生存環境將面臨“不可逆轉的變化”，此后的地球將不再像今天這樣的“和藹可親”。

羅克斯特倫稱，由于認知水平的限制和大量不確定因素的存在，這些“臨界點”目前還只是一種“粗略的估計”。但相對警示而言，我們更應將其看作是一個喘息的時機，一個改變的機會。因此他更愿意將這些“臨界點”定義為“人類生存發展的安全空間”。

1. 海洋酸化

指標：全球文石(也稱霰石，是一種亞穩態的碳酸鈣)飽和度比率

臨界點：2.75∶1

工業化前水平：3.44∶1

當前值：2.9∶1

評估：本世紀中葉將有部分海洋超出警戒線

直到10年前，海洋酸化還是個很少有人提及的新鮮話題。但隨著大氣中二氧化碳的日漸增多，海洋酸化和氣候變化一樣也成了我們不得不面對的難題。數據顯示，自工業革命以來，全球海洋淺層海水的pH值已由8.16下降到了8.05。其實，酸化本身并不是主要問題，真正嚴重的是由其引起的連鎖反應。

淺層海水中碳酸鈣飽和度的降低便是其中最讓人擔心的一點。雖然就目前而言還不是特別嚴重，但一旦其低于某一閥值，像海螺、珊瑚這樣以碳酸鈣為主要發育條件的外骨骼海洋生物就將面臨被海水溶解的風險。

至今為止，全球海洋文石飽和率已經從工業化前的3.44∶1下降到了現在的2.9∶1。這意味著目前仍有3倍于極限值的文石能抵消海洋酸化對外骨骼類海洋生物的影響，但前提是不考慮地域差異因素。最近的研究表明，位于地球兩極的海洋文石飽和率極有可能在2050年左右下降到1∶1以下。

沒有人知道在這之后會發生什么。目前能想到的情況是：珊瑚等生物大面積滅絕；沒有生命的海洋從大氣中吸收二氧化碳的能力大幅下降，地球也將變得更熱。為了預防這種情況的發生，臨界點研究小組將海洋酸化的安全下限確定為2.75∶1。

2. 臭氧濃度

指標：平流層臭氧濃度

臨界點：276個多布森單位

當前值：283個多布森單位

評估：安全但亟待改善

即便在今天看來，上世紀70年代開始的臭氧層空洞研究仍是環境科普的一個典型案例。早在上世紀70年代，包括保羅·克魯岑在內的3位科學家就提出了全氯氟烴會嚴重損害地球臭氧層的問題。1985年，英國南極探險隊隊長法曼更是以親身經歷證明了南極上空每年9月—11月都會出現“臭氧空洞”這一事實。1987年9月16日，24個主要工業國簽署了《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》，要求逐步停止使用危害臭氧層的化學物質。隨后在媒體的大聲疾呼和政府的高度關注下，拒絕全氯氟烴類產品、保護臭氧層逐漸成了人們的共識。1995年，提出這一問題的3位科學家也被授予了諾貝爾化學獎。

時至今日，臭名昭著的氟利昂等化學物質已被禁用，危機似乎已經過去。取而代之的是今天人所共知的全球變暖問題。但近幾年的研究發現，臭氧層變薄與氣候變化間可能也存在著某種關聯。研究稱，隨著大氣中二氧化碳濃度和地表溫度的增高，接近地表對流層的溫度也會隨之上升。對流層溫度的升高又會導致平流層溫度的下降，這一系列連鎖反應最終會導致破壞臭氧層的化學反應加速。因此，雖然目前臭氧層的厚度還在安全范圍之內，但我們仍不可掉以輕心。