人类在地质时间上快进，并且没有倒退

人类无需付出太多努力就能使大气变暖，使雨林变成沙漠，使珊瑚礁白化。现在，根据 4 月 15 日发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究，我们甚至可以侵蚀基岩。

除了《摩登原始人》虚构家园的名字之外，基岩还是一层坚硬、紧密的岩石，构成了地壳的大部分。我们脚下土地的典型横截面可能包括草地、土壤、沙子和砾石，但基岩为所有这些提供了坚实的基础。河床也可以由基岩构成，尽管有些类型的河流（称为冲积河）有沉积物底部。当基岩暴露于某种力量（如风、流动的河流或冰川）时，它会在数千年内缓慢而自然地侵蚀，从而改变地壳的地形。

根据坡度、深度和沉积物等多种因素，这种侵蚀每年可以侵蚀掉几分之一毫米到一两厘米的基岩。但在华盛顿州西雅图以东的一条支流中，研究人员发现与伐木有关的人类活动显著提高了这一速度。

印第安纳大学博士后研究员、这项研究的主要作者莎拉·尚茨 (Sarah Schanz) 利用数据和历史信息研究了 19 世纪末和 20 世纪初的伐木活动如何导致蒂纳威河基岩的侵蚀加剧。

河流的陡度和总流量都会影响侵蚀率，但另一个因素是河底的沉积物数量。这些细小的磨蚀性碎屑（包括沙子和砾石等元素）就像指甲锉一样，在拖过河底时会慢慢地摩擦基岩。

这种作用通常会导致河流向下侵蚀，在数千年的时间里在景观中雕刻出深谷。但沉积物过多或过少都会改变侵蚀的方向。沉积物很少或没有沉积物会导致河流左右侵蚀，形成洪泛区。大量沉积物会聚集在基岩顶部并保持静止，从而阻止指甲锉的作用。

“这有点像金发姑娘的情景，”Schanz 说。

随处可见的碎屑数量对河流中沉积物的量有很大影响。但还有另一个因素可能在起作用：河流沿岸的障碍物。Schanz 说，尤其是在太平洋西北部，原木堵塞可能是造成这些障碍物的原因。原木堵塞是天然的假水坝，当倒下的树木或树枝的木材流入河流时形成。堵塞物控制了多少沉积物流过河流，从而引导了侵蚀的角度（左右或向下）。

尚茨说，她原本预计蒂纳威河会自然侵蚀，每百年侵蚀约十分之一米。但在 20 世纪，随着河流向下切割，其泛滥平原变成了陡峭的岩石阶地，侵蚀程度上升至近 2 米。

虽然冰川融化和火灾等其他自然因素也会释放沉积物并加剧河流侵蚀，但 Schanz 的团队无法将其中任何一个因素与 Teanaway 联系起来。只剩下一个罪魁祸首：人类。

19 世纪 80 年代左右，人们开始在蒂纳威地区伐木，采用当时特有的各种做法。Schanz 的研究重点是伐木运输，这是伐木工人用来运输砍伐下来的树木的一种技术。他们会用临时水坝（称为防溅坝）挡住河流，形成一个临时水库来容纳原木。然后他们会用炸药炸毁防溅坝，使河水泛滥，并迅速将原木送到下游的木材厂。

但他们必须开辟一条让原木可以通行的道路，这意味着要清除下游自然形成的原木堵塞。这样可以释放沉积物，以更快的速度在基岩上开凿。

参与这项研究的华盛顿大学地貌学教授戴维·蒙哥马利说：“基本上，你清除了大自然在那里设置的沉积物陷阱，河流就会做出反应。”

伐木活动通常是社区活动——孩子们甚至会请假一天去观看河水泛滥——历史记录中也有详尽的记录。Schanz 利用这些记录创建了 20 世纪初伐木和水土流失的时间框架，数据几乎完美地吻合。

尚兹说，伐木对木材堵塞有双重影响：伐木车的使用消除了天然水坝，砍伐树木意味着可供重新筑坝的木材减少。这对蒂纳威来说是一个永久性的变化：蒙哥马利将目前的侵蚀速度与每年拇指指甲的宽度进行比较——他说，在伐木之前，每年的侵蚀速度只有拇指指甲的厚度。

“伐木持续了二十多年，但其影响依然持久，”Schanz 说。

蒙哥马利表示，尽管人类可以亲自使用风镐和挖掘机挖掘基岩，但人们还没有过多考虑过我们如何在不知不觉中影响数千年来的地质过程。

他说：“我们正在以可量化和测量的方式改变地球表面，而且这种改变将持续下去。”

蒙哥马利表示，这项研究表明，人类仍在探索我们的活动如何对环境产生深远影响。

“我们在改造我们赖以生存的地球方面做得相当有效，但我们仍在探索其运作原理，”他说，“有多少人想在没有蓝图、没有建筑师、不了解墙后面是什么的情况下改造自己的房子？”

尚茨的研究显示，我们尚未完全了解人类世的影响。人类世是科学家创造的术语，用来描述人类活动对地球许多自然过程产生主要影响的时代。在短短 20 年内，人类就能够加速通常需要数千年才能完成的地质过程——所有被侵蚀的基岩都一去不复返了。

注意：本文的先前版本称蒂纳威河位于西雅图以西，但实际上它位于西雅图以东。我们对此错误深表遗憾。