奧本海默(J. Robert Oppenheimer)領導研發的原子彈,觸發大半個世紀的核武競賽。雖然未有毀滅世界,但在廣島長崎原爆後,人類進行了超過 2,000 次核試,這些蘑菇雲改變了地球的大氣化學構成,連鎖效應甚至深入每個生物體,乃至我們每個人的身體細胞之中,是人類在地質年代留下的重要印記之一。
第二次世界大戰結束後,人類開始在 1950 年代無節制核試,直到 1963 年「部分禁止核試驗條約」(Nuclear Test Ban Treaty)簽署,核試頻率才稍為受控。這些在冷戰期間的頻繁核試,不僅釋放核輻射物質,傷害周遭的生態系統與生物,還引發大氣的化學變化。在自然氮的交互作用下,放射性同位素碳 14 明顯急增,這種突變被稱為「核彈尖峰」(bomb spike)或「核彈脈衝」(bomb pulse)。
即使我們不是身處核試現場,原來也間接受到「核彈脈衝」的影響。英國廣播公司(BBC)引述維也納大學科學家 Walter Kutschera 去年發表的論文指出,1950 年代以後,基本上地球任何碳庫(carbon pool),只要與大氣中二氧化碳有交互作用,都可以找到這個「核彈脈衝」的印記。
這些新增的碳 14 同位素進入水中、滲透沉積物和植被,甚至到達最深海溝的生物體,然後沿著食物鏈傳遞給人類,進入我們人體的牙齒到腦細胞中。假如你在 1950 年代出生,人體組織內的碳 14 含量,定當高於 1980 年代出生的後代。在這個絕少有核試的年代,碳 14 水平亦有望隨世代持續減少。
碳 14 本身存在於自然界,相比起其他致命的核輻射物質,碳 14 不構成傷害。其作為不穩定的同位素,半衰期為 5,730 年,上世紀中期開始,科學家便利用碳 14 的特性,逆向推算不同物質的年份。譬如在古人死後,骨骼與牙齒的碳 14 含量會隨時日遞減,考古學家便可藉由這些含量推算其死亡年份,即著名的「放射性碳定年法」(Radiocarbon dating)。
於是乎,碳 14 成為破解考古學懸案的關鍵,有助確定紅酒的年份、協助執法部門查案,甚至追溯偷獵野生動物的來源。近年,有地球科學家更利用碳 14 提出新主張 —— 人類世工作組(AWG)提倡以 1950 年代起「核彈脈衝」造成碳 14 倍增,還有核輻射物質鈈 239、銫 137 與鍶 90 進入自然界,標示為新地質年代人類世(Anthropocene)的開端,以反映人類對地球環境造成的深刻改變。
儘管人類世地質年代的主張充滿爭議,有地質學家質疑言過其實,誇大人類對地質環境的改造;有 AWG 成員則退出抗議,反倒認為人類世的起點應當早於 1950 年代。無論大家是否認同人類世的主張,人類改造了地球環境已是不爭事實,身為 AWG 主席的李斯特大學地質學家 Colin Waters 指出,碳 14 的能量可持續長達 6 萬年,意味著核試帶來的化學效應,起碼持續上數萬年 —— 這個時間幅度,遠遠超過任何有記錄的人類文明。