滥竽充数的“鹅卵石”，岩石上色彩斑斓的“外衣”，塑料正以人类越发难以察觉的形式侵占地球……
（图源：plasticcontinents.com）
撰文 | 祝叶华
如果你去海滩，很可能会看到塑料污染散布在海浪或沙粒中：瓶盖、矿泉水瓶、一次性包装袋……应有尽有。塑料在我们身边的时间可能比想象的要长得多。除了毒害海洋、土壤和被困在北极冰层之外，一些正在变成石头或成为岩石美丽外衣的塑料，正在以人类不易察觉的方式进入地质纪元。在英国的天涯海角——康沃尔的海滩上，一些灰色的、圆形的、类似岩石和鹅卵石的塑料碎片隐藏在显眼的地方；一种由塑料、火山岩、沙滩沙、贝壳和珊瑚拼凑而成的新型岩石已经开始在夏威夷卡米洛海滩上海岸形成。海滩上滥竽充数的塑料小球
Andrew Turner是普利茅斯大学的环境科学家，他研究塑料污染已经有相当长一段时间。对于像Turner这样的科学家而言，他们的研究大都集中在塑料的本体污染或者对野生生物的影响。当几年前，康沃尔塑料污染联盟的志愿者与Turner联系时，他才第一次听说人类垃圾谱系中出现了奇怪的新成员——塑料球垃圾[1]。志愿者在游客众多的康沃尔海滩上组织清理工作时发现了一些奇怪的鹅卵石和石头的复制品，这些塑料仿制品轻到可以漂浮在水面上。Turner在最近发表的一篇论文中对这种物质进行了描述。他认为，这种物质可能隐藏在世界各地显而易见的地方。这些鱼目混珠的“石头”是由两种最常见的塑料——聚乙烯和聚丙烯制成的。这些塑料小球含有大量的化学添加剂，但最让研究人员吃惊的是其中铅的存在。Turner认为这些是铬酸铅留下的痕迹，几十年前，制造商将这种化合物添加到塑料中，使其呈现出鲜艳的黄色或红色。但为什么海滩上的塑料小球变成了深灰色？Turner解释说，这可能是燃烧造成的。他的团队在实验室里熔化了一些颜色鲜艳的塑料，测试了这个想法。果然，它们变成了深灰色。与此同时，多年的风和水的侵蚀可以解释热塑塑料光滑的边缘和风化的外观[2]。
康沃尔海滩上收集的塑料垃圾（塑料&石头，傻傻分不清楚）（图源：ROB ARNOLD）
无论如何，高温塑料现在已经在世界上出现了，它们会对环境造成怎样的危害？在Turner收集的几个样本中有蠕虫的存在，解剖后发现，它们的身体里富含铅，这表明动物可以摄取塑料，并可能将重金属引入食物链。塑料岩石新材料
加拿大伦敦西安大略大学的地质学家Patricia Corcoran等在夏威夷卡米洛海滩上偶然发现了塑料与岩石共混的新型岩石。研究发现，燃烧后融化的塑料会把岩石碎片、沙子和贝壳碎片粘在一起，或者塑料会流入更大的岩石，填满裂缝和气泡，形成新的垃圾。而一旦塑料与岩石和珊瑚等密度更大的物质融合，它就会沉入海底，被埋和保存在地质记录中的可能性大大增加[3]。在卡米洛海滩上发现的塑料小球有两种类型——原地型和碎屑型。原地类型是指塑料在岩石上融化后与露头的岩石融为一体，或融化的塑料“爬进”岩石洞穴形成的新材料。碎屑塑性则是玄武岩、珊瑚、贝壳、木质碎片和沙子被融化的塑料粘在一起形成的混合物质。分析显示，卡米洛的碎屑塑性小球比单纯的塑料颗粒致密得多，这表明这种新的岩石材料比普通的塑料碎片更有可能被埋在岩石中并保存下来。
原地类型塑料岩石（图源:Image credit: Patricia Corcoran）
碎屑塑料小球（图源：Image credit: Patricia Corcoran）
研究小组在美国地质学会（Geological Society of America, GSA）上报告说，这些被他们称为“塑料小球”的石头很可能是由露营或垂钓者点燃的大火中融化的塑料形成的。所以研究小组认为，这种新物质可能广泛存在于其他海滩上，特别是在人们扎营或居住的地区。
在夏威夷卡米洛海滩上收集到岩石塑料混合物样本（图源：PATRICIACORCORAN）
宾夕法尼亚大学的地球物理学家Douglas Jerolmack没有参与这项工作，他表示，“如果这些东西能被保存下来，那么它们可能会成为一个很好的标志，标志着人类何时开始统治世界，并大量丢弃垃圾。在世界各地，有大量的垃圾被公开焚烧，可以想象，甚至有更大的融化的塑料沉积物形成塑料小球。”而这种新物质将永远保存在地球的岩石记录中，未来可能会成为人类对地球影响的地质标志[4]。塑料锈病：岩石海岸新的潜在威胁
塑料与岩石的结合产物可能还有第三种形式：在一些海滩上一种直接融入岩石海岸线的塑料污染——“塑料锈病”正在给岩石披上色彩斑斓的外衣。葡萄牙海洋研究机构海洋生态学家Ignacio Gestoso在2016年首次注意到火山岛海岸线岩石的奇怪“外衣”。浅蓝色的薄膜覆盖在被海浪侵蚀的岩石上，就像旧口香糖被移植到人行道上一样。Gestoso和他的同事当时认为这只是偶然现象。但到了2017年，研究人员发现外壳仍然存在。2018年早些时候，他们回到现场，发现更多的地方覆盖着这种神秘物质，并且颜色更加丰富。研究小组决定采取措施，收集更多的样本进行深入研究。通过对海岸线上的岩石区域进行随机取样，研究人员发现，在三年多的时间里，岩石的外壳已经从点覆盖到面，10%的岩石表面被迫披上了美丽的外衣。化学分析表明，这是聚乙烯，一种非常常见的塑料，经常用于一次性包装和食品容器。在发表于Science of the TotalEnvironment上的一篇论文中，Gestoso和他的团队正式将这种现象称为“塑料锈病”，一种从未见过的塑料污染形式[5]。在夏威夷海滩上发现的种塑料和岩石的邪恶结合是由于营火融化塑料垃圾，并将其与沙子和鹅卵石结合在一起的结果。但不同的是，Gestoso认为塑锈是由水而不是火锻造的。很可能是由大块塑料撞击岩石海岸而形成的，导致塑料像藻类或地衣一样在岩石上结壳。塑料锈病正在逐渐取代岩石表面的天然生物外壳和薄膜，而岩石表面是潮间带动物如藤壶和蜗牛附着和取食的地方。Gestoso的团队发现，一种以藻类为食的海螺在塑料锈上的数量几乎和在正常表面上的数量一样多。目前还不清楚摄入塑料微粒对蜗牛和其他近岸生物意味着什么，但鉴于我们已经知道微塑料对其他海洋动物（如鱼类）的影响，所以可以预想结果并不是我们喜闻乐见的。这些颗粒会阻塞消化道，或将喜欢附着在塑料表面的污染物直接带入动物体内。未来的研究应该弄清楚这些食草蜗牛到底吸收了多少塑料，以评估塑料锈病的潜在风险。目前我们还不清楚塑料锈病是否有可能成为一种普遍现象，但是弄清塑料锈病是如何产生的——以及从什么原料中产生——对于确定它对海洋环境的重要性至关重要。
塑料锈病是一种在地球海岸线上从未见过的塑料污染（图源：Photo: Ignacio Gestoso）
人类世
现在，我们生活在全新世，传统说法称它开始于1.17万年前。近年来，科学家们一直在争论是否要正式确定一个名为“人类世”的新地质时代，该地质时代将标志着由于人类影响而显著改变地球物理、化学和生物景观的时期。然而，科学家们不能就“人类世”应该在什么时候开始达成一致。例如，随着工业革命的开始，大量的二氧化碳和其他温室气体被排放到大气中。更早的时候，大约8000年前农业的兴起从根本上改变了土地利用，导致大气中二氧化碳和甲烷的增加，这一点从冰芯的分析中得到了证明。此外，泥炭沼泽的土壤剖面表明，在过去300年里，采矿活动和含铅汽油的燃烧导致了土壤中铅浓度的增加。科学家们现在有了“人类世”的另一个全球标志——塑料污染。它的存在可以解释人类是如何与地球的生物物理系统互动的[6]。一般来说，塑料无处不在，在许多令人惊讶的地方都有记录，包括野生动物和海底。将塑料的丰富分布和它在环境中的持久性结合起来的话，它进入化石记录的概率大大提升。塑料锈病和塑料小球的存在也侧面提醒人们塑料污染的持久性。塑料在这个星球上已经变得如此普遍，以至于它们很可能已经在数千万年的化石记录中留下了人类的明显“指纹”。在我们的物种消失很久之后，这些“技术化石”可能仍会留在地层中。然而，塑料能在地质环境中坚持多久仍是一个有争议的问题。有些科学家怀疑这种物质是否会留在化石记录中。毕竟，塑料会融化也会降解。但无论如何，不可否认的是，塑料正在成为地质循环的一部分。参考资料
[1] https://www.nationalgeographic.com/environment/2019/08/new-plastic-polllution-formed-fire-looks-like-rocks/.
[2] Andrew Turner, Claire Wallerstein, Rob Arnold,et al. Marine pollution from pyroplastics[J]. Science of The Total Environment，2019, 694, 133610.
[3] Patricia L. Corcoran, Charles J. Moore,Kelly Jazvac. An anthropogenic marker horizon in the future rock record[J]. GSAToday, v. 24, no. 6, doi: 10.1130/GSAT-G198A.1.
[4] https://www.sciencemag.org/news/2014/06/rocks-made-plastic-found-hawaiian-beach.
[5] Ignacio Gestoso, Eva Cacabelos, PatrícioRamalhosa, et al. Plasticrusts: A new potential threat in the Anthropocene'srocky shores[J]. Science of The Total Environment，2019, 687, 413-415.
[6] https://www.livescience.com/46057-human-trash-becomes-new-plastiglomerate-rock.html.
