全球數據庫為人類對地球的影響提供了一個量化快照
如果你在世界任何地方的一座大城市很可能很容易從附近的快餐店抓到一個便宜的漢堡包。但你可能沒有意識到,這個便宜的漢堡裡的肉實際上可以說明人類如何塑造地球的宏大敘事。
從用於養牛消費的土地到用於餵養這些牛的水再到用於將牛肉運送到世界各地的燃料,人類的進步使人們能輕易地買到漢堡以及為此而跳上飛機、給手機充電並參與構成我們日常經驗的眾多活動,這些都改變了生物圈。
現在,加州理工學院(Caltech)的研究人員已經開發了一個數據庫,其中包含關於人類如何影響地球的全球數據。人類影響數據庫旨在供科學家、政策制定者和普通公民使用並提供從全球塑料生產(每年4000億公斤)到地球上的牛的數量(約16億)到全球年平均海平面上升(每年約3.4毫米)的信息。這些數據分為五個主要類別:水、能源、植物和動物、大氣和生物地球化學循環及土地。這些還包括20個子類別。如果有的話,該數據庫包括時間序列以幫助說明這些數字在這些年裡的變化。
該項目在生物物理學、生物學和物理學的Fred和Nancy Morris教授的實驗室進行,並由前研究生Griffin Churre和Rachel Banks領導。一篇描述該研究的論文最近發表在《Patterns》上。
該團隊希望,通過獲得有關人類影響的簡單數字,公民和科學家都能對世界的運作方式形成基於數據的直覺並做出更明智的決定。
據悉,該項目從整個地球範圍來看人類的影響,而不是按國家或地區進行分類。
“在大多數情況下,我們提供全球價值,”Banks解說道,“我們還從各種不同的資源中提取數據:科學論文、政府和政府間報告及某些情況下的行業報告。我們已經做出努力,看看這些報告的一致性如何。如果我們有多個來源,我們為一個數字報告不止一個數值,以便讓我們更好地了解數值的確定性。”
在科學界有一個長期的傳統,即建立包含物理學和化學中關鍵數量的數據庫。受這項工作的啟發,2009年,Phillips和以色列魏茨曼科學研究所的合作者Ron Milo開發了BioNumbers網站,這是一個公開的網站,研究人員可以從科學文獻中找到關於生物學各方面的定量數據,如參與某一生化過程的蛋白質數量。人類影響數據庫將這些動機帶到了研究人類與土地、海洋和大氣相互作用的許多方面。
在博士工作期間,Chure經常提到BioNumbers,但他意識到,如果有一個專門針對量化人類活動如何影響行星尺度過程的數據庫將會非常有用。在2020年COVID-19大流行的最初幾個月,他開始開發人類影響數據庫,這個項目對他的影響比他預期的要大。
“從個人角度來看,這個項目完全改變了我的生活。它改變了我的科學方”Chure說道,“我有信心,我將在我剩下的科學生涯中專注於人類是如何改變生物學的。這可能包括考慮我們向沿海流域傾倒的大量氮和磷及這如何改變這些生態系統的微生物組成以及我們如何人為地進化雞從而使其肉的生長速度超過其骨骼所能支持的速度。從個人的角度來看,這確實重新聚焦了我關心的問題,以及我認為我可以做的有影響力的事情。”
該團隊強調,該數據庫並不全面或詳盡,他們計劃隨著新數據的出現持續更新這些數字。
Phillips說道:“在我看來,理解的根源在於計算能力:一旦你有了數字就會清楚問題是什麼,哪些事情很重要,哪些事情不那麼重要。查爾斯-達爾文曾經說過,計算能力給人一種’第六感’。人類影響數據庫是在偉大的人類實驗背景下為這種第六感提供一個連貫的邀請的第一步。”