是。

传统观点：地球系统包括地圈（geosphere）、大气圈（atmosphere）、水圈（hydrosphere）和生物圈（biosphere）四个主要的部分，部分著作喜欢加上一个宇宙圈（cosmosphere，即围绕在地球附近的宇宙部分）。有的学者会把水圈里的特殊的冰冻圈（cryosphere）和地圈里特殊的岩石圈（lithosphere）单独列出来。这些圈会互相产生作用力，从而影响对方，让地球系统形成一个动态的整体。人类是生物圈的一部分，而生物圈是地球系统的一部分，所以人类是地球系统的一部分。

除此之外，近年来还出现了新的观点，即人类应该单独算一个圈，并且这个圈也是地球系统的重要的一部分。这个圈有的人管它叫人类圈（anthrosphere或anthroposphere），也有人管它叫科技圈（technosphere）。这样的说法虽然在地球科学内还没有形成完全的共识，但也获得了不少的支持者，因为人类社会对地球其他圈的作用力已经超出了传统意义上生物圈应该产生的作用力。下面就简单介绍一下人类圈这个新概念。

人类圈对地球系统有怎样的影响？

人类圈这个词是个老词，19世纪的一些地理学家和环境科学家就已经用过了，但是把它纳入地球系统的一部分，则是近几年才发生的事。这一派学者的观点是，虽然人类的存在时间不长，第二次工业革命以来甚至只有区区两百来年，可是就在这短短的时间内，人类活动几乎已经成为了驱动地球系统的主导力量之一。

一些比较明显的影响：

对地圈：用地变化（没被冰川覆盖的陆地中，75%被不同程度地改造，40%左右的农业用地）、石油和矿产资源开采、基建对地貌的改变等。

对生物圈：改变植被分布、物种灭绝率比地球历史的常规情况（background noise level）高出百倍以上、同时人类也在努力保护一些濒危物种等。

对水圈：造成水污染、修建水电站、抽取地下水等。

对大气圈：空气污染、碳循环的改变（大气层中的二氧化碳、甲烷的含量剧增）、臭氧层破坏、城市热岛效应改变局部风向等。

人类对陆地的改造程度，越红的程度越高（图：Esri）

实际上，我们大多数社会生活生产活动都在不经意间驱动着地球的动态系统，我们平常生活中一些习以为常的事情，都和人类对地球系统的影响息息相关。比如，写这篇回答的时候我正在看足球直播，那我就拿足球举个例子。大家司空见惯的现代足球运动，其自身及相关的上下游产业都在对地球系统产生着不同程度的影响。

那么足球是怎么小球转动大球的呢？举个最简单的例子——球衣。对于球队来说，在比赛场上最具标志性的象征就是球衣了。一些欧洲的顶级联赛，其球衣的生产也早已商业化，除了球员自己用之外，还要生产大量的球衣用于销售。可能很多人没有意识到，球衣的生产制造和石油工业有直接的联系。一般来说，球衣的面料是聚酯纤维，俗称涤纶，一种来自于石油的合成材料。正是因为这样的联系，在大规模生产球衣的过程中，地球系统会受到各种不同的影响。

第一，对石油本身的开采，就是人类圈对地圈的影响。这里能够举出很多不同的例子。比如，在陆地上用水裂法开采石油，其废水倾注的步骤会改变地层的应力条件，导致诱发地震的频发，这种事在俄克拉荷马和堪萨斯已经发生了（开采石油真的会引发地震吗？如果是，原理是怎样的？）。

2012年以来俄克拉荷马州的诱发地震（数据：俄克拉荷马大学）

第二，石油在提炼的过程中，会产生有害和有毒的空气污染物，比如苯、甲苯、乙苯、二甲苯（这四大金刚合称BTEX）、颗粒物（PM）、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳和硫化氢等。即使在正常情况下，炼油厂都会向环境里释放大量的这些气体，更不用说发生泄漏或者违规释放等情况了。地球要想消化这些有害气体，需要很漫长的时间。这还没有考虑燃烧石油产生的大量温室气体在影响着地球的碳循环。这是人类圈对大气圈的影响。

第三，除了水裂法采油以外，有一些炼油厂也会采用倾注深埋的方式来处理冷却塔或者脱盐时产生的废水。这个过程中，除了会有引发地震的情况之外，其实也在污染和破坏地下水层。一旦地下水被污染，经过渗透和循环，周围的地表水也很容易被污染，而随着水体的进一步循环，这些污染物很可能会继续扩散到更大的空间中去。这是人类圈对水圈的影响。

除了上述这些情况之外，石油工业还会有意外发生。比如著名的1979年的大西洋女皇号事故、1983年纳路兹号事故、2010年深水地平线事故等，当然还有战争引发的波斯湾漏油事件，每一次发生类似的事故，都会有几十万吨乃至上百万吨的石油泄漏在海中。这些事故的善后清理工作十分困难，因此这类事故总会造成严重的生态灾难。比如深海地平线事故就造成了墨西哥湾一带海岸的大片湿地被毁，鸟类和水生动物大量死亡，甚至一度摧毁了当地的渔业。这是人类圈对生物圈的影响。

:Deepwater_Horizon_offshore_drilling_unit_on_fire_2010.jpg

那么，产生了这么多影响，球衣总算做出来、卖出去了。然后呢？大部分顶级球队为了增加收入，每个赛季都会推出不同的球衣款式，除了主场球衣以外，还有客场球衣、第三球衣、门将球衣，以及有各种纪念意义的特殊球衣，每位球员还有自己的专属编号。因此，球衣的更新换代也特别快。除了部分球迷会将旧款球衣收藏起来，许多旧款球衣的下场是被捐赠给欠发达国家，然后最终被遗弃。可是不要忘了，这些球衣的面料是合成材料，和塑料一样，它们难以在自然界中降解。于是，不管是焚烧还是填埋（两种传统处理方法），它们都不可避免地会地球系统产生又一次影响。

球衣还只是整个足球相关产业的冰山一角，足球产业对地球系统的影响还远非仅此。比如，另一件很显而易见的事情就是球员参与比赛途中的交通问题。曼联队客场挑战阿森纳，总不能让球员们从曼彻斯特走路去伦敦吧。那么在此期间，球员所乘坐的交通工具，不管是长途汽车还是人均最省油的飞机，都要消耗大量的能源。对于一些幅员辽阔的国家来说，举办类似中超、澳超、俄超、美职联等足球联赛，这一项『能源开支』就会十分明显，比如极端情况下可能存在的哈巴罗夫斯克做客圣彼得堡泽尼特的比赛，这种比赛一场下来所耗费的航空煤油也不是小数目了。一旦到了世界杯等大型赛事，还会出现有大量球迷涌入某一国家的情形，这中间所产生的额外旅途能源开支不知道有没有人统计过，但肯定少不了。这些能源开支中的大多数最终都会回到石油产业上，从而加剧上述那些影响。

2012年的数据，大部分石油都被用于交通了（）

这里我们还没有讨论足球运动中，修建球场和训练场对用地类型的改变，培养草皮对水源的消耗以及保温棚里的能耗（2014年皇马和曼联在密歇根大学打热身赛，因为平时的橄榄球比赛用的是人工草皮，学校为了满足真草皮的需求，临时从隔壁州运来了大量的草皮，用完之后就扔了），比赛期间的大功率灯光照明的能耗，足球本身的材质等等，这些和比赛直接或间接相关的每一件事情，都隐藏着人类圈对地球系统的推动。

你以为这就完事了吗？还没呢。比赛踢起来了，可是在地球的另一边，我们想看直播呀。直播需要什么呢？摄像机、剪辑台、卫星、电视、智能手机等等。别的不说，如果我想拿智能手机看直播，这个智能手机又是怎么来的呢？它又需要些什么原材料呢？下面是造一台苹果手机需要用到的化学元素：

你看，几乎占据了元素周期表的半壁江山。那么这些元素哪来的呢？很多是从矿物里提炼出来的，而矿物则是从岩石里开采出来的。露天的矿山大都很壮观，一般长这样：

这已经改变了地貌，对地圈的影响显而易见。此外，采矿对水和空气的影响也无需赘述，而对生物圈（生态环境）的影响也不容小觑（比如这篇论文）。而且，采矿本身也会消耗大量的能源，如果你见过这种露天矿的运渣车和其他机器的个头，就能想象出它们是怎样嗜油。

看到这里，可能有人要问了，如果我们现在加快开发新能源，是不是对地球系统的影响就会变小？

这话看怎么说。用新能源替代石油等化石能源，前面提到的一些影响确实会消减，但是在某处消减的影响，可能会在别的地方找补回来。比如，风能是典型的新能源、清洁能源吧。那么，建立一个风电场，会对地球系统产生哪些影响呢？

制造一台常见的风力发电机，需要开采铜（导线）、铁、煤、钼（钢结构）、稀土、钴（磁体和电池等）、碎石（通常需要巨大的混凝土基座）、石灰岩、硅砂、石膏（水泥）、锌（电镀）等等，发电机本体（不含基座）的总重量通常在150-350吨，这些物质都是大规模开采自地圈。此外，运行中的风电场对当地的鸟类是不小的威胁，因此它也在影响着生物圈。根据美国鱼类及野生动物管理局（FWS）的研究，美国平均每年因风力发电机而死亡的鸟类超过23万只（来源）。

#/media/File:Wind_turbines_in_southern_California_2016.jpg

人类社会的发展和运转，离不开对资源和能源的依赖，而对资源和能源的开采，总是会影响到地球系统中的其他圈。即使在提倡环保和可持续发展的今天，我们能够尽量减少对大气圈、水圈和生物圈的影响，但只要社会还在运行，这样的影响仍然是不会消除的。

地球系统中的其他部分对人类圈有怎样的影响？

其他几个圈之间的影响都是相互的，前面提到了人类圈对其他圈的影响，会不会有反作用力的存在呢？那是当然有的，地圈、水圈、生物圈、大气圈其实都在影响着人类圈。这里很典型的例子就是地理决定论，气候（大气圈）和河流（水圈）都对人类文明的发展起到过至关重要的作用。就拿河流来说，世界上著名的古文明，多数位于大型河流下游的平原之上，从尼罗河畔的古埃及，到黄河畔的古代中国，再到密西西比河畔的古密西西比文化圈，莫不如此。河水周期性地为下游两岸的土地带来富含营养的沉积物，让土壤保持肥沃，从而让这些早期的农耕文明得以茁壮成长。可是，河流偶尔也会发脾气，让洪水倾泻而下，吞噬掉沿岸的一切。在世界各地的历史典籍或神话传说里，我们常常能发现不同文明的先民们关于洪水的恐怖记忆。在和洪水的周旋中，古人们学会了修筑堤坝、疏浚河道、建设沟渠，而在和周期性洪水的对抗和周旋中，许多早期的文明也逐渐形成了社会结构，学会了管理和服从，为国家的形成打下了基础。

再举个矿产资源（地圈）影响人类社会发展（人类圈）的例子。关于人类文明早期对地球的探索，矿产资源是绕不开的话题。说到矿产资源，估计不少人会首先想到黄金。在当今的国际社会里，黄金这种相对贵重的金属可以被看作是几乎不可能贬值的特殊货币，为世界各国所认可。不过，地位如此之高的黄金，却是在人类文明史上最先被“征服”的金属矿产。根据目前的考古发现，早在公元前6000年，生活在东欧保加利亚草原上的古人们就已经懂得如何开采并使用黄金了。等到欧亚大陆的几大古文明出现之后，人类对矿产资源的开采技术已经大幅度提高。古埃及人的采金技术已经炉火纯青，在他们的眼里，黄金是十分神圣的物质，因此他们需要大量的黄金来装饰法老的宫殿和陵寝。

除了黄金之外，一些其它种类的金属也早早地就被人类所开采利用了。例如大约在公元前4200年，生活在北美洲五大湖附近的早期印第安人部落，以及地中海塞浦路斯岛上的居民们，开始了对铜的开采。这些被早期文明所利用的金属里，最典型的是被合称为“古董金属”的七种金属，它们在公元元年之前就已经被世界各地的人类所熟知并加以利用了。它们包括：

金属名称已知的最早开采时间

金

6000 BCE

铜

4200 BCE

银

4000 BCE

铅

3500 BCE

锡

1750 BCE

铁

1500 BCE

汞

750 BCE

到了18世纪末，人类能够熟练开采并加以利用的金属种类达到了12种，新增的5个新成员分别是铂、锑、铋、锌和砷。这其中，锌和砷通常被认为是由中国人发现的：中国明朝便有了一些关于锌的零星记载，而砷则是中国古代让人谈之色变的毒药——砒霜——中所含的成分。铂是西班牙殖民者在位于新大陆的墨西哥发现的，而锑和铋则是欧洲人通过一些氧化还原的手段从某些矿石中提炼出来的。当然了，这并不是说人类对其它的金属还一无所知。当时人类也已经发现了包括镍、锰、钨、铬、铀和钇在内的一些其它金属元素，不过这些元素在当时仅存在于化学实验室里，并不能被广泛地开采或使用。

掌握这一系列金属的开采及冶炼方法，是人类社会发展的关键步骤。稍微思考一下，你就会发现，在目前已知的80多种金属元素里，这7种金属的用途是最广的，也是维持社会运行时最不可或缺的。从宗教器具到农具，再到作战用的武器，这些金属对人类文明的进步作出了极大的推动，也在一定程度上塑造了人类的文明。反过来，人类之所以能够率先掌握这些金属的开采方法，也和这些金属在地球上的分布方式和天然状态有关。就拿黄金来说，这种金属虽然罕见、珍贵，但它们的性质稳定，常常会形成被称为『狗头金』的纯金矿在山体中等待着幸运儿们找上门来，这些『狗头金』被流水侵蚀后可能会形成金沙，伴随着水中的泥沙和碎石向下游溜去，惠顾那些浸泡在河道里的不知疲惫的淘金者。因为纯度较高，人们开采它们之后不需要进行太复杂的额外处理，就能得到真正的黄金。而其他的一些“古董金属”，包括铜和铁在内，虽然很少以单质的形式出现，但处理它们的化合物并从中提取金属的工艺相对简单，因此古人们也相对轻松地掌握了从矿石中提炼这些金属的技巧。

这就是地圈对人类社会生产发展史的一个重要的影响。

人类对地球系统的影响有多明显？会被地球“载入史册”吗？

现在我们已经分析了人类圈和其他圈之间的相互影响。这里或许还存在一个疑问：毕竟人类出现的时间还很短，这个所谓的人类圈对地球系统的影响究竟有多明显，又究竟能够持续多久呢？这里我再举两个例子。

第一个例子是老生常谈的气候变化问题。很多人可能对气候变化有一些误解，认为现在的气温还远远不如白垩纪时候的温度，怎么就要担心全球变暖了？就算全球变暖了，等人类灭绝了，或者移民太空了，地球会自己慢慢把这些变化的温度给消化掉的。其实我们说的气候变化也好，全球变暖也好，并不完全是说气温会上升多高，而是说的气温会上升多快。确实，目前地球处于当前冰川期的一个间冰期中，南极大陆和格陵兰覆盖在冰盖之下，纵观地球历史，这其实是个低温期，而且目前的温度甚至还不如古埃及时代的温度。

可是如果我们把观察对象换成温度变化的速率，事情就不一样了。请看下面这幅图：

蓝色的线条是我老板2013年发在Science上的论文里的全球温度数据（原文），绿色是他哥们儿2012年发在Nature上的（原文，其实是他俩一块儿做的，然后一人一篇一作）。2万年前是末次冰盛期，大约9千年前正式进入了全新世的温暖期，这中间的温度变化率（也包括中间的新仙女木事件的短暂转冷）是自然的变化率，可是蓝色线条最后的那个上扬，就完全是19世纪中期第二次工业革命以来，人类活动的结果。这个速率就已经远远超过了绝大多数情况下的正常温度变化速率，正因为如此，世界各国的科学家才如此担心这个变化。

那么如果这样的趋势持续下去，在特别长远的尺度下，会对地球有怎样的影响呢？答案是，会在地圈的地层中留下印记。如果这样的趋势一直保持，无论人类本身会怎样，地球也将会把这样的变化给记录在案。具体怎么记，那倒不一定，不过发生在5500万年前的古新世始新世极热事件（PETM），以及8200年前的骤冷时间，或许能给我们一个参考。这涉及到地球系统中大气圈、水圈和生物圈的互动。

在海洋里，生活着许多微小的生物，其中包括有孔虫。某些特定种类的有孔虫，其身体的形态会随着水温的变化而发生变化。比如G. truncatulinoide这种有孔虫外壳的长宽比与水温成反比，再比如N. pachyderma这种有孔虫在水温较低的时候，外壳的螺旋是逆时针长的，而在水温较高的时候，它们会顺时针长。当气候发生急速变化，并持续一段时间之后，海洋的水温在克服了比热容之后也会随之波动，从而会影响海里的有孔虫。这些有孔虫死去之后会在不同的地层里形成化石，因此我们能够根据这些化石的形态推测出它们所在岩层对应时期的海水温度，从而反推气候。PETM和8.2千年事件都被成功地记录下来了，而这些有孔虫至今仍然生活在海洋中，如果当前的气候变化一直持续下去，则肯定会被这些有孔虫登记到地球的史册里。这便成为了人类圈对地球系统产生影响的长期证据。

N. pachyderma类有孔虫螺旋方向与水温的关系（）

这其实在相关话题下，被称为『科技化石』（technofossils），也就是因为人类科技的发展而在地层中留下的难以磨灭的印迹。塑料制品（包括前面说的球衣）可以看做是其中的一种，而单质铝（自然界中几乎不存在）也算在内，当然还有农业工业的污染，一些特别坚固的建筑遗迹，残存下来的生活用品、交通工具的遗迹等等这些。如果几千万年后人类已经没了，或者离开地球了，有外星人来到这里，在某个地层里发现了这些东西的遗迹，如果他们懂地质学的话，就能推测出，这一时期地球上肯定发生了什么特别的事情。如果他们还能在同样的地层里发现人类化石的话，说不定还能将这两件东西联系起来呢，如果他们够闲得慌的话。

不过，塑料也好，球衣也好，工业污染也好，这些都不够震撼。震撼的是我举的第二个例子：放射性物质的异常。了解碳14测年法的同学可能会知道，为什么碳14测年结果中的『距今』指的是距1950年，而不是今年？答案很简单：

:FEMA_-_2720_-_Photograph_by_FEMA_News_Photo.jpg

因为人类学会种蘑菇了。我们管这个对碳14测年的影响叫Bomb Pulse。这还只是核弹爆炸之后对环境中碳14的影响，这个影响随着时间的推移、核试验的减少而在逐渐回归正常。不过，核爆之后产生的铯137的印迹就不那么好消除了。铯137在自然界是不会形成的，但是目前在环境中，我们可以检测到微量的铯137，它们都是因为核爆或核事故而形成的，需要数百万年才能消除掉。因此，人类在岩石圈地层里已经留下了至少可以持续上百万年的核印迹，彻底改变了地球系统的自然条件，这也是为什么一部分地质学家认为，1950年以后我们已经结束了全新世，进入了一个叫人类世的时期。

由此可见，人类圈对地球系统的影响已经进入了地质记录。因此不管怎么说，人类已经成为了地球系统里十分重要、且作用明显的一个部分。