Тоба (1/2) озоновый апокалипсис палеолита
Вулканологам известно около десятка супервулканов, способных вызвать извержение 8-го, максимального, балла по шкале вулканической активности (VEI). Одна из самых опасных таких систем скрывается под водами гигантского озера Тоба на индонезийском острове Суматра. За последний миллион лет известны как минимум два её суперизвержения. Современные анализы изотопного состава цирконов показывают: магматический очаг этой системы устроен так, что кальдера Тобы способна незаметно накапливать критическое избыточное давление в режиме абсолютной сейсмической тишины на протяжении сотен тысяч лет, и ей не требуется приток свежей магмы непосредственно перед катастрофой.
Около 74 тыс. лет назад, в эпоху позднего плейстоцена, взрыв этого гигантского резервуара породил одно из самых масштабных извержений в истории рода Homo. С силой VEI-8 из недр было выброшено более 2800 км³ вулканического материала (тефры), из которых ок. 800 км³ составлял силикатный пепел. Масса выделившегося в стратосферу диоксида серы, по разным оценкам, достигла 6 млрд т. На месте взрыва образовалась кальдера 87 на 27 км, заполненная озером с площадью зеркала более 1100 км². Катаклизм уничтожил биоту на площади не менее 20 тыс. км², превратив большую часть Суматры в зону сплошного выжженного ландшафта. Попав в верхние слои атмосферы, сульфатные аэрозоли резко ослабили поток солнечного света, спровоцировав многолетнюю глобальную вулканическую зиму.
Для понимания масштабов катастрофы — извержение Уайнапутины в 1600 г., усугубившее Малый ледниковый период и понизившее глобальные среднегодовые температуры на ~0,5–0,7°C, выбросило в атмосферу ~30 км³ тефры; извержение Тамборы в 1815 г., подарившее миру год без лета и вызвавшее цепочку социально-экономических кризисов от пандемии холеры до ирландского голода, выбросило ~150 км³ материала. Тоба превзошёл Тамбору по выбросам почти в 20 раз, установив своеобразный рекорд за всю эпоху существования человека.
Следом за вулканической зимой наступила длительная холодная фаза позднего плейстоцена. В Азии и Сибири сухопутные экосистемы были практически полностью разрушены. Пепловые осадки погрузили в глубокий экологический кризис огромную территорию, включая Индостан и значительную часть Среднего Востока. Толщина отложений вулканического пепла в Индии местами достигала 6 м, в Малайзии — 9 м. Огромные пространства превратились в безжизненные пустыни, а реки — в селевые потоки.
Однако главный урон биосфере нанесли вулканические газы и аэрозоли, а не твёрдые выбросы. Используя климатическую модель Института космических исследований им. Годдарда (NASA GISS), международная группа исследователей смоделировала последствия извержения на суперкомпьютере Shaheen II. Работа показала, что выброшенного объёма диоксида серы хватило для глобального снижения концентрации озона в атмосфере на 50%. Плотный сульфатный шлейф заблокировал УФ-излучение, необходимое для фотолиза кислорода, что практически остановило возобновление озонового слоя в тропиках. В результате африканские тропики, где тогда обитали и эволюционировали предки современного человечества, оказались беззащитны перед жёстким излучением: оно выжигало растительность, стерилизовало водоёмы и резко повышало смертность.
Именно на эту суровую эпоху долгое время указывали данные популяционной генетики, согласно которым популяции Homo sapiens прошли сквозь бутылочное горлышко, сократившись по разным оценкам до 3-10 тыс. фертильных пар.
1️⃣ Наиболее известные извержения. На диаграмме — объёмы выбросов.
2️⃣ Красная линия — зона выпадения пепла от извержения Тоба. Красная точка — вулкан. Голубые точки — места нахождения пепла.
Источники:
📖 S. Osipov, G. Stenchikov et al. The Toba supervolcano eruption caused severe tropical stratospheric ozone depletion.
📖 M.R. Rampino, S. Self. Volcanic winter and accelerated glaciation following the Toba super-eruption.
📖 R.G. Roberts et al. Toba supereruption: Age and impact on East African ecosystems.
#моё@cliomechanics
#ЯщикПандоры@cliomechanics
#cm_климат
#cm_экология
⚙️ Механика истории — подписаться
Вулканологам известно около десятка супервулканов, способных вызвать извержение 8-го, максимального, балла по шкале вулканической активности (VEI). Одна из самых опасных таких систем скрывается под водами гигантского озера Тоба на индонезийском острове Суматра. За последний миллион лет известны как минимум два её суперизвержения. Современные анализы изотопного состава цирконов показывают: магматический очаг этой системы устроен так, что кальдера Тобы способна незаметно накапливать критическое избыточное давление в режиме абсолютной сейсмической тишины на протяжении сотен тысяч лет, и ей не требуется приток свежей магмы непосредственно перед катастрофой.
Около 74 тыс. лет назад, в эпоху позднего плейстоцена, взрыв этого гигантского резервуара породил одно из самых масштабных извержений в истории рода Homo. С силой VEI-8 из недр было выброшено более 2800 км³ вулканического материала (тефры), из которых ок. 800 км³ составлял силикатный пепел. Масса выделившегося в стратосферу диоксида серы, по разным оценкам, достигла 6 млрд т. На месте взрыва образовалась кальдера 87 на 27 км, заполненная озером с площадью зеркала более 1100 км². Катаклизм уничтожил биоту на площади не менее 20 тыс. км², превратив большую часть Суматры в зону сплошного выжженного ландшафта. Попав в верхние слои атмосферы, сульфатные аэрозоли резко ослабили поток солнечного света, спровоцировав многолетнюю глобальную вулканическую зиму.
Для понимания масштабов катастрофы — извержение Уайнапутины в 1600 г., усугубившее Малый ледниковый период и понизившее глобальные среднегодовые температуры на ~0,5–0,7°C, выбросило в атмосферу ~30 км³ тефры; извержение Тамборы в 1815 г., подарившее миру год без лета и вызвавшее цепочку социально-экономических кризисов от пандемии холеры до ирландского голода, выбросило ~150 км³ материала. Тоба превзошёл Тамбору по выбросам почти в 20 раз, установив своеобразный рекорд за всю эпоху существования человека.
Следом за вулканической зимой наступила длительная холодная фаза позднего плейстоцена. В Азии и Сибири сухопутные экосистемы были практически полностью разрушены. Пепловые осадки погрузили в глубокий экологический кризис огромную территорию, включая Индостан и значительную часть Среднего Востока. Толщина отложений вулканического пепла в Индии местами достигала 6 м, в Малайзии — 9 м. Огромные пространства превратились в безжизненные пустыни, а реки — в селевые потоки.
Однако главный урон биосфере нанесли вулканические газы и аэрозоли, а не твёрдые выбросы. Используя климатическую модель Института космических исследований им. Годдарда (NASA GISS), международная группа исследователей смоделировала последствия извержения на суперкомпьютере Shaheen II. Работа показала, что выброшенного объёма диоксида серы хватило для глобального снижения концентрации озона в атмосфере на 50%. Плотный сульфатный шлейф заблокировал УФ-излучение, необходимое для фотолиза кислорода, что практически остановило возобновление озонового слоя в тропиках. В результате африканские тропики, где тогда обитали и эволюционировали предки современного человечества, оказались беззащитны перед жёстким излучением: оно выжигало растительность, стерилизовало водоёмы и резко повышало смертность.
Именно на эту суровую эпоху долгое время указывали данные популяционной генетики, согласно которым популяции Homo sapiens прошли сквозь бутылочное горлышко, сократившись по разным оценкам до 3-10 тыс. фертильных пар.
1️⃣ Наиболее известные извержения. На диаграмме — объёмы выбросов.
2️⃣ Красная линия — зона выпадения пепла от извержения Тоба. Красная точка — вулкан. Голубые точки — места нахождения пепла.
Источники:
📖 S. Osipov, G. Stenchikov et al. The Toba supervolcano eruption caused severe tropical stratospheric ozone depletion.
📖 M.R. Rampino, S. Self. Volcanic winter and accelerated glaciation following the Toba super-eruption.
📖 R.G. Roberts et al. Toba supereruption: Age and impact on East African ecosystems.
#моё@cliomechanics
#ЯщикПандоры@cliomechanics
#cm_климат
#cm_экология
⚙️ Механика истории — подписаться