Toba – wulkan, który niemal zgładził ludzkość

Malownicze okolice położonego na Sumatrze jeziora Toba są rejonem uważanym za jeden z najatrakcyjniejszych miejsc turystycznych na świecie. Odwiedzający to miejsce rzadko zdają sobie sprawę, że wody jeziora wypełniają ogromny krater pozostały po erupcji, jaka miała tu miejsce tysiące lat temu.

Superwulkan nazwany tak samo, jak jezioro, które wypełnia jego krater, w okresie czwartorzędu wybuchał czterokrotnie, przy czym ostatni raz 75 tys. lat temu. Była to również najsilniejsza znana jego eksplozja. Jej skutki miały zasięg globalny – wpłynęły na klimat oraz organizmy żywe na całej planecie. Ponadto eksplozja o mały włos nie doprowadziła do całkowitej zagłady człowieka.

Czym są superwulkany?

Superwulkan to rodzaj wulkanu, którego komora magmowa zalega bardzo głęboko pod powierzchnią ziemi i ma objętość nawet kilkunastu tysięcy kilometrów sześciennych. Po tak potężnej eksplozji powstaje płaski krater o średnicy do kilkudziesięciu kilometrów. Ilość popiołu, który dostaje się do atmosfery, przekracza 1000 km³. Obecność superwulkanów można poznać po zjawiskach zachodzących na powierzchni – ciepło komory magmowej wywołuje zjawiska hydrotermalne, np. gejzery.

Erupcja superwulkanu znacznie różni się od zwykłego wulkanu, przede wszystkim z racji znacznie większej ilości materiału wulkanicznego. Tak silny wybuch powoduje ogromne zniszczenia w promieniu nawet setek kilometrów, zaś wielkie ilości popiołu uwalnianych do atmosfery zmieniają klimat na całej planecie. Obecne w popiele tlenki siarki powodują powstanie kwaśnych deszczy, które są toksyczne dla organizmów. Tak silne eksplozje zdarzają się rzadko – nie częściej raz na 50-100 tys. lat; dotąd okryto ślady po kilkudziesięciu takich wydarzeniach.

Co się wydarzyło tysiące lat temu?

75 tysięcy lat temu (czas eksplozji podawany jest z dokładnością do ok. 600 lat) na wyspie znanej dzisiaj jako Sumatra doszło do największej w czwartorzędzie erupcji wulkanicznej – jest to również jeden z najpotężniejszych zbadanych wybuchów wulkanów. Trudno jest ocenić ilość materiału, która została wyrzucona w powietrze, ale na podstawie osadów i badania skał szacuje się, że do atmosfery przedostało się 2-3 tys. km³ magmy w postaci lawy, skał i popiołu. Cały ten materiał ważył prawdopodobnie 7000 miliardów ton! Ostatnie badania dna Morza Południowochińskiego sugerują jednak, że ilość ta powinna być uznana za minimalną lub wręcz stanowczo niedoszacowaną…

Najpoważniejsze skutki miał fakt, że w atmosferze znalazło się co najmniej 800 km³ popiołu. Unosząc się w powietrzu, opadał na ziemię w odległości nawet tysięcy kilometrów. Cała Azja Południowo-Wschodnia została pokryta warstwą nawet 15 cm popiołu. Można przewidywać, że powstała wówczas fala tsunami, która zniszczyła wybrzeża okolicznych lądów. Poza tym drobne frakcje popiołu stały się ośrodkami kondensacji, tworząc chmury, z których padały kwaśne deszcze. Sprawiły też, że do powierzchni Ziemi docierało mniej promieniowania słonecznego.

Efekty erupcji wulkanu Toba

Geolodzy twierdzą, że przedostanie się do atmosfery takiej ilości popiołu doprowadziło do globalnego ochłodzenia klimatu, tzw. „wulkanicznej zimy” – średnia temperatura mogła spaść nawet o 5°C w ciągu zaledwie 3 lat. Badania skał, a także rdzeni lodowych na Grenlandii wykazały, że istotnie tuż po erupcji nastąpiło oziębienie trwające dziesięciolecia (niektóre szacunki podają nawet 1000 lat).

Oczywiście znacznie wpłynęło to na organizmy żywe – wiele gatunków w tamtym czasie wymarło lub znacznie spadła ich liczebność. Na całym świecie obniżył się wzrost roślin, co sprawiło, że wiele zwierząt zmarło z głodu. Liczne udusiły się – popiół wulkaniczny był przez nie wdychany, a w płucach, pod wpływem wilgoci twardniał, czopując drogi powietrzne i utrudniając wymianę gazową. Zwierzęta roślinożerne mogły też ginąć na skutek wewnętrznych krwotoków wywołanych przez zjedzenie ostrych drobin popiołu wulkanicznego.

Zniszczenie roślinności ograniczyło transpirację, z czym wiązał się spadek wilgotności w atmosferze. To dało początek długotrwałej suszy, co było szczególnie dotkliwe w regionach lasów tropikalnych i w regionie monsunów. Z tego powodu mogły utworzyć się pustynie, a te już istniejące zwiększyły zasięg.

Toba i „wąskie gardło”

Badania genetyczne człowieka wykazały, że ponad 70 tys. lat temu w naszej ewolucji zaszedł efekt „wąskiego gardła” – znacznego zmniejszenia się różnorodności genetycznej gatunku. Liczebność ludzi na całym świecie gwałtownie w tym czasie spadła. Przed erupcją żyło na całym świecie prawdopodobnie co najmniej 26 tys. przedstawicieli Homo sapiens. Po wybuchu Toby ich liczba spadła do zaledwie 3 tysięcy osobników, wśród których mogło być ok. 1000 płodnych par. Dzisiejsze dowody świadczą o tym, że istotnie wszyscy pochodzimy od małej populacji liczącej kilka tysięcy osobników.

Efekt „wąskiego gardła” człowieka pokrywa się z szacowaną datą wybuchu wulkanu Toba. Naukowcy są pewni, że erupcja doprowadziła do globalnej katastrofy ekologicznej. To spowodować musiało zniszczenie potencjalnych źródeł żywności dla ludzi – zmniejszyła się zarówno ilość dostępnych roślin, jak i zwierząt. Dlatego okres katastrofy przetrwało tak niewielu przedstawicieli gatunku Homo sapiens. Przypuszcza się, że udało się przeżyć populacjom afrykańskim, gdzie zmiany klimatu były stosunkowo najmniej dotkliwe i w najmniejszym stopniu odbiły się na szacie roślinnej i świecie zwierzęcym.

Nie tylko człowiek stał się ofiarą Toby. Podobny efekt „wąskiego gardła” odkryto również w przypadku innych gatunków zwierząt, w tym szympansa zwyczajnego i orangutana. Również inne ssaki, w tym gepard i tygrys, 75 tys. lat temu przeszły okres wielkiego wymierania, który przetrwała tylko niewielka ich liczba.

Czy istotnie groziła nam zagłada?

Oczywiście, jak wiele teorii dotyczących prehistorii, ta również bywa podważana. Na przykład niektórzy uczeni są zdania, że populacje ludzkie na całym świecie wcale nie uległy zniszczeniu, czego dowodem mają być narzędzia znajdowane w pewnych lokalizacjach zarówno przed, jak i po wybuchu.

Jednak przetrwanie społeczności nie musi oznaczać, że nie poniosła ona strat. Przeciwnie, jest wielce prawdopodobne, że supererupcja doprowadziła do śmierci wielu ludzi, a odkryte znaleziska świadczą jedynie o tym, że części udało się przetrwać i przystosować do nowych warunków, jakie wówczas zapanowały. Fakt przystosowania dał człowiekowi ogromną przewagę nad innymi hominidami, w tym również nad neandertalczykiem – ostatnim konkurentem z rodzaju Homo. Dzięki temu Homo sapiens mógł stosunkowo szybko rozprzestrzenić się na cały świat – dysponował lepszymi strategiami gwarantującą przeżycie i wygranie konkurencji o panowanie na lądach.

Wulkan Toba dzisiaj

Dzisiaj wnętrze krateru Toba wypełnia jezioro. Ma ono kształt wydłużonego pierścienia, jako że w jego środku znajduje się wyspa Samosir. Zamieszkuje ją lud Batak, który tworzy kilka spokrewnionych plemion aż do 1905 r. praktykujących kanibalizm. Zajmujące się rolnictwem plemię buduje charakterystyczne domy z dwuspadzistymi dachami. Batakowie są niestety społecznością wymierającą, dlatego stanowią obiekt wielkiego zainteresowania uczonych.

Jezioro Toba i jego okolice są też badane przez geologów. Starają się oni dowiedzieć jak najwięcej szczegółów na temat erupcji superwulkanu i jego skutków na życie na Ziemi. Poza tym kaldera Toba jest monitorowana, gdyż jest to obszar aktywny sejsmicznie. Obserwuje się na przykład okresy masowego śnięcia ryb w jeziorze spowodowanego wydostawaniem się związków siarki do wody.

Wybuchy wulkanów są dowodem na to, że człowiek jest wobec natury często zupełnie bezradny. Słynne erupcje, na przykład Wezuwiusza, Tambory czy Krakatau wpływały nie tylko na swoje najbliższe otoczenie – powodowały również zmiany na całej planecie. Trudno uwierzyć, że ich skutki bledną przy efektach wybuchu superwulkanu. To, jak człowiek poradziłby sobie z takim wydarzeniem dzisiaj, jest kwestią domysłów, niemniej świat, jaki znamy, na pewno uległby drastycznym zmianom.

Erupcja wulkanu Toba w liczbach

• Data erupcji: 75 tys. lat temu ±900 lat.
• Ilość materiału skalnego: 2800 km³ (inne szacunki: 2,500 km³ – 3,200 km³)
• Popiół: 800 km³
• Ilość magmy: 7×10¹⁵kg
• Erupcja spowodowała krótkie, dramatyczne ochłodzenie lub wulkaniczną zimę, co spowodowało spadek globalnej średniej temperatury powierzchni Ziemi o 3-5°C
• Maksymalne globalne ochłodzenie temperatury powietrza wynoszące w przybliżeniu 15°C wystąpiło przez trzy lata po erupcji
• Erupcja wulkanu Toba została powiązana z genetycznym wąskim gardłem w ewolucji człowieka około 70 000 lat temu, które mogło wynikać z poważnego zmniejszenia wielkości całej populacji ludzkiej w wyniku wpływu erupcji na klimat globalny na Ziemi.
• Pomiędzy 50 000 a 100 000 lat temu populacja ludzka gwałtownie spadła do poziomu ​​3 000 – 10 000 osób na całej planecie. W efekcie, znacząco zmniejszyły się różnice genetyczne pomiędzy ludźmi.
• Niektóre dowody wskazują na również genetyczne wąskie gardła zwierząt w okresie po wybuchu wulkanu Toba (u szympansów, goryli, orangutanów, makaków, tygrysów, gepardów).
• Po wybuchu wulkanu Toba, nastąpiły wielkie migracje ludzkie. Główna migracja z Afryki miała miejsce 60 000–70 000 lat temu.
• Więcej na temat człowieka i jego ewolucji można przeczytać w artykułach: Ewolucja człowieka, Człowiek rozumny.

Wulkan Toba – ciekawostki

• Wybuch Toby był 40 razy silniejszy niż erupcja wulkanu Tambora – najpotężniejszej eksplozji czasów historycznych, która również wywołała znaczący wpływ na klimat i świat organizmów żywych.
• Jednym z efektów erupcji superwulkanu Toba, była warstwa popiołu o grubości około 15 cm, która pokryła całą Azję Południową.
• Park Narodowy Yellowstone położony jest na terenie superwulkanu, który wybuchał średnio co 600-700 tys. lat. Jako że ostatnia erupcja miała miejsce 640 tys. lat temu, naukowcy podejrzewają, że kolejna erupcja może zdarzyć się w ciągu najbliższych kilku tysięcy lat, jednak dokładne ustalenie tego zdarzenia jest niemożliwe.
• Wyspa Samosir znajdująca się na jeziorze Toba to największa na świecie wyspa w obrębie innej wyspy.

Polecamy

• Wulkany
• Wulkan Tambora
• Korzyści z wulkanów
• Katastrofa tunguska
• Człowiek przyczyną zagłady gatunków
• Mamuty
• Megafauna
• Historia wymierania gatunków
• Zwierzęta wymarłe w XXI wieku
• Zwierzęta wymarłe w XX wieku
• Przyczyny masowych wymierań
• Masowe wymierania gatunków – Wielka 5
• Masowe mniejsze wymierania gatunków
• Najbardziej zagrożone gatunki ssaków – Top 10
• Najbardziej zagrożone gatunki ptaków – Top10
• Opracowania
• Wymieranie