Считается, что это извержение разрушило озоновый слой и изменило ход эволюции человека
В истории Земли озоновый слой пережил несколько экстремальных ослаблений, в результате чего дикая природа подвергалась опасно высоким уровням ультрафиолетового излучения. Однако, согласно новым исследованиям, последний эпизод произошел около 74000 лет назад в связи с извержением Тоба. Полученные результаты позволяют лучше понять механизмы, связывающие этот супервулкан с эволюцией человеческой линии.
Расположенный на территории современной Индонезии, Тоба, как известно, стал источником крупнейшей экологической катастрофы в истории за 2,5 миллиона лет. Из-за значительного воздействия на климат известная гипотеза состоит в том, что мегаизвержение сыграло очень важную роль в эволюции видов, живущих на поверхности, в том числе и Homo sapiens. Действительно, за то же время (от -60 000 до -100 000 лет) было выявлено настоящее генетическое узкое место, что привело к возникновению теории катастрофы Тоба.
Стратосферный озон - недостающая часть головоломки?
Однако существует несколько критических замечаний в адрес этой гипотезы. Например, хотя они и не исключают этого, геномные анализы не выявили никакого узкого места, расположенного конкретно около 74 000 лет назад. Кроме того, сочетание последних геологических данных и климатического моделирования привело к пересмотру в сторону уменьшения масштабов вулканической зимы, вызванной извержением. Действительно, связанное с этим похолодание и высыхание, по-видимому, не было достаточным для того, чтобы оказать катастрофическое воздействие на человеческий вид в Африке в то время.
В недавнем исследовании, опубликованном в научном журнале , рассматривается этот вопрос. Кажется, что она способна разрешить некоторые из упомянутых несоответствий, некоторые из которых были предметом дебатов на протяжении нескольких десятилетий. Центральным элементом этой новой работы является реакция стратосферного озона на извержение, который, очевидно, разрушился сразу после пробуждения Тобы.
"Озоновый слой предотвращает попадание на поверхность высоких уровней вредного ультрафиолетового излучения", — поясняет Сергей Осипов, ведущий автор статьи. "Чтобы произвести озон из кислорода в атмосфере, необходимы фотоны, чтобы разорвать связь O2. Когда вулкан выделяет большое количество диоксида серы (SO2), образовавшийся вулканический шлейф поглощает ультрафиолетовое излучение, но блокирует солнечный свет. Это ограничивает образование озона, создавая дыру в озоновом слое и увеличивая риск ультрафиолетового стресса.".
Защитный слой уменьшен вдвое
Из-за большого количества диоксида серы, выброшенного в стратосферу Тоба, по оценкам исследователей, концентрация озона снизилась в среднем на 50% по всему миру более чем на год. В результате виды на поверхности Земли внезапно оказались под воздействием чрезвычайно высокого ультрафиолетового излучения. Для гоминид это связано с резким ростом смертности, что привело к сокращению числа видов и их представителей и ознаменовало неожиданный поворотный момент в эволюции человеческой линии.
"Мы отмечаем, что в тропиках приповерхностное ультрафиолетовое излучение является ключевым эволюционным фактором", — отмечает Георгий Стенчиков, соавтор работы. "Последствия ультрафиолетового стресса могут быть похожи на последствия ядерной войны", — рассказывает Сергей Осипов. "Например, урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность моря упадут из-за воздействия ультрафиолетовой стерилизации. Выход на улицу без защиты приведет к повреждению глаз и солнечным ожогам в течение 15 минут. Со временем рак кожи и общее повреждение ДНК привели бы к сокращению численности населения".
Попутно отметим, что оценка повышения ультрафиолетового излучения, безусловно, недооценивает реальное увеличение. Особенно потому, что она не учитывает галогенированные соединения, испускаемые вулканом, слишком плохо известные. В заключение, в дополнение к общим условиям вулканической зимы, распространенным на несколько лет, этот механизм позволит примирить набор, казалось бы, противоречивых данных. Теория катастрофы Тоба все еще имеет долгий путь развития!