Новое исследование ставит под сомнение гипотезу о «вулканической зиме» после извержения Тобы.

Новости МирТесен

Ученые ранее считали, что извержение супервулкана Тоба, произошедшее около 74 тысячи лет назад, спровоцировало «вулканическую зиму». Предполагалось, что это событие должно было вызвать значительные и негативные последствия для биосферы Земли. Однако, новые данные, полученные в Индии, свидетельствуют об отсутствии «вулканической зимы»: в течение нескольких лет климат планеты оставался теплым и сухим.

Супервулкан Тоба находится на острове Суматра в Индонезии. Он известен одним из крупнейших извержений на Земле за последние 25 миллионов лет. Это катастрофическое событие произошлопроизошел около 74 тысяч лет назад в эпоху последнего оледенения.

Несмотря на то, что ученые сходятся во мнении о высокой мощности извержения Тобы, его влияние на климат Земли остается предметом дискуссий.

По одной из версий, выброшенные вулканическим извержением в верхние слои атмосферы соединения серы и золы вызвали длительное понижение температуры на планете, что повлекло за собой «вулканическую зиму». Значительный объем сероводорода трансформировался в микроскопические частицы, препятствовавшие проникновению солнечного излучения. Это привело к периоду аномальных заморозков, который, по предположениям, мог спровоцировать исчезновение некоторых форм жизни и существенное уменьшение популяции людей. Однако ученые, представившие свои выводы в опубликованного в журнале Материалы Национальной академии наук Nexus , представили совсем другую картину.

Международная группа геоантропологов под руководством Гопеша Джа ( Gopesh Jha) ученые из Института геоантропологии Макса Планка, расположенного в Германии, исследовали отложения в районе Джвалапурам на юге Индии. В этом месте находится значительный слой пепла Тоба — тефры.

Масса выброшенных веществ была настолько велика, что она полностью уничтожила местную флору. Применяя микроскопические исследования, рентгенографию и изотопный анализ, ученые смогли прочитать информацию, содержащуюся в этих отложениях. Выяснилось, что пепел оседал не сразу, а на протяжении шестилетнего периода. Ежегодно муссонные осадки смывали новый слой вулканического праха в низины, где он смешивался с водой. После этого начинался сухой сезон — влага испарялась, формируя твердые минеральные образования ( хардпаны). Эти циклы повторялись шесть раз.

Ключевым открытием стало изучение геохимического состава слоев отложений. Исследователи определили концентрацию элементов в вулканическом пепле и хардпанах. Во время засушливых периодов в минеральных отложениях происходило накопление кальция, магния и стронция, что свидетельствует об интенсивном испарении. Повышенное содержание этих элементов указывает на более жаркий климат. Полученные данные демонстрируют, что после первого года, когда температура незначительно снизилась, последующие четыре года характеризовались аномально высокими значениями. Наивысший уровень пришелся на пятый цикл — в этот период концентрация солей в хардпанах была максимальной.

Анализ изотопов углерода в органических соединениях подтвердил результаты, полученные исследователями. Джа и его соавторы провели исследование углерода в остатках древних растений, сохранившихся в слоях пепла. Углерод представлен различными формами, такими как легкий и тяжелый, которые и являются изотопами. В условиях дефицита влаги растения «закрывают» поры на листьях для уменьшения испарения, что приводит к увеличению поглощения тяжелого углерода.

Анализ соотношения легкого и тяжелого углерода в растительных остатках выявил, что после извержения Тоба наступила сильная засуха, из-за которой растения испытывали дефицит влаги. Однако, спустя шесть лет, снижение концентрации тяжелого углерода свидетельствует о возвращении дождей, ослаблении засухи и начале восстановления природы.

Авторы исследования объясняют, почему произошло потепление, а не похолодание, ссылаясь на Эль-Ниньо — климатическим явлением, которое ослабляет муссоны. Современные примеры, такие как, Пинатубо в 1991 году), способны изменить распределение тепла в океане и вызвать этот процесс. Если Тоба спровоцировал длительный Эль-Ниньо, то дожди в Индии стали менее обильными, а испарение – более интенсивным. Это объясняет как нехватку влаги, так и повышение температурного режима.

Существуют также другие факторы. Вероятно, перемещение воздушных потоков быстро удалило частицы аэрозолей, которые задерживали солнечный свет. Или же состав выбросов содержал меньшее количество серы, чем ожидалось.

«Согласно современным данным, концепция вулканической зимы, связанной с извержением Тоба, признана несостоятельной. Мощные извержения способны оказывать непредсказуемое воздействие на климат», — объяснил Джа.

В районе Джвалапурама ученые обнаружили каменные инструменты как под слоем вулканического пепла, так и над ним. Сопоставление этих артефактов позволило установить единый метод их изготовления, что свидетельствует о том, что население не мигрировало из региона после катастрофы. Повышение температуры и дефицит влаги, вероятно, повлияли на доступность ресурсов, но не привели к гибели местного населения. Вероятно, трансформация ландшафта Индии дала возможность людям адаптироваться: они перемещались между областями с разным уровнем увлажненности – от засушливых до более водонасыщенных территорий. Например, переселяясь из иссохших низин к речным берегам или в лесные массивы, люди обеспечивали себя пищей и водой.

Новое научное исследование указывает на то, что извержение супервулкана Тоба не было таким катастрофичным, как считалось ранее. Вместо продолжительного похолодания планета пережила лишь кратковременный период потепления и засухи. Археологические находки и геохимический анализ свидетельствуют о том, что природа оперативно восстановилась, а люди продолжали жить в обычных условиях, не мигрируя, по меньшей мере, в Индии.

У исследования имеются недостатки. Использованные в работе методы не позволяют проводить прямое измерение температур — они фиксируют лишь сухость воздуха. При значительных похолоданиях на планете, как правило, наблюдается и уменьшение количества осадков. Так, в периоды оледенения максимумы осадков всегда существенно ниже, чем в межледниковья, а площадь тропических пустынь значительно больше. Помимо этого, работа не дает объяснения генетической «узкой горловине» (резкому снижению численности) среди людей и некоторых других крупных животных, зафиксированной генетиками около 70 тысяч лет назад. Все это указывает на то, что научная полемика вокруг «вулканической зимы» из-за извержения Тоба, вероятно, будет продолжаться, несмотря на выводы группы Джа. Таким образом, дискуссия вряд ли будет завершена, хотя сама гипотеза о климате после извержения получила неожиданный поворот.