Дослідники змоделювали реакцію систем Землі на виверження супервулкана Тоба, що сталося 74 тисячі років тому і виявили, що викиди сірки спричинили втрату озону в стратосфері над тропіками. Виснаження озонового шару тривало більше року, і цей ефект у поєднанні з вулканічною зимою значно вплинув на екосистеми. Відповідна стаття доступна у журналі Communications Earth & Environment.
Marc Szeglat / Unsplash
Як виверження вулканів впливають на Землю?
Протягом історії Землі виверження вулканів порушували клімат і спричиняли регіональні та глобальні екологічні катастрофи. Зокрема, аерозольний шар сульфатів у стратосфері від викидів може зберігатися протягом багатьох років, зменшуючи кількість сонячного проміння, що отримує поверхня планети, та сповільнюючи кругообіг води. Таке явище називається вулканічною зимою. Так, у 1991 році виверження гори Пінатубо на Філіппінах викинуло в стратосферу близько 20 мегатонн діоксиду сірки, який утворив сульфатні аерозолі. Це спричинило глобальне охолодження Світового океану приблизно на 0,3 градусів і подовжило подію Ель-Ніньйо. Іншим прикладом наслідків такої катастрофи стало виверження Тамбори в Індонезії у 1815 році, коли діоксиду сірки вивільнилося втричі більше. Наступний рік, 1816, був настільки холодним, що отримав назву «рік без літа». Аномальне похолодання та зменшення кількості опадів спровокували неврожай, голод та спалах холери й інших захворювань у Північній Америці, Європі та Азії.
Що відомо про виверження супервулкана Тоба?
Виверження супервулкана Тоба відбулося 74 тисячі років тому і стало найбільшим стихійним лихом за останні 2,5 мільйона років. Тоді у стратосферу викинулося у 100 разів більше діоксиду сірки, ніж під час виверження гори Пінатубо. Згідно з моделюваннями, подія спричинила загальне охолодження 3,5 – 9 градусів Цельсія та зменшення опадів на 25%.
Озеро Тоба у кратері супервулкана. NASA Landsat / Wikimedia Commons
Поширена теорія походження та розповсюдження сучасних людей свідчить про те, що Homo sapiens вийшли з однієї тропічної африканської популяції, яка зазнала різкого зменшення чисельності до 1000 – 10 000 особин. Це називається ефектом пляшкового горла (bottleneck). Згідно з аналізом ДНК, таке скорочення сталося близько 50 – 100 тисяч років тому під час зледеніння. Дослідники припускають, що виверження Тоба могло спричинити такий ефект, а також початок льодовикового періоду, однак точно зв’язати ці події не вдалося.
Що аналізували дослідники?
Дослідники вивчили еволюцію вулканічних викидів та їхній вплив на хімію атмосфери під час виверження Тоба за допомогою моделювання земних систем, створеного Інститутом космічних досліджень імені Годдарда. Моделювання, зокрема, включає повністю інтерактивну хімію, пов’язану з озоном та сульфатами. Науковці виявили, що викидт Тоба спричинили масштабні втрати озону та створило умови для потрапляння більшої кількості ультрафіолетового випромінювання на поверхню Землі, особливо в тропіках.
Збільшення такого випромінювання протягом приблизно року, ймовірно, мало критичні наслідки для людства. У короткостроковій перспективі ризики для здоров’я включають пошкодження очей та шкіри, сонячні опіки. Це у поєднанні із зменшенням опадів та нестачею їжі може суттєво погіршувати виживання. У довгостроковій перспективі вплив ультрафіолетвого випромінювання може викликати катаракту і рак шкіри, пригнічення імунної системи та загальне пошкодження ДНК. Такі явища заклали основу для скорочення популяції. Загалом, масштаби небезпечних для здоров’я наслідків після виверження Тоби були більш серйозними і набагато тривалішими, ніж ті, що спостерігалися під час останніх подій виснаження озонового шару та в рази більшими, ніж під час гіпотетичного ядерного конфлікту.
Раніше ми писали, як виверження супервулкану Лос Чокойос у Гватемалі порушило систему вітрів.