Мега-извержение древнего Тоба разрушило озоновый слой, вызвав воздействие ультрафиолетового излучения, подобное ядерной войне.

Катастрофическое падение уровня озона в атмосфере вокруг тропиков, вероятно, способствовало возникновению узких мест в человеческой популяции около 60-100 тысяч лет назад, — сообщила международная исследовательская группа. Потеря озона, вызванная извержением супервулкана Тоба, расположенного на территории современной Индонезии, может решить эволюционную загадку, которую ученые обсуждали десятилетиями.

«Тоба долгое время считался причиной узкого места, но первоначальные исследования климатических переменных температуры и осадков не предоставили конкретных доказательств разрушительного воздействия на человечество.” сказал главный следователь.

«Мы отмечаем, что в тропиках приземное ультрафиолетовое (УФ) излучение является движущим фактором эволюции. Климат становится более актуальным в более нестабильных регионах вдали от тропиков,— говорит Стенчиков.

Вулканическое облако и охлаждение поверхности Земли

Крупные вулканические извержения выделяют газы и пепел, которые создают в стратосфере аэрозольный слой, ослабляющий солнечный свет, вызывая охлаждение поверхности Земли. Эта «вулканическая зима» имеет множественные побочные эффекты, такие как более прохладные океаны, продолжительные явления Эль-Ниньо, неурожаи и болезни.

Облако SO2 Тоба привело к снижению глобального уровня озона на целых 50 процентов.

«Озоновый слой предотвращает попадание на поверхность высоких уровней вредного ультрафиолетового излучения,— говорит Осипов. «Чтобы произвести озон из кислорода в атмосфере, необходимы фотоны, чтобы разорвать связь O2. Когда вулкан выделяет огромное количество диоксида серы (SO2), образовавшийся вулканический шлейф поглощает УФ-излучение, но блокирует солнечный свет. Это ограничивает образование озона, создавая озоновую дыру и повышая вероятность УФ-стресса.”

Видео, сравнивающее последнее полномасштабное извержение супервулкана Йеллоустоун и последнее супервулкан Тоба. Какой из них был больше?

Исследование уровней УФ-излучения и результатов

Команда исследовала уровни УФ-излучения после извержения Тоба, используя климатическую модель ModelE, разработанную NASA GISS (Институт космических исследований Годдарда).

Они смоделировали возможные последствия извержений разного размера. Запуск такой модели требует больших вычислительных ресурсов, и Осипов благодарен за использование ПАПКА суперкомпьютер Shaheen II и связанный с ним опыт.

• Их модель предполагает, что облако SO2 Тоба уменьшило глобальные уровни озона на целых 50 процентов.
• Кроме того, они обнаружили, что воздействие на озон является значительным даже при относительно небольших сценариях извержения.
• Возникающая в результате опасность для здоровья из-за более высокого уровня УФ-излучения на поверхности существенно повлияла бы на выживаемость людей.

«Эффекты УФ-стресса могут быть похожи на последствия ядерной войны,— говорит Осипов. «Например, урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность морской среды упадут из-за воздействия УФ-стерилизации. Выход на улицу без защиты от ультрафиолета может привести к повреждению глаз и солнечным ожогам менее чем за 15 минут. Со временем рак кожи и общее повреждение ДНК привели бы к сокращению населения.”