Тоба: когда меркнет Солнце
Когда говорят о вулканах, в воображении возникают конические горы с кратером посредине, из которого раз в несколько столетий извергается лава. Но есть и другие вулканы. Они неприметны, но зато могут выбросить пепла и лавы в тысячи раз больше, чем обычно. Долгое время на них не обращали внимания потому, что в исторически обозримую эпоху извержений такого типа не наблюдалось. Мы знаем, как они разрушительны, лишь благодаря изысканиям геологов.
Итак, в некоторых районах планеты – под Йеллоустонским парком, в окрестности Неаполя или в Папуа – Новой Гвинее – таятся «бомбы с часовым механизмом», которые взрываются, правда, раз в десятки, а то и сотни тысяч лет. Их называют супервулканами. Они представляют собой громадную магматическую камеру, в которой медленно прибывает лава и нагнетается давление. Чем она больше, тем реже взрывается. После извержения, когда камера пустеет, остается обширный провал – кальдера, ведь свод камеры в момент взрыва обрушивается.
Одна из таких кальдер находится на острове Суматра в Индонезии. Сказать «одна из таких», значит ничего не сказать. Это самая большая из известных на сегодняшний день кальдер, которая образовалась после извержения супервулкана Тоба около 75 тысяч лет назад, ее площадь 1775 кв. км. В кальдере находится самое большое в мире вулканическое озеро Тоба.
Тогда, 75 тысяч лет назад, при извержении супервулкана Тоба излилось более 2800 куб. км. магмы, а суммарные отложения вулканического пепла составили порядка 800 кубических км. Вулканический пепел Тобы был обнаружен учёными в отложениях африканского озера Малави (Ньяса), находящегося в 7 тыс. км от Суматры.
Геологическая подоплека этого события такова. В районе Тобы находится зона субдукции, то есть одна тектоническая плита погружается здесь под другую. При этом участки мантии, расположенные над погружающейся плитой, расплавляются. В результате этих процессов образовалась громадная магматическая камера. Однажды произошел взрыв.
По расчетам экспертов Лондонского геологического общества, взрывы подобных масштабов происходят раз в полмиллиона лет. Каждые 10 тысяч лет во время извержения супервулкана в воздух может быть выброшено от 200 до 300 кубических километров породы, а раз в 3000 лет возможен взрыв вулкана с выбросом до 100 кубических километров породы. Американский геолог Майкл Рампино сравнил последнее – самое слабое (!) – извержение с падением на Землю астероида диаметром 1,5 километра. Вот только супервулканы взрываются в несколько раз чаще, чем прилетают космические бомбы. Пока существует цивилизация, извержение любого из них может поставить ее на край гибели. Тогда воистину померкнет Солнце, и жить придется под черным небом.
• 630 тысяч лет назад, когда произошло извержение Йеллоустонского вулкана, вся территория современных США покрылась пеплом. А ведь достаточно выпасть слою пепла высотой один сантиметр, чтобы почти весь урожай на поле погиб.
• 72 тысячи лет назад, во время извержения вулкана Тоба, пепел усеял не только Суматру, но и весь Индийский субконтинент. После этого температура в Северном полушарии значительно понизилась. Как пережило эти изменения климата немногочисленное тогда человечество? Что удалось узнать об этом археологам?
Первые свидетельства той катастрофы обнаружились в 1990-е годы в… геноме человека. От поколения к поколению он немного меняется. Однако сравнение генов людей, населяющих разные части света, выявило их поразительное сходство. Оказалось, даже в ДНК шимпанзе, принадлежащих к разным популяциям, различий примерно в четыре раза больше, чем в геномах людей, проживающих в Намибии и Пакистане, Новой Гвинеи и Бразилии. Как подсчитали генетики, все ныне живущие люди являются потомками нескольких тысяч человек – может быть, даже 1—2 тысяч, которые населяли нашу планету около 70 тысяч лет назад.
Что же стало причиной массовой гибели людей? Страшная эпидемия? Многолетняя засуха? Чем молчаливее язык генов, тем красноречивее были догадки ученых. Кто-то предположил, что люди, обитавшие в Африке, почти полностью вымерли от укусов мухи цеце, а потому немногие оставшиеся в живых бежали с этого континента, расселившись на просторах Евразии. Кто-то заговорил о том, что небольшая, хорошо вооруженная группа племен истребила почти все население планеты, учинив первую в истории мировую войну.
Лишь анализ образцов льда, взятых в Гренландии, объяснил причину резкого сокращения численности человечества. На Земле наступило похолодание, продолжавшееся несколько столетий. Впрочем, нашим далеким предкам не раз приходилось жить во время ледниковых периодов. Почему же это событие едва не погубило людей?
Слой пепла, предварявший фазу похолодания, запечатленную в образцах льда, подсказал, почему изменился климат: извержение супервулкана Тоба. Это было едва ли не самое мощное вулканическое извержение за последние 2 миллиона лет. Об этом событии напоминает теперь не вулканический конус, а гигантское озеро, протянувшееся почти на сотню километров. Земля здесь буквально разверзлась.
Во время катастрофы в воздух, отравленный клубами кислотных испарений, взметнулось неимоверное количество пепла. Его мощная пелена заволокла атмосферу. Предварительные расчеты показали, что средняя температура на планете понизилась на 3—5 градусов. В умеренных широтах внезапно наступил ледниковый период.
«Вулканическая зима» вызвала массовую гибель растений и животных и стала причиной резкого сокращения численности Homo sapiens, предположил археолог Стэнли Эмброз из Иллинойсского университета, выдвинувший около десяти лет назад теорию эволюционного «бутылочного горлышка», которое миновало тогда человечество. По его оценке, большая часть людей погибла от голода и холода.
Впрочем, сразу же появились возражения. Так, Клайв Оппенхеймер из Кембриджского университета опубликовал в 2002 году свои расчеты. Из них явствовало, что облако пепла, поднявшееся после взрыва, содержало слишком мало серы, а ведь для того, чтобы небо на длительный срок заволокло пеленой, нужно, чтобы во время извержения было выброшено как можно больше серы. В отличие от пепла, ее частички годами парят в воздухе, мешая солнечным лучам согревать поверхность планеты.
К 2007 году гипотеза «бутылочного горлышка» вроде бы была окончательно опровергнута. При раскопках на юго-востоке Индии в слоях отложений, предшествующем «слою Тобы» и следующем сразу за ним, были найдены схожие каменные орудия. Археолог Майкл Петралья из Кембриджского университета, анализируя находки, подчеркнул, что даже мощное извержение вулкана в соседней Индонезии не нарушило повседневной жизни этих людей. Они продолжали здесь жить, как и прежде.
Однако результаты исследований, проводившихся в последние годы, все-таки подтверждают самый худший сценарий. Американский климатолог Алан Робок разработал в 2009 году компьютерную модель той катастрофы. Похоже, она была еще более страшной, чем предполагалось. В течение первых пяти лет после извержения средняя температура на планете упала на 18 (!) градусов. Даже через десять лет после этого события на Земле было в среднем на 10 градусов холоднее, чем прежде. Количество осадков резко сократилось. На обширной территории установилась многолетняя засуха. Почти одинаково пострадали и Северное, и Южное полушария планеты, поскольку извержение произошло в районе экватора.
Как резюмировал Робок на страницах «Journal of Geophysical Research», происходившие тогда события очень сильно сказались на численности популяции Homo sapiens. Из-за внезапно начавшихся холодов у большинства людей не было возможности спастись бегством, переселившись в теплые страны. Извержение супервулкана Тоба стало одним из самых страшных природных бедствий, которые довелось пережить человечеству.
