Kérdések egy őskori vulkáni erupció kapcsán

Milyen kihatásai lehettek a Toba kitörésének?

Indonéziában, Szumátra szigetének északi részén hullámzik a 100 kilométer hosszú, 30 kilométer széles és 505 méter legnagyobb mélységű Toba-tó felszíne, ha éppen szél borzolja habjait. Rein van Bemmelen holland geológus már 1949-ben, az itt végzett kutatásai során vulkáni eredetű kőzetréteget fedezett fel a vízmedence körül, s bebizonyította, hogy a tó egy gigantikus tűzhányókitörés végén önmagába roskadt vulkán helyén kialakult mélyedés, vagyis kaldera – méghozzá a Föld legnagyobb kalderája –, melyet később esővíz töltött fel. A közepén kiemelkedő szigetet pedig a vulkáni kürtőben később megemelkedett, majd megszilárdult magma hozta létre. De mekkora erupció hozhatott létre egy ekkora kalderát?

A kutatások eredményeként a tobai vulkáni kőzetréteggel megegyező kémiai összetételű vulkáni hamut fedeztek fel Malajziában, ahol a hamuréteg nem egy helyütt a kilencméteres vastagságot is eléri, Indiában, ahol az egész szubkontinenst 15 cm, míg Közép-India egy részét hat méter vastag hamuréteg borította be, s ugyanilyen vulkáni hamura bukkantak az Indiai-óceán Bengáliai-öblének, sőt az óceán távolabbi részeinek, valamint a Dél-kínai-tengernek az üledékében is. A dél-afrikai Mossel-öböl vidékén pedig, kilencezer kilométerre a kitörés helyszínétől, olyan vulkáni eredetű üvegszemcséket találtak (ezek az erupció során túlhevült kvarcból alakulnak ki), melyek kémiai összetétele megegyezik a Toba-tó környékén talált vulkáni eredetű üvegszemcsékével. S mindez egy elképesztő erejű tűzhányókitörésre utal, ami nem is csoda, mivel a Toba egy már többször is kitört, jelenleg pedig szunnyadó szupervulkán.

De mi is az a szupervulkán? Olyan tűzhányó, mely több mint 1000 köbkilométer lávát dob a felszínre, szintén hatalmas mennyiségű vulkáni hamuval és vulkanikus gázokkal együtt. De visszatérve a Tobára: legutóbbi s roppant erős erupciója – mely talán két hétig is tarthatott – 70-75 ezer évvel ezelőtt zajlott le, s a vulkáni explozivitási index (VEI) szerint a legmagasabb, nyolcas fokozatú tűzhányókitörés volt, amilyet csak szupervulkánok képesek produkálni. A számítások szerint a Toba – említett kitörésekor – 2500 köbkilométer lávát lökött ki magából, ami csaknem a kétszerese a Mount Everest térfogatának (!), mely hegy a maga 8848 méteres magasságával a Föld legmagasabb hegye. Emellett az erupció 80 ezer köbkilométernyi vulkáni hamut juttatott a légkörbe a különböző gázok mellett. Stanley Ambrose amerikai régész, az Illinoisi Egyetem antropológiaprofesszora arra a következtetésre jutott, hogy a kitörés erős lehűlést, ún. vulkáni telet okozott. Egyrészt a földfelszín egy részét betakaró világos színű hamu is visszaverte a napsugárzást. Másrészt pedig tűzhányókitörés során a felső légkörbe, pontosabban a sztratoszférába is hatalmas mennyiségű vulkáni hamu, vízgőz, kénes gázok kerültek, melyek még jobban lehűtötték a Földet. Miként is? Tűzhányókitörések során a kén-dioxid a vízgőz hatására kénsavszemcsékké alakul, összesűrűsödik és kénsavpermetet képez. A vulkáni hamu, a kénsavpermet, a vízgőz és egyéb gázok keveréke pedig sűrű felhőt alkot, mely visszaveri a napsugarakat, s így lehűlést okoz, melynek mértéke elsősorban a kénes gázok mennyiségétől függ. Ambrose szerint a hamu a felszínről sugározta vissza a napsugarakat, a sztratoszférába került kénrészecskék pedig hat éven át a magaslégkörből verték vissza a napsugárzás jelentős részét, s a grönlandi jégtakaróból vett fúrásminták a szervesszén-szint akkori, jelentős mértékű lecsökkenését bizonyítják, s azt, hogy a fent leírt jelenségek 1800 évig tartó lehűlést okoztak, melynek során a kutató szerint 16 Celsius-fokkal csökkent a Föld átlaghőmérséklete. Emellett Stanley Ambrose és Martin A. J. Williams ausztrál geológus, geomorfológus elemezte a Bengáli-öböl üledékéből mélyfúrás révén nyert mintákban található, a kitörés előtti és utáni rétegekben található pollenmaradványokat, valamint a Közép-Indiában a hamuréteg alatti és fölötti rétegben fellelhető szénizotópok arányát, lévén, hogy a sűrű erdőségek és a füves vagy az erdős szavannák szénizotóp-lenyomata nagymértékben különbözik egymástól. A vizsgálatok pedig bebizonyították, miszerint az ősi indiai trópusi erdőségeket az erupció után szavannák váltották fel, ami az éghajlat szárazabbá és hűvösebbé válását bizonyítja. Sőt a lehűlés miatt szárazabbá vált klíma globális mértékben is csökkentette az erdőterületek nagyságát a nyílt füves térségek javára.

A kitörés tehát kihatással volt az éghajlatra, s így az élővilágra. A 16 Celsius-fokos átlaghőmérséklet-csökkenést azonban már túlzónak tartják, s a vélemények megoszlanak abban a kérdésben, hogy az átlaghőmérséklet 3-3,5 Celsius-fokot zuhant, vagy – mint Hans Graf, a Cambridge-i Egyetem légkörkutatója állítja – a Föld átlaghőmérséklete „csak” 2,5 Celsius-fokot csökkent, a lehűlés csupán pár évig tartott, regionálisan pedig különböző mértékű volt, Indiában például 1 Celsius-fokot tett ki, ami nem jelenthetett drámai klímaváltozást. A szubkontinens ősi erdőségeinek az eltűnése viszont valóban jelentős éghajlatváltozásra utal, a jégfurat-minták pedig hosszabb lehűlést jeleznek. Mindenesetre a kitörés régiójában, Délkelet-Ázsiában – az erupció ereje miatt – nagyarányú állat- és növényfaj-kipusztulásra kerülhetett sor, s globális mértékben is fajok halhattak ki.

De mi történt az ősi emberi populációkkal, konkrétan a modern ember csoportjaival, melyek nagyrészt ekkor még Afrikában éltek, de már Ázsiában, például Indiában is megjelentek? Stanley Ambrose szerint a modern ember lélekszáma az erős lehűlés miatt pár ezer főre esett vissza, ezzel magyarázza, hogy a mitokondriális DNS-vizsgálatok szerint az emberiség genetikai változatossága elég kicsiny. A katasztrófa viszont új túlélési stratégiák kidolgozására késztette az akkor élt modern embereket. A nagymértékű megfogyatkozással szemben viszont ellenérvek is vannak. Indiában, Jwalapuram községnél az Oxfordi Egyetem kutatói a hamuréteg alatt és fölött ugyanolyan kőeszközöket tártak fel, ami arra utalhat, hogy a kitörést túlélő emberek életmódja nem változott meg drasztikusan, bár elismerik, hogy a katasztrófa minden bizonnyal keményebbé tette az életfeltételeket, ám az akkor, ott élt emberek alkalmazkodni tudtak a megváltozott viszonyokhoz. Dél-Afrikában, a Mossel-öböl vidékén végzett kutatások viszont semmilyen drámai változásra nem utalnak. Egy nemzetközi kutatócsoport két őskori telephelyen is feltárásokat végzett, s mint a csoport tagja, Curtis Marean, az Arizonai Állami Egyetem régésze rámutatott: archeológiai módszerekkel nem lehet megállapítani, hogy nőtt vagy csökkent-e a telephelyek népessége, ám a feltárt eszközök arra utalnak, hogy az emberi tevékenység megnőtt az adott területen.

Milyen mértékű katasztrófát okozott hát a Toba szupervulkán 70-75 ezer évvel ezelőtti kitörése? Az egyértelmű válasz kiderítése további kutatásokat igényel.

Lajos Mihály