Ľudia prežili megaerupciu Toby na pobreží Južnej Afriky

Predstavte si rok v Afrike, keď nepríde leto. Obloha má počas dňa sivý odtieň a v noci svieti červenou farbou. Kvety nekvitnú. Stromy zomierajú od zimy. Veľké cicavce ako antilopa hladujú a poskytujú malý zdroj tuku predátorom (mäsožravcom a lovcom), ktorí na nich závisia. Potom sa ten istý skľučujúci cyklus opakuje rok čo rok.

Toto je obraz života na Zemi po erupcii sopky sopky Mount Toba v Indonézii asi pred 74 000 rokmi. V článku publikovanom tento týždeň v Nature, vedci ukazujú, že ľudia na pobreží Južnej Afriky prežili túto udalosť.

Účinok erupcie Toby určite ovplyvnil niektoré ekosystémy viac ako iné, isto vytvoril oblasti alebo útočiská, v ktorých niektoré ľudské skupiny mali lepšie podmienky pre život počas celej udalosti ako iné. To, či vaša skupina žila v takomto útočisku, záviselo do veľkej miery od typu dostupných zdrojov. Pobrežné zdroje, ako mäkkýše, boli vysoko výživné a menej náchylné na erupciu ako rastliny a zvieratá vo vnútrozemí.

Výskumník Arizonskej štátnej univerzity Curtis Marean študuje archeologickú lokalitu na južnom cípe Južnej Afriky, kde nachádza dôkazy tohto druhu ľudského útočiska počas doby ľadovej, približne z obdobia pred 195 000 až 130 000 rokmi a opäť medzi 74 000 a 60 000 rokmi. Marean je projektový riaditeľ výskumného miesta na Pinnacle Point v Južnej Afrike, spolupracovník riaditeľa ASU Institute of Human Origins a profesor nadácie v School of Human Evolution and Social Change.

Erupcia stokrát menšia ako Mount Toba - erupcia sopky Tambora, tiež v Indonézii, v roku 1815 - sa považuje za zodpovednú za rok bez leta v roku 1816. Vplyv na ľudskú populáciu bol stračný, neúroda v Eurasii a Severnej Amerike, hladomor a masové migrácie. Účinok erupcie Toby, supe1r-sopky, ktorá predčí aj veľké erupcie v Yellowstone v dávnejšej minulosti, mal oveľa väčší a dlhší dopad na ľudí po celom svete.

Rozsah spadu popola sám osebe svedčí o veľkosti ekologickej katastrofy. Obrovské množstvo aerosólov vstrekovaných vysoko do atmosféry výrazne znížilo množstvo dopadajúceho slnečného svetla - s odhadmi zníženia od 25 do 90 percent. Za týchto podmienok je vymieranie rastlín predvídateľné. Existujú dôkazy o výraznom vysychaní, požiaroch a zmene rastlinných spoločenstiev vo východnej Afrike hneď po erupcii Toba.

Ak Mount Tambora vytvorila takú devastáciu počas celého roka - a Tambora v porovnaní s Tobou bolo len začkanie, môžeme si predstaviť celosvetovú katastrofu pri erupcii Toby, udalosť trvajúcu niekoľko rokov a tlačiacu život na pokraj vyhynutia.

Keď stĺpec ohňa, dymu a nečistôt vyrazil z vrcholu Toby, vychŕlil horniny, plyny a malé mikroskopické kúsky (kryptotefru) skla, ktoré majú pod mikroskopom charakteristický tvar háku, ktorý sa produkuje, keď sklo zlomí cez bublinu. Tieto neviditeľné fragmenty, ktoré sa dostali do atmosféry, sa rozšírili po celom svete.

"Prediskutoval som potenciál nájsť Toba črepiny v sedimentoch našej archeologickej lokality s kolegom a on jeden našiel," povedal Marean.

Fotografia ukazuje črepinu vulkanického skla z erupcie spred 74,000 rokov z vulkánu Toba v Indonézii nájdenú na archeologickom nálezisku takmer 9000 km ďaleko, na mieste zvanom Vleesbaai, v Južnej Akrike. Image credit Racheal Johnsen

Marean spolupracoval s Panagiotis Karkanas, riaditeľom Laboratory for Archaeological Science, American School of Classical Studies, Greece, v Grécku, ktorý vo vzorke archeologického sedimentu obaleného živicou zbadal jednu črepinu.

"Bola to jedna črepinová časť z miliónov ďalších minerálnych častíc, ktoré som skúmal. Ale bolo to tam a nemohlo to byť nič iné," povedal Karkanas.

Črepina pochádza z archeologického náleziska v skalnom vrchu Pinnacle Point 5-6, na južnom pobreží Južnej Afriky v blízkosti mesta Mossel Bay. Sedimenty sa datovali na obdobie približne pred 74 000 rokmi.

Marean ukázal obrázok črepiny Eugenovi Smithovi, vulkanológovi na University of Nevada v Las Vegas (UNLV) a Smith potvrdil, že je to vulkanická črepina.

Od začiatku tohto projektu a s podporou Národnej vedeckej nadácie vyvinul medzinárodný výskumný tím Laboratórium Cryptotephra pre archeologický a geologický výskum so sídlom v UNLV, ktorý sa v súčasnosti podieľa na projektoch nielen v Afrike, ale aj v Taliansku, Nevade a Utahu.

V tejto črepine sopečného skla je zreteľný chemický podpis, odtlačok prsta, ktorý môžu vedci využiť na vysledovanie vražednej explózie. Vo svojom článku tím opisuje nájdenie týchto črepín v dvoch archeologických lokalitách v pobrežnej Južnej Afrike, pričom stopy vedú k Tobe, identifikovanej pomocou chemických odtlačkov prstov a dokumentujúcich nepretržité ľudské osídlenie naprieč vulkanickou udalosťou.

Diplomant ASU Jacob Harris navrhol nový štatistický prístup k určeniu zdrojovej likácie črepín.

"Väčšina štúdií tohto typu používa veľmi základnú štatistiku, na porovnanie chémie črepín so zdrojovou sopkou." poznamenal Marean. "Ale tieto prístupy zlyhali, pretože neboli schopné predložiť definitívne dôkazy spájajúce ľudské osídlenie s presným momentom explózie. Väčšina štúdií skúmala, či Toba spôsobila zmeny životného prostredia alebo nie. Tie vyvolala, ale také štúdie neposkytovali archeologické údaje potrebné na to, aby sa ukázalo, ako Toba ovplyvnila ľudí."

Tím Pinnacle Point bol v popredí vývoja a aplikácie vysoko pokročilých archeologických postupov. Merať všetko na mieste s presnosťou na milimetre s "úplnou stanicou", laserovým meracím zariadením integrovaným do handheldov pre presné a bezchybné nahrávanie.

Tím realizoval archeologické vykopávky v jaskyniach na mieste Pinnacle Point, Južná Akrika, po dobu takmer 20 rokov. Sklenená črepina bola objavená na mieste  PP5-6. Photo by Erich Fisher

Naomi Cleghornová z Texasskej univerzity v Arlingtone zaznamenala vzorky Pinnacle Point, ktoré boli odstráňované.

Cleghornová vysvetlila: "Zhromaždili sme dlhý stĺpec vzoriek - vykopali sme malé množstvo sedimentu zo steny predchádzajúceho výkopu. Zakaždým, keď sme odobrali vzorku, zmonitorovali sme jej pozíciu s úplnou stanicou."

Miesta vzoriek z úplej stanice a tisíce ďalších bodov reprezentujúcich kamenné artefakty, kosti a ďalšie kultúrne pozostatky starovekých obyvateľov boli použité na vytvorenie digitálnych modelov lokality.

"Tieto modely nám hovoria veľa o tom, ako ľudia žili na mieste a ako sa ich aktivity menili v priebehu času," povedal Erich Fisher, vedecký pracovník z Institute of Human Origins, ktorý z údajov vytvoril detailné fotorealistické 3D modely. "To, čo sme zistili, bolo, že počas a po erupcii Toby ľudia neustále žili na mieste a neexistovali žiadne dôkazy o tom, že to ovplyvnilo ich každodenný život."

Vnútro jaskyne Pinnacle Point 5-6 a používanie úplnej stanice na určenie polohy objavov počas vykopávok. Photo by Curtis Marean

Okrem toho, ako Toba ovplyvňuje ľudí v tomto regióne, štúdia má ďalšie dôležité dôsledky pre techniky archeologického datovania. Archeologické dátumy v týchto vekových kategóriách sú nepresné - typická je 10% chyba (alebo tisícky rokov). Spad Toba popola však bol veľmi rýchlou udalosťou, ktorá bola presne datovaná. Čas ukladania črepín pravdepodobne tval približne dva týždne - čo je okamžitý jav z geologického hľadiska.

"Na dvoch miestach sme našli črepiny," vysvetlil Marean. "Pinnacle Point (kde ľudia žili, jedli, pracovali a spali) a miesto na otvorenom vzduchu asi 10 kilometrov ďaleko nazývané Vleesbaai. Toto posledné miesto je miesto, kde skupina ľudí, pravdepodobne členovia tej istej skupiny ako v Pinnacle Point, sedela v malom kruhu a vyrábala kamenné nástroje. Nájdenie črepov na oboch miestach nám umožňuje spojiť tieto dve záznamy takmer v rovnakom čase."

Výskum v lokalite Vleesbaai bol vykonaný doktorandom ASU antropológom Simenom Oestom spolu s Jayne Wilkinsom z Univerzity v Kapskom Meste.

Nielen to, ale miesto spadu umožňuje vedcom poskytnúť nezávislý test veku miesta určený inými technikami. Ľudia žili v lokalite Pinnacle Point 5-6 pred 90 000 až 50 000 rokov. Zenobia Jacobs z University of Wollongong, Austrália, použila opticky stimulovanú luminiscenciu (OSL) na datovanie 90 vzoriek a vyvinula model datovania-veku všetkých vrstiev. OSL datuje posledný moment, keď jednotlivé zrná piesku boli vystavené svetlu.

"Vyskytla sa určitá diskusia o správnosti datovania OSL, ale Jacobsovej vekový model sa datoval od vrstiev, kde sme našli Toba črepiny asi pred 74 000 rokmi - priamo na pravom mieste," povedal Marean.

Toto veľmi silne podporuje najdôležitejší prístup Jacobsovej k datovaniu OSL, ktorý použila na miestach v celej južnej Afrike a vo svete.

"OSL datovanie je metóda pre vytváranie časových línii-harmonogramov použiteľná pre veľkú časť našej histórie. Testovanie toho, či sú hodiny správne nastavené, je dôležité. Získanie takého stupňa potvrdenia je potešujúce," povedal Jacobsová.

V deväťdesiatych rokoch začali vedci tvrdiť, že táto erupcia Toby, najsilnejšia v posledných dvoch miliónoch rokov, spôsobila dlhú vulkanickú zimu, ktorá mohla zničiť ekosystémy sveta a spôsobila rozsiahle zníženie populácie, možno dokonca aj blízko vyhynutia ľudskej populácie, tzv. úzke hrdlo.

Táto štúdia ukazuje, že pozdĺž pobrežia bohatého na potraviny v južnej Afrike ľudia prežili túto mega-erupciu, možno kvôli jedinečne na potraviny bohatému režimu na tomto pobreží. Teraz môžu iné výskumné tímy využiť nové a pokročilé metódy vyvinuté v tejto štúdii a aplikovať ich na svoje miesta inde v Afrike, takže vedci môžu vidieť, ako tieto ničivé časy ovplyvnili ostatné populácie.

Autorka tlačovej správy: Julie Russ

Zdroj: asunow.asu.edu, Nature