Podle řady studií se v dějinách lidského druhu v době před 100 tisíci až 60 tisíci lety stalo cosi zvláštního – kosterní nálezy nasvědčují, že šlo o tragédii obřích rozměrů. Věda zná více hypotéz a mezinárodní výzkumný tým nyní přišel s dalším možným vysvětlením. Domnívá se, že se udál katastrofální pokles hladiny ozonu v tropických oblastech, který byl způsoben erupcí supervulkánu Toba nacházejícího se v dnešní Indonésii.
Erupce supervulkánu Toba před asi 74 tisíci lety byla jednou z nejničivějších katastrof, o nichž mají geologové důkazy – určitě se jednalo o nejsilnější erupci sopky za několik milionů let. Pro srovnání: slavná Krakatoa vychrlila při své erupci roku 1883 do ovzduší asi pětadvacet kubických kilometrů popela a prachových částic. Toba do atmosféry vrhla přes osm stovek krychlových kilometrů popela.
Tento výbuch zřejmě na několik let na části planety zahalil nebe prachem, což mělo snížit globální teploty až o pět stupňů a způsobit krátkou obdobu doby ledové.
Dopad výbuchu na lidské populace, které v té době žily, byl ale dlouho otázkou. Největší změny klimatu se totiž objevily u pólů, jenže lidé tehdy obývali zejména místa v tropech, kde se ochlazení mělo projevit relativně méně.
„Toba byla dlouho považována za příčinu zhoršení podmínek pro lidi, ale výzkumy klimatických údajů o teplotě a srážkách nepřinesly žádné konkrétní důkazy o ničivém vlivu na lidstvo,“ říká Sergej Osipov z Institutu Maxe Plancka pro chemii, který na projektu pracoval. „My teď ale upozorňujeme na to, že v tropech je hnacím evolučním faktorem ultrafialové (UV) záření v blízkosti povrchu.“
Bez ozonu
Při velkých sopečných erupcích se uvolňují plyny a popel, které ve stratosféře vytvářejí vrstvu aerosolu tlumící sluneční záření, což způsobuje ochlazování na zemském povrchu. Tato „sopečná zima“ má řadu vedlejších účinků, jako jsou chladnější oceány, prodloužené jevy El Niño, neúroda a nemoci.
„Ozonová vrstva zabraňuje tomu, aby se na zemský povrch dostaly vysoké úrovně škodlivého UV záření,“ říká Osipov. „K vytvoření ozonu z kyslíku v atmosféře je zapotřebí fotonů, které přeruší vazbu kyslíku. Když sopka uvolní obrovské množství oxidu siřičitého, vzniklý sopečný oblak pohlcuje UV záření, ale blokuje sluneční světlo. To omezuje tvorbu ozonu, vytváří ozonovou díru a zvyšuje pravděpodobnost UV zátěže.“
Tým zkoumal úroveň UV záření po erupci sopky Toba pomocí klimatického modelu ModelE vyvinutého Goddardovým institutem pro vesmírná studia (NASA GISS). Simulovali možné následné účinky erupcí různých velikostí. Provozování takového modelu je nesmírně výpočetně náročné – nemohlo by se uskutečnit, kdyby se vědcům nepodařilo dojednat využití superpočítače Shaheen II.
Jako jaderná válka
Jejich model naznačuje, že oblak oxidu siřičitého z Toby snížil globální hladinu ozonu až o padesát procent. Navíc zjistili, že účinky na ozon jsou významné i při relativně malých scénářích erupce. Výsledná zdravotní rizika plynoucí z vyššího UV záření na povrchu by významně ovlivnila míru přežití lidí.
„Účinky UV stresu by mohly být podobné následkům jaderné války,“ říká Osipov. „Například výnosy plodin a produktivita mořských živočichů by v důsledku sterilizačních účinků UV záření poklesly. Vyjít ven bez ochrany před UV zářením by způsobilo poškození očí a úpal za méně než 15 minut. Časem by rakovina kůže a celkové poškození DNA vedly k úbytku populace.“
