Hoe de mensheid 74.000 jaar geleden heel veel geluk had

Ongeveer 74.000 jaar geleden vond op het eiland Sumatra de uitbarsting van de Toba plaats. Het was de grootste eruptie van een vulkaan in de afgelopen twee miljoen jaar. Uitbarstingen ter grootte van Toba zijn uiterst zeldzaam – ze komen gemiddeld minder dan eens per miljoen jaar voor. Maar de Toba-uitbarsting vond plaats op een kritiek moment in de menselijke evolutie.

Waarom is dit belangrijk?

Hoewel ze misschien zeldzaam zijn, is het van cruciaal belang om de klimaatgevolgen van dergelijke uitbarstingen te begrijpen; Zelfs uitbarstingen die veel kleiner zijn dan die van Toba, hebben nog steeds het potentieel om de menselijke samenleving over de hele wereld vandaag dramatisch te beïnvloeden.

De Toba spuwde naar schatting 5.000 kubieke kilometer magma uit. Om 5.000 kubieke kilometer magma in perspectief te plaatsen: dat is meer dan honderd keer zo veel als bij de uitbarsting van Krakatoa in 1883, die ervoor zorgde dat het volgende jaar de gemiddelde temperatuur met 1,2 graden Celsius daalde op onze planeet.

Uitbarstingen ter grootte van Toba zijn uiterst zeldzaam – ze komen gemiddeld minder dan eens per miljoen jaar voor. Maar de Toba-uitbarsting vond plaats op een kritiek moment in de menselijke evolutie: homo sapiens stond klaar om zich verder uit te breiden buiten Afrika. Sommige wetenschappers hebben zelfs beweerd dat de uitbarsting van de Toba het klimaat voldoende verstoorde om een ​​vulkanische winter te veroorzaken die de menselijke bevolking herleidde tot ongeveer 10.000 overlevende individuen.

Maar recent bewijs van archeologische vindplaatsen in zuidelijk Afrika suggereert dat mensen integendeel door de uitbarsting beter gedijden. En bewijs dat bewaard is gebleven in Afrikaanse meerbeddingen wijst ook op verrassend bescheiden klimaatgevolgen van de Toba-uitbarsting, ondanks haar omvang.

Triljoenen spiegeltjes in de atmosfeer

Om de klimaateffecten van Toba beter te begrijpen, hebben wetenschappers een groot aantal klimaatmodelsimulaties gebruikt om te kijken hoe temperatuur en regenval veranderen na een uitbarsting van dezelfde grootte. De resultaten zijn onlangs gepubliceerd in het tijdschrift PNAS.

Krachtige explosieve vulkaanuitbarstingen kunnen grote hoeveelheden zwaveldioxide tientallen kilometers hoog in de atmosfeer injecteren, waar het gas verandert in kleine reflecterende druppeltjes die bekend staan ​​als sulfaataerosolen. Deze druppeltjes kunnen een tot twee jaar in de atmosfeer blijven hangen. Ze gedragen zich als triljoenen kleine spiegels die zonlicht terugkaatsen naar de ruimte terwijl ze zo dus de aarde afkoelen. En veranderingen in de oppervlaktetemperatuur kunnen op hun beurt leiden tot veranderingen in de regenval.

Wetenschappers hebben dit waargenomen voor recentere uitbarstingen zoals die van Mount Pinatubo in 1991 op de Filippijnen, die ervoor zorgde dat de opwarming van de aarde enkele jaren flink getemperd werd. Satellieten kunnen sulfaataerosolen van Pinatubo en andere uitbarstingen volgen terwijl ze zich verspreiden en uiteindelijk vervagen. Dit satellietperspectief geeft een duidelijke maatstaf voor hoeveel zwavel de bovenste atmosfeer bereikt bij elke uitbarsting.

Voor uitbarstingen zoals Toba, die plaatsvonden lang voordat mensen hadden geleerd onze planeet met satellieten te volgen, is het beeld duisterder. Hoeveel zwavel er vrijkwam bij de uitbarsting is zeer onzeker. Een verklaring voor de gedempte milieu-effecten van Toba die te zien zijn in archeologische en geologische archieven uit Afrika, is dat er bij de uitbarsting weinig zwavel vrijkwam samen met al dat magma. Een andere mogelijkheid is dat Toba wel degelijk het klimaat beïnvloedde, alleen niet op de plaatsen waar wetenschappers ernaar zochten.

Klimaateffecten van uitbarstingen niet overal hetzelfde

De klimaateffecten van vulkaanuitbarstingen kunnen immers in verschillende delen van de wereld aanzienlijk afwijken. Het hangt af van waar de uitbarsting plaatsvindt, hoe hoog in de atmosfeer de zwavel wordt geïnjecteerd, de tijd van het jaar van de uitbarsting en de toestand waarin het klimaat op aarde zich bevindt wanneer de uitbarsting plaatsvindt.

Voor Toba is de locatie bekend – de uitbarsting liet een meer van 100 kilometer lang in Indonesië achter – terwijl wetenschappers ook een goede schatting hebben van de hoogte die werd bereikt door de gassen en as die Toba vrijgaf. Maar naast de onzekerheden over de omvang van de zwavelemissies, waren ook het seizoen waarin dat gebeurde en het achtergrondklimaat niet bekend.

De auteurs van de studie hebben daarom tientallen computersimulaties van de klimaatimpact van Toba uitgevoerd, waarin ze onbekende parameters hebben gevarieerd om de patronen van afkoeling en veranderende regenval in verschillende regio’s te begrijpen. Ze hebben ook verschillende niveaus van zwavelafgifte opgenomen in de simulaties.

Neanderthalers en Denisovamensen hadden minder geluk

Ze ontdekten dat zelfs in het worstcasescenario voor zwavelemissies, de Toba-uitbarsting een relatief mild effect zou hebben gehad op het klimaat in Afrika. De modelsimulaties voorspellen een afkoeling op het noordelijk halfrond van ten minste 4°C met een piek in een jaar of twee net na de uitbarsting, met regionale afkoeling tot 10°C, afhankelijk van de hoeveelheid uitgestoten zwavel. Maar zelfs met de grootste hoeveelheid uitgestoten zwavel, was het onwaarschijnlijk dat de afkoeling op het zuidelijk halfrond – inclusief de regio’s van Afrika die bevolkt waren door vroege mensen – de 4°C zou overschrijden. Samen met archeologische gegevens die suggereren dat menselijke activiteit in Afrika ononderbroken doorging door de uitbarsting en bewijs van beperkte veranderingen in het milieu, ondersteunen de nieuwe bevindingen niet het idee van een wereldwijde crisis in de menselijke evolutie die door Toba zou zijn veroorzaakt.

Onze naaste verwanten, Neanderthalers en Denisovamensen in Oost-Europa en Azië hadden minder geluk. Volgens de simulaties werden ze getroffen door een bijzonder sterke afkoeling van het klimaat.

(bzg)

Lees ook: ’s Werelds beroemdste geiser dreigt door klimaatverandering te stoppen met spuiten. Met desastreuze implicaties

Lees ook: Nieuwe studie: ‘Vesuvius verstikte inwoners Pompeii in 15 minuten’

Meer
Lees meer...
Markten