Toba: csak egy hajszálon múlott, hogy létezhet az emberiség

Nagyjából 74 ezer éve a földtörténeti közelmúlt legnagyobb vulkáni katasztrófája rázta meg a Földet. Az indonéziai Toba kitörése annyira súlyos globális ökológiai válságot okozott, hogy a modern ember, a Homo sapiens a kihalás szélére került; csak alig három – tízezer túlélője maradhatott a rettenetes kataklizmának. A gigantikus kitörés miatt, az ekkor már javában zajló Würm-eljegesedés idején még alacsonyabbra zuhant a Föld átlaghőmérséklete, végveszélybe sodorva a katasztrófa miatt szinte láthatatlan méretűre zsugorodott emberi populációt.

A Toba-elmélet szerint a szupervulkáni kitörés majdnem kipusztította a modern embert Fotó: YouTube

A Toba napjainkban népszerű turisztikai célpontnak számít, ami egy nagy kiterjedésű békés trópusi tó képét mutatja az indonéziai Szumátra szigetén. A Balatonnál is hosszabb, 100 kilométeren elnyúló és átlagosan 30 kilométer széles Toba-tó jelenlegi szelíd arca azonban igencsak megtévesztő, mert az 550 méter mély tó nem más, mint egy óriási vulkáni képződmény, a Föld legnagyobb ismert vulkáni kalderája.

A Toba vízzel fedett, hatalmas kalderája napjainkban  Fotó: Wikimedia Commons

Toba: katasztrofális szupervulkáni kitörés okozott a Földön globális válságot

A késői pleisztocén időszakban, hozzávetőleg 74 ezer éve a Toba egy hatalmas szupervulkáni robbanásos kitörés során – a geológiai bizonyítékokon alapuló becslések szerint és alig 9 – 14 napon belül –, mintegy 2800 köbkilométernyi vulkáni hamut és törmeléket lövellt ki a légkörbe.

Azokat a kitöréseket, amelyek több mint 1000 köbkilométer vulkáni anyagot dobnak ki, szupervulkáni kitöréseknek nevezzük. Ez több ezerszer nagyobb mennyiségű anyag, mint ami egy normál vulkánkitörés során keletkezik. A földtörténeti negyedidőszakból ( 2, 6 millió évtől napjainkig) csak néhány szupervulkáni kitörés ismert, ezek közül a Toba kitörése volt a legerősebb.

Hogy mit is jelenthetett ez a valóságban, ahhoz érdemes összehasonlítani a Toba kitörését néhány más, már az emberi civilizáció idején bekövetkezett és szintén pusztító hatású vulkánkitörés adataival. 

A Toba-esemény volt az elmúlt 25 millió év legnagyobb szupervulkáni kitörése    Fotó: YouTube

A közelmúlt legnagyobb vulkáni aktivitása, az amerikai Oregon állam területén fekvő Mount St. Helen 1980-ban történt kitörése során 1,2 köbkilométer vulkáni hamu jutott az atmoszférába. A késői újkor legpusztítóbb vulkáni katasztrófája, az indonéziai Krakatau 1883-as, 35 ezer áldozatot követelő felrobbanása során 25 köbkilométer, míg az ugyancsak indonéziai Tambora 1815-ben bekövetkezett és Európában télies nyarat, valamint súlyos éhínséget okozó kitörése pedig 80 köbkilométernyi vulkáni anyagot juttatott az atmoszférába. A történelmi idők legnagyobb európai vulkánkitörése, a Théra mínoszi kultúrát elpusztító robbanásos kitörése pedig 60 köbkilométer hamut és törmeléket lövellt az atmoszférába. 

A Krakatau 1883-as kitörése 35 ezer áldozatot követelt   Fotó: Library of Congress

A Toba kitörése számít az elmúlt 25 millió év legnagyobb vulkáni kataklizmájának. 

A kitörés erejét és a légkörbe szórt vulkáni anyag mennyiségét jól jellemzi, hogy az egész indiai szubkontinenst átlagosan 15 centiméter vastagságban borította be a vulkáni hamu, de akadtak olyan vidékek, ahol ez a 6, illetve a 9 méteres vastagságot is elérte. A Toba kitörésével a számítások szerint hozzávetőleg tízmilliárd tonna kénsav jutott az atmoszférába, ami az egész földkerekségen savas csapadék formájában hullott vissza a talajra megmérgezve a vizeket és elpusztítva a növényzet jelentős részét. A légkörbe jutott irdatlan mennyiségű por és aeroszol elhomályosította a Napot, és a kitörést követő években a globális átlaghőmérséklet hirtelen 3–3,5 Celsius-fokkal csökkent. 

A Föld északi féltekéjének jelentős részét jég bortította a Würm-glaciális idején    Fotó: Wikimedia Commons/Ittiz

Az északi féltekén ebben az időben bontakozott ki a pleisztocén kor utolsó és legnagyobb eljegesedése, a Würm-glaciális, amelynek idején a jelenlegihez képest eleve mintegy 6 Celsius-fokkal volt alacsonyabb a globális átlaghőmérséklet. Így a Toba kitörése rapid és katasztrofális hatású lehűlési hullámot okozva rövid időre még tovább csökkentette az amúgy is alacsony globális átlaghőmérsékletet. A vulkánkitörés következtében Délkelet-Ázsia állat- és növényvilágának jelentős része kipusztult, de a kihalási hullám túlmutatott az eurázsiai régión.

Az apokaliptikus katasztrófa szerepet játszhatott a modern ember afrikai kirajzásában

De mindez hogyan érinthette a korai emberi közösségeket? Afrika szarván 2024-ben olyan olvadt üvegcseppeket azonosítottak a késő pleisztocén üledékekben, amelyekről megállapították, hogy a Toba kitöréséből származnak. Ugyanebben a nagyjából 75–74 ezer éves rétegsorban a modern ember által használt pattintott kőszerszámokat is megtalálták. 

A katasztrofális kitörés következményeként drasztikusan lecsökkentek az élelem- és ivóvízforrások, 

és ez néhány éven belül súlyosan megtizedelte a modern ember közösségeit, továbbvándorlásra kényszerítve a túlélőket.

A Toba napjainkban a békés arcát mutatja   Fotó: Indonesia Travel

 Az apokaliptikus kataklizmát követő években az élelem- és ivóvízhiány miatt a Homo sapiens ekkor még az afrikai kontinensen élő populációja gyors pusztulásnak indult; egyes becslések szerint alig 3-10 ezer modern ember élhette csak túl a katasztrófát annak köszönhetően, hogy elkezdtek északra vándorolni.

A Homo nemzetség a paleontológiai bizonyítékok szerint Afrikában alakult ki és vált le a többi hominától, miután az ember kládja elvált a hominidák csimpánz vonalától, nagyjából 1,1 millió éve. A modern ember, a Homos sapiens első képviselői nagyjából 200 ezer éve jelenhettek meg az élet színpadán.

Paradox módon a Toba kitörése, pontosabban ennek következményei indították el azt a folyamatot, amelynek során a katasztrófát túlélő őseink elhagyták Afrikát, hogy megtelepedjenek más földrészeken. „Ahogy az emberek kimerítették az élelemforrásaikat egy adott vízlelőhely környékén, a száraz időszakban valószínűleg kénytelenek voltak olyan új területre költözni, ahol vizet találhattak” – magyarázza John Kappelman, a Texasi Egyetem professzora, akit az Ilf Science tudományos hírportál idéz.

              A Homo sapiens és a Neander-völgyi ember a két legnagyobb agytérfogatú emberfaj                             Fotó: AFP/Jacques Beauchamp

 „Az időszakos folyók így egyfajta »szivattyúkként« működtek, amelyek az egyik vízlelőhelyről a másikra szippantották át az embercsoportokat, ami végül az Afrikán kívüli szétszóródáshoz vezetett” – hangsúlyozza John Kappelman. 

Ezek a destruktív körülmények azonban nemcsak a geológiai és archeológiai bizonyítékokban, hanem a modern ember genetikájában is megjelennek. 

Még egy 1972-ben elvégzett kutatás kimutatta, hogy fajunk hemoglobin fehérje-diverzitása meglepően alacsony. A szakértők ezt arra vezetik vissza, hogy fajunk egy bizonyos ponton elérte a populáció biológiailag legminimálisabb méretét, amikor a modern emberek csoportja olyan kicsire zsugorodott, hogy elvesztette a genetikai sokféleségét is. 

Az utolsó eljegesedés idején a Toba kitörése átmenetileg tovább rontotta a globális átlaghőmérsékletet    Fotó: PNA

Későbbi tanulmányok becslései szerint ez a szűk keresztmetszet akkor alakulhatott ki, amikor a Homo sapiens populáció mindössze 3000-10 000 egyedre olvadt. E genetikai szűkület kialakulása egybeesik a Toba kitörésével, ami megerősíti azt a feltevést, hogy a szuperkitörés és az ebből fakadó „vulkáni tél” extrém környezeti nyomást okozott, ami majdnem a kihalás szélére sodorta az emberiséget.

Számos rejtélyt rejt még a modern ember története

Nem mindenki ért egyet azonban a Toba-katasztrófaelmélettel. A szkeptikusok azzal érvelnek, hogy a kétségkívül meglévő földtani és ősrégészeti bizonyítékokat helytelenül illesztik össze a Toba-hipotézis hívei.

A Toba kitörésének összetett, de bizonyíthatóan globális kihatásai voltak   Fotó: Authentic Indonesia

 Bár abban csak kevesen kételkednek, hogy a Toba szuperkitörésének globális hatásai voltak, ám néhány klimatológus és földtudós nem támogatja azt az elképzelést, miszerint a kitörés „vulkáni telet” idézett elő, éppen ezért azt is kétségesnek tartják, hogy ez lenne a felelős a Homo sapiens szűk genetikai keresztmetszetért. 

Hasonlóképpen értelmezik a szkeptikusok az afrikai és ázsiai ősrégészeti lelőhelyek leletanyagát is, 

mert ezek azt mutatják, hogy számos Homo populáció fennmaradt a kitörés után, ami pedig azt jelzi, hogy viszonylag közömbösen reagáltak a kataklizmára. Az állatokon elvégzett genetikai vizsgálatok még tovább bonyolítják a képet. Egy 2020-as kutatás, ami minden kontinensen 28 emlősfaj DNS-ét elemezte, kimutatta, hogy csak három faj esetében figyeltek meg olyan változást, amelynek kialakulása időben egybeeshetett a Toba-eseménnyel.

Cro-magnoni vadászok. A modern ember történetében sok még a fehér folt    Fotó: Zdenek Burian

 Ám mindezek ellenére változatlan marad a nagy kérdés: ha nem a Toba, akkor mi okozta a nagyjából a kitöréssel egy időben keletkezett genetikai szűk keresztmetszetet a Homo sapiensnél? Egy kutatócsoport a 2023-ban publikált tanulmányában azt állította, hogy a 74 ezer éve létrejött szűk genetikai keresztmetszetnél sokkal kritikusabb helyzet alakult ki a pleisztocén időszak derekán, a harmadik nagy eljegesedési periódus, a Günz-glaciális idején, 930 és 813 ezer éve, amikor a modern ember közvetlen felmenőjének számító hominida csoport populációja – a kutatócsoport modellszámítása szerint – alig 1280 szaporodóképes egyedre csökkent. Sok tudós azonban ellentmondásosnak tartja a kutatócsoport végkövetkeztetéseit, így továbbra sem tekintik lezártnak a kérdést. Ami viszont kétségtelen tény, hogy a modern ember története tele van nehéz időkkel és még nehezebb, megfejtésre váró nagy rejtélyekkel is.

A Toba szupervulkán:

• 74 ezer éve történt kitörése számít az elmúlt 25 millió év legnagyobb vulkáni katasztrófájának,
• ami globális hőmérséklet csökkenést és ökológiai válságot okozott,
• és ami a kihalás szélére sodorhatta a modern embert, a Homo sapeinst.