Katastrofa wulkanu Toba

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
(Przekierowano z Toba (wulkan))
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Mapa reliefowa jeziora Toba położonego w kalderze po erupcji superwulkanu; długość jeziora widocznego na mapie wynosi około 100 km, a szerokość ok. 30 km

Katastrofa wulkanu Tobaerupcja superwulkanu, która miała miejsce około 75 tys. lat temu w miejscu dzisiejszego jeziora Toba na Sumatrze w Indonezji. Była to jedna z największych znanych erupcji na Ziemi. Teoria katastrofy Toba utrzymuje, że to wydarzenie spowodowało globalną wulkaniczną zimę trwającą od sześciu do dziesięciu lat i być może trwający 1000 lat epizod ochłodzenia klimatu.

Azja Południowa – region Azji obejmujący kraje subkontynentu indyjskiego na południe od Himalajów, czyli: Indie, Pakistan, Afganistan, Nepal, Bhutan, Bangladesz oraz wyspiarskie państwa Sri Lankę i Malediwy.Czwartorzęd (Q) – najmłodszy okres ery kenozoicznej, który zaczął się 2,588 mln lat temu z końcem neogenu i trwa do dziś. Dzieli się na:

W 1993 roku dziennikarka naukowa Ann Gibbons zauważyła, że w ewolucji gatunku ludzkiego wąskie gardło wystąpiło około 70 tysięcy lat temu, i zasugerowała, że było to spowodowane erupcją wulkanu Toba. Geolog Michael R. Rampino z New York University i wulkanolog Stephen Self z University of Hawaii w Manoa poparli jej sugestie. W 1998 r. teorię wąskiego gardła rozwinął antropolog Stanley H. Ambrose z University of Illinois w Urbanie i Champaign. Jakkolwiek sam fakt wybuchu nie budzi kontrowersji, to jego związek z efektem wąskiego gardła w ewolucji człowieka, jak i teoria globalnego ochłodzenia po tym wybuchu są jednak bardzo kontrowersyjne. Wydarzenie w Toba jest jedną z najdokładniej zbadanych supererupcji.

Efekt wąskiego gardła (ang. bottleneck – szyjka butelki) – jeden z mechanizmów neutralnych ewolucji. U podłoża efektu wąskiego gardła leży kataklizm, katastrofa (np. choroba, susza, powódź itp.), szczególnie gdy wraz z uprzednim spadkiem entropii w populacji (np. poprzez hierarchizację, uniformizację, odróżnorodnienie, usamopodobnienie, kompresję), mechanizmem przeciwdziałającym jest wcześniejsza egalitaryzacja strukturalna wraz ze wzrostem entropii, różnorodności populacji. Liczebność populacji po katastrofie zmniejsza się, a zatem zmienia się pula genowa populacji (osobniki, które przetrwały kataklizm nie mają wszystkich genów tworzących pulę genową całej populacji, a na pewno nie w tych samych proporcjach). Wąskie gardło powoduje zmniejszenie różnorodności genetycznej oraz zmianę częstotliwości alleli; po wzroście liczebności populacji ze względu na nowe mutacje zwiększa się również jej różnorodność genetyczna. Efektowi temu ulega cała populacja w odróżnieniu od efektu założyciela.Ostatni wspólny przodek — ostatni organizm, od którego pochodzą wszystkie organizmy z danej grupy (kladu). Z części jego bezpośredniego potomstwa wywodzą się niektóre z tych organizmów, z innej części pozostałe.

Supererupcja[ | edytuj kod]

Wybuch wulkanu miał miejsce w obecnej lokalizacji jeziora Toba w Indonezji, około 75.000±900 lat temu (według datowania metodą argonowo-potasową) (niektóre źródła wskazują przedział 73.880±320 lat temu). Erupcja ta była ostatnią i największą z czterech erupcji Toba w okresie czwartorzędu, dającą się również zdiagnozować na podstawie pozostałości najmłodszych opadów popiołów wulkanicznych w tufie Toba. Szacowany wskaźnik eksplozywności tej erupcji wynosił 8 (jest to najwyższy poziom spośród wszystkich znanych erupcji na Ziemi). Wybuch znacząco przyczynił się do powstania kaldery, której kompleks ma obecnie rozmiary około 100 × 30 km. Ekwiwalentna objętość wyrzuconych w wyniku wybuchu skał (DRE – dense rock equivalent) szacuje się od 2 do 3 tysięcy km³ – (najczęstszym oszacowaniem DRE jest 2800 km³, czyli około 7×10 kg – 7000 miliardów ton) wybuchającej magmy, z czego 800 km³ opadło na ziemię w postaci popiołu.

Linia wiecznego śniegu, granica wiecznego śniegu, granica wieloletniego śniegu – wysokość, wyrażona w metrach n.p.m., powyżej której opad śniegu przewyższa jego topnienie w bilansie rocznym. W sprzyjających warunkach topograficznych powyżej tej granicy mogą powstawać pola firnowe lodowców (zobacz też: linia równowagi bilansowej), w tym wypadku stanowi ona dolną granicę pola firnowego. Położenie granicy wieloletniego śniegu zależy głównie od czynników:Efektywna wielkość populacji – wielkość odpowiadająca liczebności populacji, w której wszystkie osobniki przystępują do rozrodu i która zachowuje się pod względem dryfu genetycznego tak samo, jak analizowana rzeczywista populacja.

Masa wyrzucona przez wulkan była 100 razy większa niż największa erupcja wulkanu w najnowszej historii – erupcja góry Tambora w Indonezji w 1815 r., która spowodowała „Rok bez lata” w 1816 r. na półkuli północnej. Popioły z Toby osiadły w całej Azji Południowej warstwą grubości 15 cm. Popiół wulkaniczny osiadł również w Oceanie Indyjskim, Morzu Arabskim i Morzu Południowochińskim. Głębinowe rdzenie wydobyte z Morza Południowochińskiego rozszerzyły znany zasięg erupcji, co sugeruje, że szacowanie DRE na 2800 km³ jest wartością minimalną lub nawet niedoszacowaną.

Science – recenzowane czasopismo naukowe wydawane przez American Association for the Advancement of Science. Ukazuje się jako tygodnik ilustrowany.Człowiek rozumny (Homo sapiens) – gatunek ssaka z rodziny człowiekowatych (Hominidae), jedyny występujący współcześnie przedstawiciel rodzaju Homo. Występuje na wszystkich kontynentach.

Modele zimy wulkanicznej i globalnego ochłodzenia[ | edytuj kod]

Zawartość izotopów w rdzeniach lodowych pobranych na Antarktydzie (δH, wykres górny) i na Grenlandii (δO, wykres dolny) na przestrzeni ostatnich 140 tys. lat; na dolnym wykresie widoczne wyraźne obniżenie ok. 75 tys. lat temu.

Geolog Michael R. Rampino i wulkanolog Stephen Self twierdzą, że erupcja spowodowała „krótkie, dramatyczne ochłodzenie lub «wulkaniczną zimę»”, co spowodowało spadek średniej globalnej temperatury powierzchni o 3–5 °C. Badania rdzeni lodowych Grenlandii wskazują na 1000-letni okres obniżonego współczynnika δO (wyraźnie widoczny na wykresie obok) i zwiększonego osadzania się pyłu bezpośrednio po erupcji. Erupcja mogła spowodować ten 1000-letni okres niższych temperatur (stadiał), z którego dwa stulecia można by tłumaczyć utrzymaniem się obciążenia stratosferycznego po wybuchu Toba. Rampino i Self twierdzą, że globalne ochłodzenie już trwało w momencie erupcji, ale proces był powolny; Tuf z Toba mógł wywołać dodatkowy impuls, który spowodował przyspieszenie zmian w kierunku ochłodzenia klimatu. Chociaż Clive Oppenheimer odrzuca hipotezę, że wybuch wywołał ostatnie zlodowacenie (podobnie jak Robock), ale zgadza się, że mógł on być odpowiedzialny za tysiąc lat chłodnego klimatu przed 19. cyklem Dansgaard–Oeschger.

Morze Południowochińskie, (chiń. 南海 Nán Hǎi, wietn. Biển Đông, indonez., malajskie Laut Tiongkong Selatan, khmerskie Samot Czen, ang. South China Sea) – morze przybrzeżne w zachodniej części Oceanu Spokojnego.Zlodowacenie północnopolskie, zlodowacenia północnopolskie, ostatnie zlodowacenie – najmłodsze ze zlodowaceń plejstoceńskich. Trwało od 115 tys. lat temu do 11,7 tys. lat b2k (przed rokiem 2000). Poprzedza je interglacjał eemski, a po nim nastąpił holocen – interglacjał współczesny. Ostatnie zlodowacenie jest różnie nazywane, w zależności od regionów geograficznych: w północnej Europie Środkowej jest to zlodowacenie północnopolskie (zlodowacenie bałtyckie, Wisły lub Vistulian, Wisła, wisła), w systemie alpejskim – Würm, w Ameryce Północnej – Wisconsin.

Według Alana Robocka, który również publikował artykuły o nuklearnej zimie, erupcja wulkanu Toba nie przyspieszyła ostatniego okresu lodowcowego. Jednak, przy założeniu emisji 6 miliardów ton dwutlenku siarki, jego symulacje komputerowe wykazały, że maksymalne globalne chłodzenie wynoszące około 15 °C występowałoby przez trzy lata po wybuchu i że ochłodzenie trwać mogło dziesięciolecia, niszcząc życie. Ponieważ gradient wilgotnoadiabatyczny wynosi 4,9 °C/1000 m dla temperatur powyżej zera, to linia drzew i linia śniegu znajdowałaby się około 3000 metrów niżej, niż obecnie. Klimat poprawił się w ciągu kilku dziesięcioleci, a Robock nie znalazł dowodów na to, że 1000-letni okres chłodów obserwowany w zapisach rdzenia lodowego Grenlandii był wynikiem erupcji Toba. Natomiast Oppenheimer uważa, że szacunki spadku temperatury powierzchni o 3–5 °C są prawdopodobnie zbyt wysokie, i sugeruje, że temperatury spadły tylko o 1 °C. Robock skrytykował analizę Oppenheimera, argumentując, że opiera się ona na uproszczonych relacjach standaryzacji.

Uniwersytet Nowojorski (ang. New York University) (NYU) – największa szkoła wyższa w Nowym Jorku i jedna z największych w USA. Główny kampus uniwersytetu znajduje się w Greenwich Village na Manhattanie. NYU został założony w 1831 przez Alberta Gallatina i grupę prominentnych nowojorczyków, stał się największym prywatnym uniwersytetem non-profit w Stanach. Uczelnia składa się z 14 szkół, college’ów i wydziałów skupionych w 6 częściach Manhattanu. NYU posiada także oddziały zagraniczne w Londynie, Paryżu, Pradze, Berlinie, Ghanie, Madrycie i Szanghaju. DNA mitochondrialny, mtDNA, mDNA – materiał genetyczny w postaci kolistego DNA znajdujący się w macierzy mitochondrium (łac. matrix). Obecność DNA tłumaczona jest teorią endosymbiotycznego pochodzenia tych organelli.

Pomimo tych różnych szacunków naukowcy zgadzają się, że supererupcja Toba musiała doprowadzić do bardzo rozległych osadów warstw popiołu i wprowadzenia do atmosfery ogromnej ilości szkodliwych gazów, co miało wpływ na pogodę i klimat całego globu. Ponadto dane z rdzeni lodowych Grenlandii pokazują nagłą zmianę klimatu w tym czasie, choć nie ma zgody na hipotezę, że erupcja bezpośrednio spowodowała 1000-letni zimny okres obserwowany na Grenlandii lub wywołała ostatnie zlodowacenie.

Helicobacter pylori (w skrócie Hp, dawna nazwa Campylobacter pylori) – gram-ujemna bakteria o helikalnym kształcie, zaliczana do pałeczek. Światowa Organizacja Zdrowia szacuje, że zainfekowanych tą bakterią jest ok. 70% ludzi w krajach rozwijających się i ok. 30% w krajach rozwiniętych. Jej obecność zwiększa ryzyko wystąpienia takich schorzeń jak zapalenie żołądka typu B (mogące prowadzić do powstania nowotworu) i wrzody trawienne. Obecnie wiadomo, że H. pylori odpowiada w przybliżeniu za 80% przypadków choroby wrzodowej żołądka i 90% przypadków choroby wrzodowej dwunastnicy. Jednakże u większości zakażonych osób choroba nie rozwija się; wysunięto wiele hipotez wyjaśniających ten fakt, ale żadna z nich nie uzyskała powszechnej aprobaty. Uważa się, że helikalny kształt bakterii (od którego wzięła się nazwa rodzaju) ma jej ułatwiać ruch w warstwie śluzu.Uniwersytet Harvarda (ang. Harvard University) powstał 8 września 1636 jako Harvard College w Newtown (wówczas w Kolonii Zatoki Massachusetts, obecnie Cambridge) koło Bostonu jako pierwszy uniwersytet na terenie kolonii brytyjskich w Ameryce Północnej.

Dane fizyczne zaprzeczające hipotezie o zimie wulkanicznej[ | edytuj kod]

Naukowcy kierowani przez Christine Lane z University of Cambridge w 2013 r., donieśli o znalezieniu mikroskopijnej warstwy szklistego popiołu wulkanicznego w osadach jeziora Malawi i ostatecznie powiązali popiół z supererupcją Toba sprzed 75 tys. lat. Zbadawszy glinki okrzemkowe z przewagą Aulacoseira, nie stwierdzili zmian w składzie osadu, czego można się spodziewać po ostrej wulkanicznej zimie. Doszli do wniosku, że największa znana erupcja wulkanu w historii gatunku ludzkiego nie wpłynęła znacząco na klimat Afryki Wschodniej, co wywołało krytykę ze strony Richarda Robertsa.

Granica drzew – skrajne środowisko, w którym warunki dla życia są tak ciężkie, że rosną tam tylko krzewy i trawy. Drzewa w tych miejscach nie są w stanie się utrzymać ze względu na silne wiatry, niskie temperatury, brak opadów, częste pożary, silna presja zwierząt itp. Często czynniki te synergistycznie współdziałają. Środowisko takie występuje typowo na stokach wysokich gór (górna granica lasu), w strefie arktycznej i antarktycznej oraz ma granicy stepów i półpustyń.PMID (ang. PubMed Identifier, PubMed Unique Identifier) – unikatowy identyfikator przypisany do każdego artykułu naukowego bazy PubMed.

Lane wyjaśniła: „Przeanalizowaliśmy preparaty mikroskopowe w odstępach 2 mm, odpowiadających rozdzielczości poniżej dekady, a skany fluorescencji rentgenowskiej wykonywane w odstępach 200 µm odpowiadają rozdzielczości poniżej roku. Nie zauważyliśmy też wyraźnych zmian w składzie osadu, czy proporcji żelaza i tytanu w nim zawartych, co sugeruje, że bezpośrednio po wybuchu wulkanu Toba nie doszło do przemieszania się warstw wody z powodów termicznych”. W 2015 r. Nowe badanie klimatu Afryki Wschodniej potwierdziło wniosek Ch. Lane, że „nie było znaczącego ochłodzenia związanego z wulkanem Toba”.

Ewolucja (łac. evolutio – rozwinięcie, rozwój) – ciągły proces, polegający na stopniowych zmianach cech gatunkowych kolejnych pokoleń wskutek eliminacji przez dobór naturalny lub sztuczny części osobników (genotypów) z bieżącej populacji. Wraz z nowymi mutacjami wpływa to w sposób ciągły na bieżącą pulę genową populacji, a przez to w każdym momencie kształtuje jej przeciętny fenotyp. Zależnie od siły doboru oraz szybkości wymiany pokoleń, po krótszym lub dłuższym czasie, w stosunku do stanu populacji wyjściowej powstają tak duże różnice, że można mówić o odrębnych gatunkach.Erupcja wulkanu, wybuch wulkanu (drugie określenie, ściślej to: gwałtowna erupcja, w praktyce używane jako synonim erupcji) – zjawisko wydostawania się na powierzchnię Ziemi lub do atmosfery jakiegokolwiek materiału wulkanicznego (magmy, materiałów piroklastycznych, substancji lotnych: gazów, par).


Podstrony: 1 [2] [3] [4] [5]




Warto wiedzieć że... beta

Orangutan borneański (Pongo pygmaeus) – jeden z dwóch gatunków orangutana. Endemiczny dla Borneo. Większy niż orangutan sumatrzański.
Grenlandia (gren. Kalaallit Nunaat, duń. Grønland) – autonomiczne terytorium zależne Danii położone na wyspie o tej samej nazwie w Ameryce Północnej, o obszarze 2175,6 tys. km² (największa wyspa na świecie), pokrytej w 84% przez lądolód (341,7 tys. km² jest wolnych od lodu) i o ludności 57 695 (według stanu z lipca 2012). Przeważającą część (89%) mieszkańców Grenlandii stanowią Inuici.
Niasa, Malawi – jezioro pochodzenia tektonicznego, położone w południowo-wschodniej Afryce. Jego wody podzielone są pomiędzy trzy państwa: Malawi, Tanzanię i Mozambik. Położone jest najbardziej na południe spośród wszystkich jezior Wielkich Rowów Afrykańskich. Jezioro otoczone jest przez wysokie góry dochodzące do 3000 m. Odpływ wód z jeziora następuje poprzez rzekę Shire - dopływ Zambezi. Na jeziorze znajduje się wiele wysp; największe z nich to Likoma i Chizumulu.
Gepard grzywiasty, gepard (Acinonyx jubatus) – gatunek drapieżnego ssaka z rodziny kotowatych (Felidae). Jest jedynym żyjącym przedstawicielem rodzaju Acinonyx Brookes, 1828.
Metoda potasowo-argonowa (K-Ar) – metoda stosowana do datowania skał o wieku setek tysięcy lub milionów lat. Została opracowana w latach pięćdziesiątych XX wieku. Dopuszczalny błąd chronologiczny tej metody wynosi maksymalnie 10%.
Homo – rodzaj ssaków naczelnych z rodziny człowiekowatych (Hominidae) obejmujący współcześnie występującego człowieka rozumnego (Homo sapiens) oraz blisko z nim spokrewnione formy wymarłe, m.in. Homo habilis, nazywanego człowiekiem zręcznym, Homo erectus, nazywanego człowiekiem wyprostowanym, i neandertalczyka, nazywanego człowiekiem neandertalskim. Przedstawiciele tego rodzaju charakteryzowani są względnie dużą pojemnością puszki mózgowej, przystosowaniem do utrzymywania wyprostowanej postawy ciała i dwunożnego chodu, całkowicie przeciwstawnym kciukiem oraz dłońmi zdolnymi do precyzyjnego chwytu umożliwiającego wytwarzanie narzędzi.
Prehistoryczne wędrówki ludzkości – wędrówki wczesnych form człowieka rozumnego (Homo sapiens) od początku jego pojawienia się na Ziemi do czasów uznawanych za początki cywilizacji.

Reklama