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Hace unos 74.000 años, una "supererupción" en la isla de Sumatra, Indonesia, arrojó unos 5.000 kilómetros cúbicos de magma. Esta fue la erupción de Toba, la erupción volcánica más grande de los últimos 2 millones de años. Para poner en perspectiva 5.000 kilómetros cúbicos de magma, esto es más de cien veces más grande que la erupción del Krakatoa de 1883, e incluye suficiente ceniza para cubrir todo el Reino Unido con una profundidad de aproximadamente 1 milímetro.

La erupción ocurrió en un momento crítico de la evolución humana cuando el Homo sapiens estaba a punto de expandirse más allá de África. El azufre liberado por erupciones explosivas puede enfriar temporalmente el clima de la Tierra. Algunos científicos incluso han argumentado que el azufre liberado por Toba alteró el clima lo suficiente como para crear un "invierno volcánico" que creó un cuello de botella en la población humana, con solo unos 10,000 individuos sobrevivientes.

Sin embargo, estas ideas son controvertidas y fuertemente discutidas. Evidencia reciente de sitios arqueológicos en el sur de África sugiere que los humanos realmente prosperaron durante la erupción. Y la evidencia conservada en los lechos de los lagos africanos también apunta a consecuencias climáticas sorprendentemente modestas de la erupción de Toba a pesar de su tamaño.

Para comprender mejor los efectos climáticos de Toba, nos asociamos con colegas del Centro Nacional de Investigación Atmosférica de EE. UU. para usar una gran cantidad de simulaciones de modelos climáticos para ver cómo la temperatura y la lluvia cambian después de una erupción del tamaño de Toba que podría haber variado alrededor del mundo. mundo. Nuestros resultados fueron publicados recientemente en la revista PNAS.

El monte Pinatubo en Filipinas entra en erupción en junio de 1991. RS Culbreth / Guardia Nacional de Kentucky / flickr

Las poderosas erupciones volcánicas explosivas pueden inyectar grandes cantidades de dióxido de azufre a decenas de kilómetros de altura en la atmósfera, donde el gas se transforma en pequeñas gotas reflectantes conocidas como aerosoles de sulfato. Estas gotitas pueden permanecer en la atmósfera durante uno o dos años. Mientras están en el aire, actúan como billones de diminutos espejos que reflejan algo de la luz solar hacia el espacio, enfriando la Tierra en el proceso. Los cambios en la temperatura de la superficie, a su vez, pueden provocar cambios en las precipitaciones.

Los científicos han observado esto en acción en erupciones más recientes, como la del Monte Pinatubo en Filipinas en 1991, que enfrió el planeta hasta 0,5 °C durante algunos años. Los satélites rastrean los aerosoles de sulfato del Monte Pinatubo y otras erupciones explosivas a medida que se propagan y eventualmente se desvanecen. Esta perspectiva satelital proporciona una medida clara de cuánto azufre llega a la atmósfera superior de cada erupción.

Para erupciones como Toba, que tuvo lugar mucho antes de que los humanos aprendieran a monitorear nuestro planeta con satélites, la imagen es más turbia. La cantidad de azufre que liberó la erupción es muy incierta. Una explicación de los efectos ambientales apagados de Toba que se observan en los registros arqueológicos y geológicos de África es que la erupción liberó poco azufre junto con todo ese magma, efectivamente todo corteza, con muy poco mordisco. En nuestro estudio, consideramos otra posibilidad: que Toba afectara el clima, solo que no en los lugares que los científicos estaban buscando.

Algunas regiones se resguardaron de lo peor

Los efectos climáticos de las erupciones volcánicas pueden diferir sustancialmente en diferentes áreas del mundo. Esto depende de dónde tiene lugar la erupción, qué tan alto en la atmósfera se inyecta el azufre, la época del año de la erupción y el estado en que se encuentra el clima de la Tierra cuando ocurre la erupción. Para Toba, se conoce la ubicación: la erupción dejó un lago de 100 kilómetros de largo en Indonesia, mientras que los científicos también tienen una buena estimación de la altitud alcanzada por los gases y las cenizas que Toba liberó. Pero, además de las incertidumbres con respecto a la magnitud de las emisiones de azufre, tampoco se conocen la estación y el clima de fondo.

El lago Toba se encuentra entre los lagos de cráteres volcánicos más grandes del mundo. Google Earth, CC BY-SA

Por lo tanto, ejecutamos docenas de simulaciones por computadora del impacto climático de Toba, en las que variamos estos parámetros desconocidos para comprender los patrones de enfriamiento y cambio de lluvia en diferentes regiones. También incluimos diferentes niveles de liberación de azufre, incluido un escenario en el peor de los casos que nos permitió ver la probabilidad de que algunas regiones pudieran haber estado protegidas del enfriamiento severo incluso en este escenario.

Descubrimos que incluso en el peor de los casos para las emisiones de azufre, la erupción de Toba habría tenido un efecto relativamente leve en el clima de África. Las simulaciones de nuestro modelo predicen un enfriamiento en el hemisferio norte de al menos 4 °C con un pico en uno o dos años justo después de la erupción, con un enfriamiento regional de hasta 10 °C, según la cantidad de azufre emitida.

Probabilidad de un enfriamiento de al menos 4 °C si las emisiones de azufre de Toba fueran relativamente pequeñas (izquierda) o grandes (derecha). Aunque gran parte del mundo de repente se volvió mucho más frío, el cambio climático fue menos severo en el África subsahariana. Black et al (2021), proporcionado por el autor

En contraste, incluso con la mayor cantidad de azufre emitido, es poco probable que el enfriamiento en el hemisferio sur, incluidas las regiones de África pobladas por humanos primitivos, supere los 4 °C. Junto con los datos arqueológicos que sugieren que la actividad humana en África continuó sin interrupciones durante la erupción y la evidencia de cambios ambientales limitados, nuestro trabajo no respalda la noción de una crisis global en la evolución humana precipitada por Toba.

Nuestros parientes cercanos, los neandertales y los denisovanos, en Europa del Este y Asia podrían haber tenido menos suerte. Nuestras simulaciones predicen que habrían estado sujetos a un enfriamiento particularmente severo.

El estudio de erupciones volcánicas pasadas ayudará en última instancia a mitigar los efectos de futuras erupciones explosivas grandes. Las erupciones que se acercan al tamaño de Toba son extremadamente raras: ocurren en promedio menos de una vez cada millón de años. Pero aunque pueden ser raros, descubrir las consecuencias climáticas de tales erupciones es fundamental para comprender los peligros que representan en comparación con erupciones más frecuentes y de menor magnitud. Después de todo, incluso las erupciones mucho más pequeñas que Toba todavía tienen el potencial de afectar dramáticamente a la sociedad humana en todo el mundo hoy.

¿Sigue activo el volcán Toba?

Volcán Toba Aún Activo; Acumulación de magma en curso y puede entrar en erupción sin advertencias. Los exámenes del volcán Toba fueron posibles gracias a las composiciones químicas de los minerales llamados circones, que fueron arrojados durante la erupción.

Lo que sucedió durante la erupción de Toba

La masa en erupción de Toba depositó una capa de ceniza de unos 15 centímetros (6 pulgadas) de espesor sobre todo el sur de Asia. También se depositó un manto de ceniza volcánica sobre el Océano Índico, el Mar Arábigo y el Mar de China Meridional.

¿Cómo sobrevivieron los humanos a la erupción de Toba?

Se dice que los pocos Homo sapiens que sobrevivieron en África sobrevivieron mediante el desarrollo de sofisticadas estrategias sociales, simbólicas y económicas que les permitieron finalmente volver a expandirse y poblar Asia hace 60.000 años en una única y rápida ola a lo largo de la costa del Océano Índico.

¿Toba causó la edad de hielo?

Los resultados del estudio combinado, publicado en el Journal of Geophysical Research, muestran que la erupción de Toba probablemente no habría iniciado una edad de hielo.

Video: toba eruption