Пепельный угар

Масштабные извержения вулканов, вероятно, уничтожат человечество. Вышедшая недавно в Nature статья излагает версию, что это стихийное бедствие истребило флоресских «хоббитов» на десятки тысяч лет раньше, чем считалось. Кого уже убили вулканы и что угрожает человечеству сейчас — разбиралась «Лента.ру».

Вопреки сложившемуся в историческое время стереотипу, извержение вулкана — это не ограниченное небольшой площадью стихийное бедствие, а вполне глобальное событие. Современная цивилизация существует недостаточно долго, чтобы оставить детальные записи извержений супервулканов. Но недавние достижения палеонтологии и археологии способны исправить этот недостаток. И следует отметить, что они рисуют достаточно удручающую картину.

Считаные десятки тысяч лет назад в Европе и Азии происходили извержения колоссальных масштабов. Разливы лавы покрывали сотни квадратных километров, буквально выжигая все живое на своем пути. Еще масштабнее были последствия: толстый слой вулканического пепла засыпал более миллиона квадратных километров. Поскольку под его слоем гибли все растения, а новые годами не могли полностью покрыть слой пепла, фотосинтез на очень больших площадях попросту не происходил, и немногочисленные выжившие животные погибали от бескормицы.

Третьим значимым последствием извержений был неизбежный подъем в стратосферу огромного количества вулканической пыли и выбрасываемого при извержении сернистого ангидрида. И то, и другое эффективно рассеивает солнечный свет. Поскольку дождевые облака в стратосфере не образуются, пыль задерживается там годами, на длительное время снижая количество света, доходящего до поверхности Земли. Наступает так называемая «вулканическая зима» — период, когда среднегодовые температуры могут существенно уступать нормальным.

Томас Сутикна (Thomas Sutikna) и его коллеги из Университета Уоллогонга (Австралия) опубликовали статью в Nature, из которой следует, что известные следы Homo floresiensis исчезают не 12 тысяч лет назад, а намного раньше. Как оказалось, раскопки в пещере Лианг Буа ранее дали ошибочные оценки возраста слоев, в которых были найдены скелеты «хоббитов». По мере расширения площади раскопок удалось выяснить, что возраст слоев у восточного края пещеры такой же, как в центре. За ранние ошибки в датировке отвечали эрозионные процессы, вызвавшие изменения в скорости формирования отложений в разных местах пещеры.

Новые данные указывают, что кости «хоббитов» пропадают из пещеры уже 60 тысяч лет назад, а изготовленные ими орудия — 50 тысяч лет назад. Около того же времени в пещере исчезают и кости стегодона и комодского варана. Авторы работы полагают, что возможная причина — вымирание трех этих островных видов из-за контакта с Homo sapiens, в ту пору мигрировавшего через Флорес или окружающие его острова в Австралию.

Прежде считалось, что Homo floresiensis вымерли после того, как двенадцать тысяч лет назад на Флоресе, насыщенном активными вулканами, случилось извержение локальных масштабов. Для острова площадью менее 14 тысяч квадратных километров могло хватить и этого: практически вся его поверхность в тот момент была покрыта слоем вулканических пород, падавших с неба. Новые данные, однако, косвенно указывают на то, что по численности «хоббитов» был нанесен серьезный удар более ранним извержением супервулкана Тоба, которое случилось на территории современной Индонезии 75 тысяч лет назад.

Даже если «хоббиты» не пострадали от лавы, пепел явно нанес удар по фотосинтезу растений. Резкое «сжатие» всех доступных источников растительной и животной пищи если и не убило человека флоресского, то определенно должно было сократить его численность. Сходная ситуация сложилась после куда более позднего извержения вулкана Тамбора в 1815 году, случившегося на другом малом острове той же Индонезии. Тогда лишь 10-12 тысяч человек погибли непосредственно после события, остальные 50 тысяч умерли куда позднее — от голода (уничтоженные посевы) и болезней, которым ослабленные организмы выживших не могли сопротивляться.

И все же остров Флорес, расположенный на экваторе, смог обеспечить местной флоре и фауне достаточно теплый климат, чтобы пережить последствия вулканической зимы 75-тысячелетней давности. Но на одной удаче трудно выживать вечно: виды, которые не распространяются в пространстве, довольно быстро вымирают от случайных внешних изменений окружающей среды. Так произошло и в этот раз. Прибытие людей современного вида часто совпадает со временем гибели изолированных островных видов, и «хоббиты», которым еще до этого досталось от вулканов, не стали исключением.

Впрочем, вымирание на Флоресе могло быть неполным. Пещера в Лианг Буа могла быть не единственным местом их обитания на острове. Легенды людей, заселивших остров в историческое время, повествуют о неких лесных человекоподобных существах, якобы воровавших детей и замеченных последний раз несколько веков назад. Однако судя по тому, что еще 50 тысяч лет назад «хоббиты» перестали жить в крупных пещерах, численности их определено был нанесен тяжелейший удар, от которого они так и не оправились.

Первые Homo sapiens покинули Африку более 100 тысяч лет назад. Они продвинулись довольно далеко и даже успели скреститься с «гибридными неандертальцами», недавно обнаруженными в алтайской пещере. Однако в генах современных нам людей никаких следов этих первых колонизаторов нет: предки всех живущих покинули африканский континент примерно 50-60 тысяч лет назад.

Примерно 75 тысяч лет назад на острове Суматра произошло извержение супервулкана Тоба, приведшее к возникновению огромной впадины (кальдеры) площадью почти в 1800 квадратных километров, сегодня затопленной водой и ставшей озером. Точный масштаб события не вполне ясен, однако предполагается, что извергнулись тысячи кубических километров пород и не менее 800 кубических километров вулканического пепла — то есть более триллиона тонн довольно мелких частиц.

Для сравнения можно напомнить, что даже по самым радикальным сценариям глобальной ядерной войны в атмосферу поднимутся лишь несколько миллиардов тонн сажи и пепла (не более пяти миллионов тонн на мегатонну мощности взрывов). Так что эффект так называемой ядерной зимы на фоне последствий извержения Тобы выглядит довольно умеренным.

Еще больше ситуацию усугубил фактор, которого ядерное оружие, в отличие от извержений супервулканов, вообще лишено: сернистый ангидрид. Шесть миллиардов тонн выбросов должны были прийтись на сильный антипарниковый газ SO2.

Первым дальнодействующим ударом этого циклопического события, по всей видимости, было цунами, однако куда более впечатляющим стал последующий «дождь» из пепла, прошедший на территории в миллионы квадратных километров. Ветра уносили пепел на восток от современной Индонезии, поэтому сперва не причинили существенного вреда тем гоминидам, которые жили к западу от Суматры. Зато пепел добрался до Восточной Африки — следы его обнаружены даже в озере Малави, в семи тысячах километрах от Тобы.

Археологи фиксируют и выпадение значительного слоя пепла в Индии, рядом с орудиями, по всей видимости, сделанными современным видом человека. Причем такие орудия есть не только до слоя пепла, но и сразу после него, и это означает, что убить первых азиатов вулкан все же не смог.

В то же время есть свидетельства, что диоксид серы в атмосфере все-таки сделал то, чего не смог добиться пепел. Согласно работам Алана Робока (Alan Robock), эффект сильнейшего антипарникового эффекта от газов, выброшенных вулканом, мог привести к падению температуры на поверхности Земли до 15 градусов в сравнении с нормой. С учетом того, что вокруг и так был разгар ледникового периода, резко похолодать могло даже в южной Индии, где, судя по сохранившимся орудиям, древние сапиенсы все же пережили выпадение пепла.

Косвенно подтверждают идеи Робока и данные генетиков. Они утверждают, что шимпанзе, гориллы, борнейские орангутаны, индийские макаки и даже гепарды с тиграми испытали резкое снижение численности популяций в период от 70 тысяч до 55 тысяч лет назад. Это означает, что кризис в биосфере был очень острым. Специализированные лесные обезьяны могли пострадать даже от умеренного снижения продуктивности растений, но быстрые и легко мигрирующие хищники спокойно выдерживали похолодание (тигры и львы после минимальной адаптации легко переносят сибирские холода и сегодня), чтобы резко уменьшить численность, им был нужен более мощный стимул, чем холод, — например, вымирание травоядных на огромной территории.

Не избежал этой участи и быстро распространявшийся конкурент тигров — человек. На период после Тобы генетики относят последнее общее для всех людей «бутылочное горлышко» — резкое уменьшение численности популяции всеобщих предков. По некоторым оценкам, 70 тысяч лет назад на всей планете могли быть лишь пара тысяч мужчин и женщин. Судя по тому, что генетики и выход из Африки датируют более поздним временем, все эти немногочисленные «праотцы» были африканцами, а все современные им люди, жившие перед тем в Азии, просто вымерли.

Событие, отстоящее на 75 тысяч лет в прошлое, было самым близким к вымиранию человечества, поскольку вулканическая зима после Тобы в климатическом плане должна была намного превосходить последствия атомной войны любых мыслимых масштабов. Будь ареал обитания предков человека меньше и располагайся он поблизости от Тобы — и вспоминать трагические события той эпохи пришлось бы уже совсем другим видам рода Homo.

К счастью для людей, это было одно из самых сильных извержений супервулканов за последние десятки миллионов лет. После нее человечество сталкивалось лишь с «игрушечными» извержениями, одним из которых было событие на Флегрейских полях. Место это хоть и находится близ Неаполя, но во время извержения, случившегося 39-40 тысяч лет назад, оказало огромное влияние как минимум на всю Европу.

В его ходе за короткий срок в атмосферу попало 50 кубических километров пепла — то есть десятки миллиардов тонн, или несколько гипотетических глобальных ядерных войн, причем без ПРО и с полным расходованием всех арсеналов. Группа российских ученых, проанализировавшая ситуацию сорокатысячелетней давности в кавказских горах, констатирует: даже растительная пыльца перестала появляться в отложениях, а неандертальцы, ранее населявшие местные пещеры, предпочли их покинуть.

Впрочем, их сородичам-современникам из Иберии «итальянские» события скорее помогли, чем помешали. В момент катастрофы ветер дул на восток, поэтому пепел массово выпадал лишь вдоль линии Неаполь — Румыния — Южный Урал, зато так интенсивно, что на румынских равнинах толщина его слоя превышала метр. Естественно, растения в зоне таких пеплопадов массово погибли, и восстановление местной флоры оказалось довольно долгим процессом. Люди современного типа в своем продвижении на Запад были надолго остановлены мощной полосой покрытого пеплом пространства, тянувшегося на сотни километров. Как полагают авторы недавно вышедшей работы, такая преграда существенно задержала экспансию людей в Западную Европу. Именно этим исследователи объясняют тот факт, что иберийские неандертальцы прожили после извержения на Флегрейских полях еще 10 тысяч лет.

Такие извержения на самом деле довольно скромные явления, которые случаются редко только по меркам мимолетной человеческой жизни. В геологической же истории Земли это лишь малозначительные эпизоды. Достаточно напомнить, что та же Тоба сопровождалась извержением всего лишь 2500 кубических километров материала. А вот 28 миллионов лет назад, когда на территории нынешних США извергался супервулкан Ла Гарита, общий объем выбросов был в два раза больше (пять тысяч кубических километров). Общая энергия этого извержения равнялась четверти миллиона мегатонн тротилового эквивалента. На этом фоне общие разрушительные возможности всего ядерного арсенала современного человечества смотрятся как лук рядом с автоматом Калашникова.

Ни заранее предсказать, ни тем более остановить извержение, подобное Тобе, Ла Гарите или Йеллоустонскому событию (2,1 миллиона лет назад) пока невозможно.

Случись извержение одного из подобных супервулканов сегодня, человечество столкнулось бы с колоссальными разрушениями от лавовых потоков, выпадением слоя пепла толщиной до десятков метров и полной гибелью посевов на миллионах квадратных километров. Еще неприятнее стала бы вулканическая зима, которая и без учета выбросов сернистого ангидрида существенно превзошла бы по масштабам пока еще гипотетическую ядерную зиму.

По всей видимости, супервулканы не извергаются мгновенно, и у большой части населения наверняка будет время эвакуироваться уже после начала разлива лавы. Другим утешающим фактором может быть и то, что ближайшего такого события, скорее всего, придется ждать несколько тысяч лет.

Александр Березин