Gamle vulkanudbrud ødelagde ozonlaget

Et katastrofalt fald i atmosfæriske ozonniveauer omkring troperne har sandsynligvis bidraget til en flaskehals i den menneskelige befolkning omkring 60 til 100, 000 år siden, har et internationalt forskerhold foreslået. Ozontabet, udløst af udbruddet af Toba-supervulkanen i det nuværende Indonesien, kan løse et evolutionært puslespil, som forskere har debatteret i årtier.

"Toba har længe været anført som en årsag til flaskehalsen, men indledende undersøgelser af klimavariablerne temperatur og nedbør gav ingen konkrete beviser for en ødelæggende effekt på menneskeheden, " siger Sergey Osipov ved Max Planck Institute for Chemistry, som arbejdede på projektet sammen med KAUSTs Georgiy Stenchikov og kolleger fra King Saud University, NASA og Max Planck Institute for Chemistry.

"Vi gør opmærksom på, at i troperne, ultraviolet (UV) stråling nær overfladen er den drivende evolutionære faktor. Klima bliver mere relevant i de mere flygtige områder væk fra troperne, " siger Stenchikov.

Store vulkanudbrud udsender gasser og aske, der skaber et sollysdæmpende aerosollag i stratosfæren, forårsager afkøling på jordens overflade. Denne "vulkaniske vinter" har flere afsmittende effekter, såsom køligere oceaner, forlængede El Niño -begivenheder, afgrødesvigt og sygdom.

"Ozonlaget forhindrer, at høje niveauer af skadelig UV-stråling når overfladen, " siger Osipov. "For at generere ozon fra ilt i atmosfæren, fotoner er nødvendige for at bryde O2-bindingen. Når en vulkan frigiver store mængder svovldioxid (SO ₂ ), den resulterende vulkanske fane absorberer UV-stråling, men blokerer for sollys. Dette begrænser dannelsen af ​​ozon, skabe et ozonhul og øge chancerne for UV-stress."

Teamet undersøgte UV -strålingsniveauer efter Toba -udbruddet ved hjælp af ModelE -klimamodellen udviklet af NASA GISS (Goddard Institute for Space Studies). De simulerede de mulige eftervirkninger af forskellige størrelser af udbrud. At køre en sådan model er beregningskrævende, og Osipov er taknemmelig for brugen af ​​KAUSTs supercomputer, Shaheen II, og tilhørende ekspertise.

Deres model antyder, at Toba SO ₂ skyen udtømte det globale ozonniveau med så meget som 50 procent. Desuden, de fandt ud af, at virkningerne på ozon er betydelige, selv under relativt små udbrudsscenarier. De resulterende sundhedsrisici fra højere UV-stråling ved overfladen ville have påvirket menneskets overlevelsesrater betydeligt.

"UV-stresseffekterne kan ligne eftervirkningerne af en atomkrig, " siger Osipov. "F.eks. afgrødeudbytter og havproduktivitet ville falde på grund af UV -steriliseringseffekter. At gå udenfor uden UV-beskyttelse vil forårsage øjenskader og solskoldning på mindre end 15 minutter. Over tid, hudkræft og generel DNA-skade ville have ført til befolkningsnedgang."