Супервулкан Тоба 74 тысячи лет назад навредил обитателям тропиков разрушением озонового слоя
Ученые уточнили модель климатических изменений, спровоцированных извержением индонезийского супервулкана Тоба около 74 тысяч лет назад. Оценка истощения озонового слоя, вызванного выбросом сернистого газа и его преобразованием в сульфатный аэрозоль, показала, что населявшие тропический пояс популяции, в том числе и ранние сапиенсы, могли серьезно пострадать не от похолодания, а вследствие экстремального ультрафиолетового облучения. О результатах исследования сообщает статья в журнале Communications Earth & Environment.
Расположенный на севере острова Суматра вулкан Тоба входит в
состав Зондской дуги, образованной субдукцией Индо-Австралийской тектонической
плиты под южный край плиты Сунда. Погружающаяся океаническая литосфера несет в
своем составе много гидратированных осадков, и при ее разрушении на глубине около
150 километров высвобождается большое количество воды.
В то же время хорошо
развитый слой континентальной коры на плите Сунда (в районе Тоба ее мощность
достигает 38 километров) препятствует выходу магмы на поверхность и приводит к
образованию обширного магматического очага. Его содержимое обогащено летучими
(вода) и кислыми (кремнезем, поступающий за счет частичного плавления пород подошвы
континентального слоя) компонентами, поэтому опорожнение этого магматического
очага происходит путем периодических мощных взрывных извержений. В одной из
таких точек и сформировался вулкан Тоба.
Ныне Тоба представляет собой огромную, частично заполненную
озером кальдеру площадью 1775 квадратных километров. Она образовалась в
результате серии эруптивных извержений, последнее из которых, случившееся
приблизительно 74000 лет назад, считается крупнейшим вулканическим событием
плейстоцена. Объем продуктов извержения составил не менее 2,8 тысяч кубических
километров, из которых 800 кубических километров выпало в виде пепла. Пепел
Тоба обнаружен в Южной Азии (В Индии мощность его слоя достигает шести метров),
в отложениях Южно-Китайского и Аравийского морей и Индийского океана и даже в
Восточной Африке.
С извержением Тоба ученые связывают наступление вулканической зимы — общего снижения температуры, вызванного экранирующим эффектом от выброшенных в стратосферу частиц пепла и сернистого газа. Согласно одной из гипотез, опирающейся на данные изотопного анализа ледяных кернов из Гренландии, его воздействие на глобальный климат было настолько сильным, что спровоцировало очередное похолодание в рамках последней ледниковой эпохи. Однако оценки величины похолодания сильно расходятся: ряд исследователей полагают, что температура на третий год после извержения могла снизиться не более чем на один градус, другие ученые допускают, что ее падение составило от трех до пяти градусов. Высказывалось даже предположение об экстремальном похолодании на 8–17 градусов, повлекшем серьезные последствия для земной биосферы. Одним из таких последствий, по мнению исследователей, могло стать критическое уменьшение популяции
Однако после обнаружения микроскопического слоя тефры вулкана Тоба в донных отложениях озера Ньяса (Малави) в Восточной Африке возникли сомнения в глобальном характере влияния Тоба на биосферу в целом и на человеческую популяцию в частности. Непосредственно над слоем частиц пепла ученые не зафиксировали изменений ни в составе органических осадков, ни в количестве серы и пришли к выводу, что извержение практически не отразилось на экологической обстановке в Африке, а значит, и не повлияло на генетическую историю человечества.
Группа исследователей из Германии, Саудовской Аравии и США во главе с Сергеем Осиповым (Sergey Osipov) из Института химии Общества Макса Планка в Майнце поставила задачей установить, какое воздействие оказали вулканические продукты Тоба на состояние озонового слоя земной стратосферы. Озон образуется главным образом в тропиках в результате фотолиза двухатомного кислорода ультрафиолетовым излучением Солнца с длинами волн менее 240 нанометров, а распадается большей частью в полярных регионах при поглощении лучей с длинами волн от 200 до 315 нанометров.
Это перемещение подчиняется меридиональной зимней циркуляции Брюера-Добсона. Благодаря образованию и распаду молекул озона в нижнем слое стратосферы блокируется наиболее жесткая и биологически опасная часть солнечного ультрафиолета. Однако рассеянные в стратосфере продукты вулканизма — частицы пепла, сернистый газ и производные от него аэрозоли нарушают озон-кислородный цикл. Влияние выбрасываемых при извержении галогенов в исследовании не учитывалось.
Опираясь на химико-климатическую модель атмосферы ModelE, разработанную в
Институте космических исследований имени Годдарда, и на оценку величины выброса
диоксида серы, на два порядка превышающую поступление этого газа при извержении
Пинатубо, ученые смоделировали его воздействие на атмосферный озон. Оно
изменяется с течением времени в зависимости от того, какая доля SO2 окислилась и
образовала рассеивающий излучение сульфатный аэрозоль. Меридиональное
распространение компонентов вулканического шлейфа происходит согласно
циркуляции Брюера-Добсона — от экваториальной области, где он образовался, к высоким
широтам.
Из-за асимметрии в распределении суши эта циркуляция действует сильнее
в Северном полушарии, поэтому здесь последствия извержения должны проявиться в
большей мере.
Диоксид серы, подобно озону, сильно поглощает ультрафиолет,
причем спектры поглощения обоих газов имеют пики в одной и той же части
диапазона — на длинах волн от 190 до 220 нанометров. Поэтому он блокирует
фотолиз озона. С другой стороны, окисление двуокиси серы приводит к появлению в
шлейфе мелкодисперсного сернокислотного аэрозоля с высоким значением оптической
толщины, который отражает часть солнечной радиации в космос и препятствует
регенерации озона. Моделирование показало, что пиковый уровень истощения
озонового слоя (в среднем на 20 процентов, а в экваториальных широтах — вдвое,
с 250 до 125 единиц Добсона) наступил через полгода после извержения Тоба. Но
вулканический шлейф, экранируя поверхность Земли от ультрафиолета, смягчил
негативные для биосферы последствия нарушения озон-кислородного цикла,
благодаря чему УФ-индекс в тропиках в начальный период существования шлейфа не поднимался
выше 12.
Ситуация изменилась, когда стратосферная циркуляция сместила шлейф в более высокие широты, особенно в Северном полушарии. Уже через девять месяцев после извержения большая часть диоксида серы в облаке преобразовалась в аэрозоль, блокирующий поступление солнечного света, что понизило температуры в средних широтах, и без того охваченных похолоданием ледниковой эпохи. Таким образом, моделирование объяснило отсутствие следов падения температуры в экваториальном регионе, в кернах из озера Ньяса, — здесь похолодания не произошло. Однако недостаток озона в тропиках должен был привести к кратковременному, но экстремальному скачку УФ-индекса до значения 28. В отложениях глубоководного озера следы этого события могли не сохраниться.
Состояние озонового слоя над низкими широтами
нормализовалось приблизительно через три года. За это время от воздействия
жесткого ультрафиолета не могли не пострадать населяющие тропический регион
виды, в том числе и ранние сапиенсы. Усиление
канцерогенеза, подавление иммунной системы и общее повреждение ДНК должны были
привести к значительной убыли численности человеческих популяций, а глазные
заболевания и ожоги кожи в сочетании с нехваткой пищи — еще более осложнить
выживание.
Ранее ученые рассказали о том, как последнее извержение Йеллоустонского супервулкана спровоцировало целых два резких похолодания, объяснили, почему затенение Земли аэрозолями не станет эффективным средством против глобального потепления, и сообщили о постепенном восстановлении озонового слоя.
Винера Андреева
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Ученые предупредили об угрозе катастрофического извержения супервулкана
https://ria.ru/20210903/supervulkan-1748532725.html
Ученые предупредили об угрозе катастрофического извержения супервулкана
Ученые предупредили об угрозе катастрофического извержения супервулкана — РИА Новости, 03.09.2021
Ученые предупредили об угрозе катастрофического извержения супервулкана
Геологи, изучающие дремлющий супервулкан Тоба на острове Суматра в Индонезии, обнаружили признаки того, что в его недрах продолжается накопление магмы.
Об этом… РИА Новости, 03.09.2021
2021-09-03T12:54
2021-09-03T12:54
2021-09-03T18:56
наука
индонезия
суматра
земля — риа наука
геология
вулканы
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e5/09/03/1748509996_0:63:800:513_1920x0_80_0_0_380cfab88795d7e0c07335483ffbf5db.jpg
МОСКВА, 3 сен — РИА Новости. Геологи, изучающие дремлющий супервулкан Тоба на острове Суматра в Индонезии, обнаружили признаки того, что в его недрах продолжается накопление магмы. Об этом свидетельствует медленный подъем купола застывшей лавы в кальдере вулкана. Результаты исследования опубликованы в журнале Communications Earth & Environment.Извержение любого из супервулканов, которых на Земле в настоящее время существует около двух десятков, может не только спровоцировать глобальное изменение климата, но и стать катастрофическим для всего живого. Поэтому ученые стараются как можно детальнее понять механизмы, приводящие к образованию огромных объемов расплавленной магмы под супервулканами.
Результаты экспериментов и численного моделирования показывают, что извержения супервулканов случаются из-за подъема жидкой магмы через земную кору — при подъеме с глубины более десяти километров происходит ее резкое расширение, приводящее к взрыву и катастрофическому извержению.Ученые с помощью геофизических приборов наблюдают за состоянием недр под супервулканами, чтобы не пропустить момент начала подъема жидкой магмы, который, по геологическим данным, происходит раз в несколько десятков тысяч лет.Исследователи из США, Германии, Австралии и Индонезии изучили состав застывшей магмы супервулкана Тоба и определили по изотопному составу аргона и гелия в минералах — полевом шпате и цирконе — возраст слоев вулканических пород. Авторы установили, что крупные извержения происходили с периодичностью около 17 тысяч лет, но между ними вулкан сохранял определенную активность. Эти данные поставили под сомнение общепринятую теорию о том, что между эпизодами крупных извержений супервулканы не представляют опасности.
«Понимание того, что происходит в эти длительные периоды покоя, поможет нам предсказать будущие извержения молодых активных супервулканов», — приводятся в пресс-релизе австралийского Университета Кертина слова одного из авторов исследования, доцента Мартина Данишика (Martin Danišík).Используя геохронологические данные и тепловое моделирование, авторы доказали, что в течение пяти-тринадцати тысяч лет после каждого крупного извержения вулкана Тоба магма продолжала медленно поступать в кальдеру вулкана, постепенно приподнимая застывшие слои лавы, как гигантский панцирь черепахи.»Полученные данные заставляют переосмыслить существующие знания и методы изучения супервулканов, которые обычно включают поиск жидкой магмы под ними для оценки будущей опасности. Теперь мы должны учитывать, что извержения могут происходить даже в том случае, если под вулканом нет очага жидкой магмы, — говорит Данишик. — Наши результаты показывают, что опасность не исчезает с суперизвержением, а угроза новых опасностей существует еще много тысяч лет спустя».
Авторы отмечают, что решающее значение для понимания рисков новых извержений имеет не само наличие магмы под супервулканом, а ее состояние, скорость накопления и динамика распространения в земной коре.
https://ria.ru/20200728/1575058347.html
https://ria.ru/20210330/vulkany-1603387909.html
индонезия
суматра
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
2021
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Новости
ru-RU
https://ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.
xn--p1ai/awards/
1920
1080
true
1920
1440
true
https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e5/09/03/1748509996_0:0:709:532_1920x0_80_0_0_57956901b460c92158200bca54020240.jpg
1920
1920
true
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
индонезия, суматра, земля — риа наука, геология, вулканы
Наука, Индонезия, Суматра, Земля — РИА Наука, геология, вулканы
МОСКВА, 3 сен — РИА Новости. Геологи, изучающие дремлющий супервулкан Тоба на острове Суматра в Индонезии, обнаружили признаки того, что в его недрах продолжается накопление магмы.
Об этом свидетельствует медленный подъем купола застывшей лавы в кальдере вулкана. Результаты исследования опубликованы в журнале Communications Earth & Environment.
Извержение любого из супервулканов, которых на Земле в настоящее время существует около двух десятков, может не только спровоцировать глобальное изменение климата, но и стать катастрофическим для всего живого. Поэтому ученые стараются как можно детальнее понять механизмы, приводящие к образованию огромных объемов расплавленной магмы под супервулканами.
Результаты экспериментов и численного моделирования показывают, что извержения супервулканов случаются из-за подъема жидкой магмы через земную кору — при подъеме с глубины более десяти километров происходит ее резкое расширение, приводящее к взрыву и катастрофическому извержению.
Ученые с помощью геофизических приборов наблюдают за состоянием недр под супервулканами, чтобы не пропустить момент начала подъема жидкой магмы, который, по геологическим данным, происходит раз в несколько десятков тысяч лет.
Исследователи из США, Германии, Австралии и Индонезии изучили состав застывшей магмы супервулкана Тоба и определили по изотопному составу аргона и гелия в минералах — полевом шпате и цирконе — возраст слоев вулканических пород. Авторы установили, что крупные извержения происходили с периодичностью около 17 тысяч лет, но между ними вулкан сохранял определенную активность. Эти данные поставили под сомнение общепринятую теорию о том, что между эпизодами крупных извержений супервулканы не представляют опасности.
Ученые установили, в каком случае спокойные вулканы могут взорваться
28 июля 2020, 16:52
«Понимание того, что происходит в эти длительные периоды покоя, поможет нам предсказать будущие извержения молодых активных супервулканов», — приводятся в пресс-релизе австралийского Университета Кертина слова одного из авторов исследования, доцента Мартина Данишика (Martin Danišík).
Используя геохронологические данные и тепловое моделирование, авторы доказали, что в течение пяти-тринадцати тысяч лет после каждого крупного извержения вулкана Тоба магма продолжала медленно поступать в кальдеру вулкана, постепенно приподнимая застывшие слои лавы, как гигантский панцирь черепахи.
«Полученные данные заставляют переосмыслить существующие знания и методы изучения супервулканов, которые обычно включают поиск жидкой магмы под ними для оценки будущей опасности. Теперь мы должны учитывать, что извержения могут происходить даже в том случае, если под вулканом нет очага жидкой магмы, — говорит Данишик. — Наши результаты показывают, что опасность не исчезает с суперизвержением, а угроза новых опасностей существует еще много тысяч лет спустя».
Авторы отмечают, что решающее значение для понимания рисков новых извержений имеет не само наличие магмы под супервулканом, а ее состояние, скорость накопления и динамика распространения в земной коре.
Ученые назвали самые опасные российские вулканы
30 марта 2021, 05:13
Гора Тоба | Извержение и факты
- Развлечения и поп-культура
- География и путешествия
- Здоровье и медицина
- Образ жизни и социальные вопросы
- Литература
- Философия и религия
- Политика, право и правительство
- Наука
- Спорт и отдых
- Технология
- Изобразительное искусство
- Всемирная история
- Этот день в истории
- Викторины
- Подкасты
- Словарь
- Биографии
- Резюме
- Популярные вопросы
- Инфографика
- Демистификация
- Списки
- #WTFact
- Товарищи
- Галереи изображений
- Прожектор
- Форум
- Один хороший факт
- Развлечения и поп-культура
- География и путешествия
- Здоровье и медицина
- Образ жизни и социальные вопросы
- Литература
- Философия и религия
- Политика, право и правительство
- Наука
- Спорт и отдых
- Технология
- Изобразительное искусство
- Всемирная история
- Britannica объясняет
В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
- Britannica Classics
Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica. - Demystified Videos
В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы. - #WTFact Видео
В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти. - На этот раз в истории
В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
- Студенческий портал
Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д. - Портал COVID-19
Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня. - 100 женщин
Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю. - Спасение Земли
Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать! - SpaceNext50
Britannica представляет SpaceNext50. От полета на Луну до управления космосом — мы изучаем широкий спектр тем, которые питают наше любопытство к космосу!
Содержание
- Введение
Краткие факты
- Связанный контент
Викторины
- Викторина «Все о горах»
Тоба | Вулкан Мир | Университет штата Орегон
Снимок кальдеры Тоба со спутника Landsat.
Изображение предоставлено проектом Landsat Pathfinder.
Ввиду большого интереса средств массовой информации к вулканической активности в Индонезии напоминаем, что контактные данные ответственного органа по предупреждению о вулканических кризисах можно найти на веб-сайте Всемирной организации вулканических обсерваторий, комиссии ИАВСЕИ. Веб-адрес: www.wovo.org.
Кроме того, в прошлом году Управление вулканологии и смягчения последствий геологических опасностей (неофициально — Вулканологическая служба Индонезии) создало новостной сайт, который дает последние официальные рекомендации на индонезийском или английском языке, или, как правило, на обоих — ЗДЕСЬ
Кальдера Тоба произвела крупнейшее извержение за последние 2 миллиона лет. Кальдера имеет размеры 18 x 60 миль (30 на 100 км) и общий рельеф 5 100 футов (1700 м). Кальдера, вероятно, формировалась поэтапно. Крупные извержения произошли 840 000, около 700 000 и 75 000 лет назад.
В результате извержения 75 000 лет назад образовался молодой туф Тоба. Молодой туф Тоба образовался из кольцевых разломов, окружающих большую часть или все современное озеро.
Озеро Тоба — вид на кратерное озеро. Фотографы А.М. и К.Д.Холлитцер. Copyright 1996. | Карта кальдеры Тоба от Найта и др. (1986). Остров Самосир и полуостров Улуан являются частями одного или двух возрождающихся куполов. Озерные отложения на Самосире указывают на подъем не менее 1350 футов (450 м). Пусукбукит, небольшой стратовулкан вдоль западной окраины кальдеры, образовался после извержения 75 000 лет назад. На северной стороне вулкана есть активные сольфатары. |
Сравнение объемов, произведенных некоторыми из крупнейших вулканических извержений.
Молодой туф Тоба имеет предполагаемый объем 2800 кубических километров (км) и был извергнут около 74000 лет назад. Туф Гекльберри-Ридж, извергшийся в Йеллоустоуне 2,2 миллиона лет назад, имеет объем 2500 кубических километров. Туф лавового ручья, извергнутый в Йеллоустоуне 600 000 лет назад, имеет объем 1 000 кубических километров. В результате извержения вулкана Сент-Хеленс в мае 1980 г. образовался 1 куб. км пепла. Не показан туф Фиш-Каньон в горах Сан-Хуан в Колорадо. Туф Фиш-Каньон извергся 27,8 миллиона лет назад и имеет предполагаемый объем 3000 кубических километров.
Объем самого молодого извержения оценивается в 2800 куб. км, что делает извержение крупнейшим в четвертичном периоде. Пирокластические потоки охватили площадь не менее 20 000 кв. км. В стенах кальдеры обнажено до 1200 футов (400 м) молодого туфа Тоба. На острове Самосир туф имеет толщину более 1800 футов (600 м). Пеплопад от извержения покрывает площадь не менее 4 миллионов квадратных километров (примерно вдвое меньше, чем на континентальной части США).
Пепел от извержения был извлечен из глубоководных кернов, взятых в Бенгальском заливе и в Индии, примерно в 300 милях (500 км) от суши (1,900 миль, 3100 км от Тоба). Роуз и Чеснер предположили, что пепел мог достичь Центральной Азии и Ближнего Востока. Нинкович и др. (1978) оценили высоту эруптивной колонны в 30–50 миль (50–80 км) для туфа Молодой Тоба. Роуз и Чеснер после изучения формы осколков пепла пришли к выводу, что эта оценка завышена в 5 или более раз.
Объемные кубы извержения Тоба Графика Шана де Сильвы.
(Особая благодарность Алану Пайку, который написал и помог нам исправить этот рисунок!)
Пемза, извергнутая 75 000 лет назад, представляет собой известково-щелочной кварц-латит до риола. ит по составу (68%-76% кремнезема).
За всю историю вулкана Тоба не было извержений. Этот район является сейсмически активным с сильными землетрясениями в 1892, 1916, 1920-1922 и 1987 годах.
Тоба расположен недалеко от зоны разломов Суматры (SFZ).
Стратовулканы на Суматре являются частью Зондской дуги. Вулканизм является результатом субдукции плиты Индийского океана под Евразийскую плиту. Зона субдукции отмечена Яванским желобом. Геологическим символом зоны субдукции является линия с «зубцами» (черные треугольники). Зубы находятся на ведущей пластине (в данном случае на евразийской пластине). Скорость субдукции составляет 6,7 см в год. От Найта и других (1986).
Источники информации:
Найт, М.Д., Уокер, Г.П.Л., Эллвуд, Б.Б., и Дил, Дж.Ф., 1986, Стратиграфия, палеомагнетизм и магнитная ткань туфов Тоба: ограничения на их источники и стили извержений: Журнал геофизических исследований, т. 91, с. 10 355–10 382.
Нинкович Д., Спаркс Р.С.Дж. и Ледбеттер М.Т., 1978 г., Исключительные масштабы и интенсивность извержения Тоба, Суматра: пример использования слоев глубоководной тефры в качестве геологического инструмента: Бюллетень вулканологии, т.