Toba-Katastrophentheorie - Wikipedia

Die Toba-Supereruption war ein Superkulkanausbruch, der vor etwa 75.000 Jahren am Standort des heutigen Tobasees in Sumatra, Indonesien, stattfand. Es ist einer der größten bekannten Ausbrüche der Erde. Die Toba-Katastrophentheorie besagt, dass dieses Ereignis einen globalen Vulkanwinter von sechs bis zehn Jahren und möglicherweise eine 1.000 Jahre lange Abkühlungsfolge auslöste.

1993 stellte die Wissenschaftsjournalistin Ann Gibbons fest, dass vor etwa 70.000 Jahren ein Bevölkerungsengpass in der menschlichen Evolution aufgetreten sei, und sie vermutete, dass dies durch den Ausbruch verursacht wurde. Der Geologe Michael R. Rampino von der New York University und der Vulkanologe Stephen Self von der University of Hawaii in Manoa unterstützen ihren Vorschlag. Im Jahr 1998 wurde die Engpasstheorie vom Anthropologen Stanley H. Ambrose von der University of Illinois in Urbana-Champaign weiterentwickelt. Sowohl die Verknüpfung als auch die globalen Wintertheorien sind sehr umstritten. ^[1] Das Toba-Ereignis ist die am besten untersuchte Supereruption. ^[2][3]

Supereruption []

Der Toba-Ausbruch oder Toba-Ereignis trat auf am heutigen Standort des Tobasees in Indonesien etwa 7012236682000000000 000 75 000 ± ± 900 Jahre Before Present (BP) nach Kalium-Argon-Datierung. ^[4] Dieser Ausbruch war der letzte und größte von vier Ausbrüchen von Toba während der Quartärperiode und ist auch an seinem diagnostischen Horizont des Aschefalls, dem jüngsten Toba Tuff (YTT), zu erkennen. ^[5] Er hatte einen geschätzten Vulkanexplosionsindex von 8 (der höchste Bewertung eines bekannten Ausbruchs auf der Erde); es leistete einen beträchtlichen Beitrag zum 100 × 30 km-Calderakomplex. ^[6] Die Schätzung des Ausbruchvolumens für das Ausbruchvolumen für den Ausbruch variiert zwischen 7012200000000000000 ♠ 2000 km ³ und 7012300000000000000 1945 3000 km ³ - die häufigste DRE-Schätzung ist [19650000] 7012280000000000000 1945 2800 km [19456523] 3 [196500013] (ca. [1965000000]). 7 × 10 ¹⁵ kg ) von ausgebrochenem Magma, von denen 7011800000000000000 800 km ³ als Asche hinterlegt wurden ^[7]

Die ausgebrochene Masse war 100 Mal größer als die des größten Vulkanausbruchs in der jüngeren Geschichte, einschließlich des Ausbruchs des Mount Tambora von 1815 in Indonesien, der das Jahr 1816 verursachte Summer "in der nördlichen Hemisphäre. ^[8] Tobas ausgebrochene Masse setzte eine Ascheschicht von etwa 15 Zentimetern ab (5,9 Zoll) dick in ganz Südasien. Über dem Indischen Ozean, dem Arabischen Meer und dem Südchinesischen Meer lagerte sich eine Decke aus vulkanischer Asche ab. ^[9] Tiefseekerne aus dem Südchinesischen Meer haben die bekannte Reichweite des Ausbruchs erweitert, was auf die schließen lässt ] 7012280000000000000 1945 2800 km ³ Die Berechnung der ausgebrochenen Masse ist ein Mindestwert oder sogar ein unterschätzter Wert. ^[10]

Vulkanische Winter- und Kühlcomputermodelle [] ].

Der Biologe Michael R. Rampino und der Vulkanologe Stephen Self argumentieren, dass der Ausbruch eine "kurze, dramatische Abkühlung oder einen" vulkanischen Winter "auslöste", was zu einem Abfall der globalen mittleren Oberflächentemperatur um 3 bis 5 ° C führte. [19659029HinweiseausgrönländischenEiskernendeutenaufeinenZeitraumvon1000Jahrenmitniedrigem δ ¹⁸ O und einer erhöhten Staubablagerung unmittelbar nach dem Ausbruch hin. Der Ausbruch mag diese 1000-jährige Periode kühlerer Temperaturen (Stadial) verursacht haben, von denen zwei Jahrhunderte die anhaltende Belastung der Toba-Stratosphäre zu erklären ist. ^[12] Rampino und Self glauben, dass die weltweite Abkühlung bereits im Gange war der Ausbruch, aber dass der Prozess langsam war; YTT "könnte den zusätzlichen" Kick "geschaffen haben, durch den das Klimasystem von einem warmen zu einem kalten Zustand gewechselt hat." ^[13] Obwohl Clive Oppenheimer die Hypothese zurückweist, dass der Ausbruch die letzte Vereisung ausgelöst hat, ^[14] stimmt er zu war vor dem 19. Dansgaard-Oeschger-Ereignis für ein Jahrtausend des kühlen Klimas verantwortlich. ^[15]

Laut Alan Robock, der auch nukleare Winterzeitungen veröffentlicht hat, hat der Toba-Ausbruch den letzten Ausschlag nicht ausgelöst Eiszeit. Unter Annahme einer Emission von sechs Milliarden Tonnen Schwefeldioxid schlussfolgerten seine Computersimulationen jedoch, dass eine maximale globale Abkühlung von etwa 15 ° C für drei Jahre nach dem Ausbruch auftrat und diese Abkühlung jahrzehntelang dauern würde. ^[16] Da die gesättigte adiabatische Abfallrate bei Temperaturen über dem Gefrierpunkt 4,9 ° C / 1.000 m beträgt, ^[17] waren die Baumgrenze und die Schneegrenze zu diesem Zeitpunkt um etwa 3.000 m (9.900 ft) niedriger. Das Klima erholte sich über einige Jahrzehnte, und Robock fand keine Hinweise darauf, dass die 1.000-jährige Kälteperiode, die in den grönländischen Eiskernaufzeichnungen zu sehen war, auf den Ausbruch von Toba zurückzuführen war. Oppenheimer glaubt dagegen, dass die Schätzungen für einen Abfall der Oberflächentemperatur um 3 bis 5 ° C wahrscheinlich zu hoch sind, und legt nahe, dass die Temperaturen nur um 1 ° C gesunken sind. ^[18] Robock kritisierte die Analyse von Oppenheimer mit dem Argument, dass dies begründet sei Trotz vereinfachter T-Forcing-Beziehungen. ^[19]

Trotz dieser unterschiedlichen Einschätzungen sind sich die Wissenschaftler einig, dass eine Supereruption der Skala bei Toba zu sehr umfangreichen Aschefallschichten und zur Injektion schädlicher Gase geführt haben muss die Atmosphäre mit weltweiten Auswirkungen auf Wetter und Klima. ^[20] Darüber hinaus zeigen die Daten des grönländischen Eiskerns zu dieser Zeit einen abrupten Klimawandel ^[21] es besteht jedoch kein Konsens darüber, dass der Ausbruch direkt die 1.000-jährige Kälteperiode verursachte gesehen in Grönland oder Auslösung der letzten Eiszeit. ^[22]

Physikalische Daten widersprechen der Winterhypothese [ ]

. Archäologen, angeführt von Dr. Christine La von der University of Cambridge 2013 berichteten sie, in den Sedimenten des Malawi-Sees eine mikroskopisch kleine Schicht aus glasartiger Vulkanasche gefunden zu haben, und die Asche endgültig mit dem 75.000 Jahre alten Toba-Superausbruch verbunden, aber keine Veränderung des fossilen Typs in der Nähe der Ascheschicht festgestellt. etwas, das nach einem strengen Vulkanwinter zu erwarten wäre. Sie kamen zu dem Schluss, dass der größte bekannte Vulkanausbruch in der Geschichte der menschlichen Spezies das Klima in Ostafrika nicht wesentlich verändert hat ^[23][24] was von Richard Roberts kritisiert wird. ^[25] Lane erklärte: "Wir untersuchten Objektträger bei einem Durchmesser von 2 mm Das Intervall entspricht der subdecadalen Auflösung und die Röntgenfluoreszenz-Scans, die in 200-µm-Intervallen durchgeführt werden, entsprechen der jährlichen Auflösung. Wir beobachteten keine offensichtliche Veränderung der Sedimentzusammensetzung oder des Fe / Ti-Verhältnisses, was darauf schließen lässt, dass es im Anschluss nicht zu einem thermischen Umsturz der Wassersäule kam die Toba-Supereruption. "^[26] Eine neue Studie zum Klima Ostafrikas unterstützte Lanes Schlussfolgerung, dass" mit Mount Toba keine signifikante Abkühlung einhergeht ". ^[27]

Genetische Engpasstheorie [ edit ]

Der Ausbruch von Toba wurde vor etwa 70.000 Jahren mit einem genetischen Engpass in der menschlichen Evolution in Verbindung gebracht, ^[28][29] der möglicherweise auf einen starken Rückgang der Gesamtgröße zurückzuführen ist Bevölkerung aufgrund der Auswirkungen des Ausbruchs auf das Weltklima. ^[30] Nach der Theorie des genetischen Engpasses gingen die menschlichen Bevölkerungen vor 50.000 bis 100.000 Jahren stark auf 3.000-10.000 überlebende Individuen zurück. ^[31][32] Es wird von einigen Menschen unterstützt genetische Beweise, die darauf schließen lassen, dass der heutige Mensch von einer sehr kleinen Population von 1.000 bis 10.000 Brutpaaren abstammt, die vor etwa 70.000 Jahren existierte. ^{[33] wissenschaftliches Zitat erforderlich}

Befürworter der Die Theorie der genetischen Engpässe (einschließlich Robock) lässt vermuten, dass der Ausbruch von Toba zu einer globalen ökologischen Katastrophe geführt hat, einschließlich der Zerstörung der Vegetation sowie schwerer Dürre im tropischen Regenwaldgürtel und in den Monsungebieten. Ein durch den Ausbruch ausgelöster zehnjähriger Vulkanwinter könnte zum Beispiel die Nahrungsquellen des Menschen weitgehend zerstört und die Bevölkerungsgröße stark reduziert haben. ^[34] Diese Umweltveränderungen haben möglicherweise zu Engpässen der Bevölkerung bei vielen Arten geführt, einschließlich Hominiden. 19659058] Dies könnte wiederum die Differenzierung innerhalb der kleineren menschlichen Bevölkerung beschleunigt haben. Daher können die genetischen Unterschiede zwischen den Menschen in den letzten 70.000 Jahren eher Veränderungen widerspiegeln als eine schrittweise Differenzierung über Hunderttausende von Jahren. ^[36]

Andere Forschungen haben einen Zusammenhang zwischen Toba in Frage gestellt und einen genetischen Engpass. Zum Beispiel wurden in Südindien alte Steinwerkzeuge über und unter einer dicken Ascheschicht des Toba-Ausbruchs gefunden und waren in diesen Schichten sehr ähnlich, was darauf hindeutet, dass die Staubwolken des Ausbruchs diese lokale Bevölkerung nicht auslöschen. ^[37][38][39] Zusätzliche archäologische Beweise aus Süd- und Nordindien deuten auch auf einen Mangel an Beweisen für die Auswirkungen des Ausbruchs auf die lokale Bevölkerung hin, so dass die Autoren der Studie folgerten: "Viele Lebensformen überlebten die Supereruption, im Gegensatz zu anderen Forschungsergebnissen, die auf bedeutende Tiere schließen lassen Aussterben und genetische Engpässe ". ^[40] Die Ergebnisse der Pollenanalyse deuten jedoch auf eine verlängerte Abholzung in Südasien hin, und einige Forscher haben darauf hingewiesen, dass der Ausbruch von Toba den Menschen möglicherweise gezwungen hat, neue Anpassungsstrategien zu ergreifen, wodurch Neandertaler ersetzt werden konnten und "andere archaische menschliche Spezies". ^{[41] [42]}

Zusätzliches c Es gibt Schwierigkeiten bei der Abschätzung der globalen und regionalen klimatischen Auswirkungen des Ausbruchs und das Fehlen schlüssiger Beweise für den Ausbruch vor dem Engpass. ^[43] Darüber hinaus hat die genetische Analyse von Alu-Sequenzen im gesamten menschlichen Genom gezeigt, dass die effektive menschliche Bevölkerungsgröße war weniger als 26.000 vor 1,2 Millionen Jahren; Mögliche Erklärungen für die geringe Populationsgröße menschlicher Vorfahren können wiederholte Populationsengpässe oder periodische Ersetzungsereignisse von konkurrierenden Unterarten des Untergrundes sein. ^[44]

Genetische Engpässe bei anderen Säugetieren edit

Einige Beweise deuten auf genetische Engpässe bei anderen Tieren nach dem Ausbruch von Toba hin. Die Populationen des ostafrikanischen Schimpansen, ^[45] Bornean-Orang-Utan, ^[46] des zentralindischen Makaken, ^[47]Geparden und Tiger, ^[48] erholten sich vor etwa 70.000 bis 55.000 Jahren von sehr niedrigen Zahlen.

Es wurde geschätzt, dass die Trennung der Kerngenpools der östlichen und westlichen Tieflandgorillas vor etwa 77.700 Jahren stattgefunden hat. ^[49]

Migration nach Toba []

Die genaue Die geographische Verteilung anatomisch moderner menschlicher Populationen zum Zeitpunkt des Ausbruchs ist nicht bekannt, und überlebende Populationen haben in Afrika gelebt und sind anschließend in andere Teile der Welt gewandert. Analysen der mitochondrialen DNA haben geschätzt, dass die Hauptmigration aus Afrika vor 60.000 bis 70.000 Jahren stattgefunden hat ^[50] was mit der Datierung des Toba-Ausbruchs auf etwa 75.000 Jahre übereinstimmt.

Kritik [ edit ]

Eine Studie von Chad Yost und Kollegen von Kernen aus dem Malawisee aus der Zeit der Toba-Supereruption zeigte keine Hinweise auf einen vulkanischen Winter, und sie argumentieren dass es keinen Effekt auf den afrikanischen Menschen gab. ^[51] Nach Ansicht von John Hawks bestätigt die Studie Beweise aus verschiedenen Studien, dass der Ausbruch keinen großen Klimaeffekt oder keinen Einfluss auf die Menschenzahlen hatte. ^[52]

Siehe auch [ edit ]

Zitate und Notizen [ ]

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• Zielinski, G.A .; Mayewski, P.A .; Meeker, L. D .; Whitlow, S .; Twickler, M. S .; Taylor, K. (1996). "Mögliche atmosphärische Auswirkungen des Toba-Mega-Ausbruchs vor 71.000 Jahren" (PDF) . Geophysical Research Letters . 23 (8): 837–840. Bibcode: 1996GeoRL..23..837Z. doi: 10.1029 / 96GL00706. Archiviert aus dem Original (PDF) am 18. Juli 2011.

Externe Links [ edit ]

• Bevölkerungsengpässe und vulkanischer Winter
• Vulkan Toba von George Weber an der Wayback Machine (archiviert am 22. April 2011)
• "Die richtige Studie der Menschheit" - Artikel in The Economist ]
• Homepage von Professor Stanley H. Ambrose
• Alter "Vulkanischer Winter" an rasante genetische Divergenz in Humans ScienceDaily gebunden (8. September 1998) - Artikel basierend auf einer Pressemitteilung zu Ambroses Artikel
• Mount Toba: Late Pleistozän Engpässe bei der Bevölkerung, vulkanischer Winter und Differenzierung des modernen Menschen durch Professor Stanley H. Ambrose, Abteilung für Anthropologie, University of Illinois, Urbana, USA; Auszug aus "Journal of Human Evolution" [1998] 34, 623–651
• Reise der Menschheit durch die Bradshaw Foundation - schließt Diskussion über Toba-Ausbruch, DNA und menschliche Migration ein
• Geographie sagt die menschliche genetische Vielfalt voraus (17. März) , 2005) - Durch die Analyse der Beziehung zwischen dem geografischen Standort aktueller Menschen in Bezug auf Ostafrika und der genetischen Variabilität innerhalb dieser Populationen haben Forscher neue Beweise für einen afrikanischen Ursprung des modernen Menschen gefunden.
• Out Of Africa - Bacteria , Auch: Homo Sapiens und H. Pylori verbreiten sich gemeinsam in The Globe ScienceDaily (16. Februar 2007) - Als der Mensch vor 60.000 Jahren aus Afrika herauskam, um die Welt zu bevölkern, war er nicht allein: Er war dabei das Bakterium Helicobacter pylori ...; illus Migrationskarte.
• Magma 'Pancakes' mag Toba Supervolcano angeheizt haben