Po końcu świata

74 tysiące lat temu większość ­ludzi miała dobre powody, by sądzić, że kończy się świat. Gdyby ktoś chciał dojść do znacznie straszniejszego wydarzenia, musiałby się cofnąć aż o 66 mln lat, gdy wielka asteroida uderzyła w półwysep Jukatan i tak bardzo rozchwiała klimat, że niemal całkiem wyginęły dinozaury. Ale wtedy nie tylko nie było ludzi – nie było nawet jeszcze małp.

W ciągu następnych kilkudziesięciu milionów lat największe katastrofy naturalne nie nadciągały z kosmosu, tylko z wnętrza planety. Większość zdarzyła się, jeszcze zanim jakakolwiek populacja małp straciła ogon i zeszła z drzewa. Ale niektóre mogły wywrzeć wpływ na życie wczesnych ludzi.

Trzy silne eksplozje wulkanu wstrząsnęły Ameryką Północną między 2,1 i 0,6 mln lat temu. W ich efekcie pół terenu obecnych Stanów Zjednoczonych pokryła warstwa popiołów. W miejscu, gdzie doszło do erupcji, znajduje się dziś park narodowy Yellowstone, słynny ze swych spektakularnych gejzerów: skorupa ziemska jest tu wciąż aktywna.

Podejrzewamy dzisiaj, że człowiek ewoluował pod wpływem zmieniającego się środowiska, które z kolei najsilniej reagowało na wahania klimatu. Erupcje wulkanu Yellowstone zdarzyły się wprawdzie z dala od miejsca, w którym żyli nasi przodkowie, ale musiały wpłynąć na klimat w skali globalnej. Czy pewne małpy weszły na drogę prowadzącą do człowieczeństwa właśnie z powodu wybuchu wulkanu w Ameryce? Taka myśl byłaby kusząca, ale nic nie wskazuje na to, że te konkretne erupcje wywołały zmiany długotrwałe, co najwyżej mogły doprowadzić do kilkuletnich zawirowań.

Wybuch wulkanu Toba na Sumatrze sprzed 74 tys. lat był silniejszy niż każda z erupcji Yellowstone, a w dodatku zdarzył się w miejscu od dawna zamieszkanym – i to przez więcej niż jeden gatunek człowieka. Jeszcze do niedawna wśród paleoantropologów panowało przekonanie, że to zdarzenie niemal doprowadziło do naszej zagłady.

Z piekła do raju

Dziś Toba bardziej przypomina tropikalny raj niż ogniste piekło. Po ogromnym wulkanie zostało jezioro – długie na 100 km, szerokie na 30 km i głębokie na ponad 400 metrów, największe na Sumatrze. Jego urokliwe brzegi porastają tropikalne lasy. Gdy przed 74 tysiącami lat doszło do erupcji wulkanu, powstała ogromna dziura (tzw. kaldera), która z czasem wypełniła się wodą, tworząc jezioro Toba. Z czasem wypiętrzyła się na jego środku wyspa Samosir. Co ciekawe, na znajdującym się na niej jeziorku Aek Natonang jest jeszcze wysepka o wymiarach 175 na 75 metrów – jedna z nielicznych znanych geografom wysp na jeziorze na wyspie na jeziorze na wyspie.

Spróbujmy sobie wyobrazić, co się wtedy właściwie stało.

Siłę erupcji wulkanów wyraża tzw. indeks eksplozywności wulkanicznej (VEI). Ta logarytmiczna skala (każdy kolejny stopień oznacza erupcję dziesięciokrotnie silniejszą) wyraża ilość wyrzuconej na powierzchnię materii wulkanicznej. Niektóre erupcje – zwane eksplozywnymi – są szczególnie gwałtowne: w powietrze wylatuje cały stożek wulkanu, uwalniając ogromne ilości pyłów, a także okruchy skał i zastygłej już lawy, które bombardują okolicę. Takie erupcje w największym stopniu oddziałują na przyrodę. Ich cechą są tzw. lawiny piroklastyczne – chmury rozgrzanego do ponad 800 stopni Celsjusza gazu i pyłu, pędzące z prędkością przeszło stu kilometrów na godzinę, które dosłownie gotują lub spalają wszystko, co napotkają na drodze. Przekonali się o tym m.in. mieszkańcy Pompejów, zniszczonych w 79 r. w wyniku wybuchu Wezuwiusza, który wyrzucił na powierzchnię ilość materii odpowiadającą ok. 3 kilometrom sześciennym litej skały.

Erupcja Wezuwiusza ma na skali VEI wartość 5, była więc około tysiąc razy słabsza od wybuchu superwulkanu Toba, który na skali VEI osiągnął 8. Najczęściej podaje się, że w jej wyniku doszło do wyrzucenia w ciągu kilku tygodni materiałów piroklastycznych odpowiadających prawie 3 tysiącom kilometrów sześciennych litej skały. Podobną objętość miałby sześcian o krawędzi długości 14 km. Według geologa Donalda Prothero, autora wydanej w 2018 r. książki „When Humans Nearly Vanished” („Gdy ludzie nieomal wyginęli”), przeszło dwie trzecie wyrzuconego przez Tobę materiału to lawa i ciężkie kawałki skalne, ale reszta materiału piroklastycznego dostała się do atmosfery w postaci pyłów.

To tak, jakby ktoś skałę o rozmiarach prawie 10 km na 10 km na 10 km zmielił na drobny pył i rozproszył to wszystko w powietrzu. Efekt? Pomińmy nawet to, że na ogromnym obszarze nie dało się oddychać. Zapylone powietrze przede wszystkim blokuje promieniowanie słoneczne, czyli sprawia, że Ziemia słabiej się nagrzewa. Działa więc przeciwnie jak gazy cieplarniane, które zatrzymują ciepło oddawane przez Ziemię w kosmos. I podobnie jak również uwalniany w erupcjach wulkanu dwutlenek siarki.

Rok bez lata

Porównajmy te liczby z największą erupcją eksplozywną, do której doszło w czasach historycznych, czyli z wybuchem w 1815 r. innego indonezyjskiego wulkanu – Tambory na Sumbawie. W swojej książce Prothero cytuje świadka tego zdarzenia, sir Thomasa Stamforda Rafflesa, jednego z dyrektorów Kompanii Wschodnioindyjskiej i założyciela miasta Singapur.

„Erupcja Tambory – pisał sir ­Thomas – zaczęła się 5 kwietnia, w najbardziej gwałtowną fazę weszła między 11 a 12 kwietnia i całkiem nie ucichła aż do czerwca. Odgłos wybuchu był słyszalny na Sumatrze, oddalonej o 1700 km w linii prostej, oraz na Ternate, oddalonej o 1300 km w przeciwnym kierunku. Spośród 12 tysięcy mieszkańców Sumbawy przeżyło zaledwie 26 osób. Potężne trąby powietrzne porywały ludzi, konie, bydło i wszystko, co stanęło im na drodze, wyrywały największe drzewa z korzeniami, aż całe morze zostało zawalone połamanym drewnem. Wielkie połacie terenu zostały pokryte lawą, której kilka potoków sięgnęło morza. (...) Pyły wulkaniczne zostały zaniesione na odległość 560 km w kierunku Jawy i 400 km w stronę Sulawesi. Na Jawie powietrze zrobiło się tak gęste od pyłu, że za dnia było ciemniejsze niż w najmroczniejszą noc. (...) Trzęsienia ziemi i inne efekty wulkaniczne występowały na obszarze, którego obwód wyniósł 1600 km i objął Moluki, Jawę, znaczną część Celebes, Sumatry i Borneo”.

Konsekwencje tej katastrofy były globalne. Rok 1816 przeszedł do historii jako „rok bez lata”. Globalna temperatura obniżyła się o ok. 0,7 stopnia. W letnich miesiącach w Ameryce Południowej i Europie sypał śnieg, a przymrozki zniszczyły uprawy. Zima, która później nadeszła, była wyjątkowo ciężka. Europę nawiedził głód, a w Ameryce wiele osób przenosiło się na południe. Najgorzej sytuacja wyglądała w Irlandii, gdzie epidemia tyfusu pochłonęła 100 tys. ofiar. Na całym kontynencie drugie tyle ludzi zmarło z niedożywienia i wywołanych nim chorób. W wielu krajach wygłodzeni mieszkańcy wszczynali zamieszki.

W powietrzu tygodniami zalegało coś, co nazywano „suchą mgłą”. Było tak dużo pyłu, że można było patrzeć gołym okiem na słońce. Każdy mógł się wówczas przekonać, że Galileusz nie zmyślał, gdy 200 lat wcześniej doniósł, że na powierzchni słońca są ciemne plamy.

W Ameryce swój rodzinny stan Vermont musiał porzucić Joseph Smith, który kilka lat później, w Palmyrze, miał doznać objawienia i spisać Księgę Mormona.

Ponieważ doszło także do pomoru bydła i koni, dla których brakowało paszy, niemiecki wynalazca Karl Drais zaczął pracować nad niezwierzęcym środkiem transportu i skonstruował rower biegowy (pozbawiony pedałów, jeździło się na nim jak na hulajnodze).

Najbardziej znane są echa literackie erupcji Tambory: owego lata, które nie wyglądało jak lato, m.in. poeta Lord Byron i jego przyjaciele przebywali w Genewie, gdzie umilali sobie czas opowiadając straszne historie i komponując ponure dzieła. Takie jak poemat „Ciemność” Byrona, który w przekładzie Adama Mickiewicza zaczyna się tak:

„Miałem dziwny sen, może i nie całkiem senny! / Zdało mi się, że nagle zagasnął blask dzienny, / A gwiazdy, w nieskończoność biorąc lot niezwykły, / Zbłąkawszy się, olśnąwszy, uciekły i znikły, / Bez nadziei powrotu. Ziemia lodowata / Wisiała ślepa pośród zaćmionego świata. / Ranki weszły, minęły, ale dnia nie było; / I wszystkie namiętności zatłumiła trwoga. / Serce rodu ludzkiego jedną żądzą biło, / Cały ród ludzki prosił o jedno u Boga: / O światło...”.

W tej grupie towarzyskiej znalazła się młodziutka Mary Shelley, która wpadła na wyjątkowo makabryczny pomysł i dwa lata później świat mógł przeczytać jej opowieść o doktorze Frankensteinie, ożywiającym prądem ludzkie zwłoki.

Erupcji Tambory przypisuje się tymczasem wartość 7 w skali VEI – oznacza to więc, że była ona dziesiątki razy słabsza od wybuchu Toby. Całkiem rozsądne wydaje się stawianie pytań o to, czy dla naszych przodków ogromna erupcja Toby także miała jakieś znaczenie kulturowe. Czy np. nie narodziły się wtedy jakieś mity lub wierzenia?

Efekt wąskiego gardła

W paleoantropologii pojawiło się kilka hipotez związanych z erupcją Toby. Jedna z nich łączyła to zdarzenie z powstaniem tzw. kultury Still Bay z terenu dzisiejszej RPA, która wyróżniała się nowoczesnymi narzędziami kamiennymi, biżuterią wykonywaną z muszelek i stosowaniem w celach rytualnych czerwonego barwnika. Jednak związek narodzin tej kultury i erupcji Toby jest bardzo dyskusyjny. Już wcześniej ludzie przejawiali równie zaawansowaną kulturę. Znamy choćby dwukrotnie starsze przykłady wyrabiania biżuterii, a najstarsze intencjonalne pochówki mogą mieć ponad 100 tys. lat. Co więcej – antropolodzy musieliby też przekonująco wykazać, jaki był właściwie związek przyczynowy między globalnymi skutkami erupcji a nowymi narzędziami czy ozdobami. Sama zbieżność w czasie to mało.

Druga, bardziej znana, choć też już silnie kontestowana hipoteza łączyła wybuch Toby z czymś, co genetycy nazywają „efektem wąskiego gardła”. Hipotezę tę postawiła dziennikarka magazynu „Science” Ann Gibbons. W 1993 r. opisała ona badania mitochondrialnego DNA, które wskazywały, że ok. 70 tys. lat temu doszło do znaczącego spadku zróżnicowania genetycznego w ewolucji człowieka.

Spadek różnorodności genetycznej w populacji jest ważnym sygnałem, który można wytłumaczyć np. tym, że znaczna część populacji nagle wymarła, zabierając do grobu wiele obecnych wcześniej w populacji wariantów genów. I właśnie tak pierwotnie zinterpretowano ten sygnał. Niektóre szacunki mówiły o tym, że przy życiu pozostało jedynie 1-10 tys. rozmnażających się par – i to właśnie ta grupa stanowi przodków wszystkich współczesnych ludzi.

Niektórzy antropolodzy przypuszczali, że ten spadek liczebności ludzi mógł mieć związek z ochłodzeniem się klimatu, które rozpoczęło się przeszło 74 tys. lat temu i trwało ok. tysiąc lat. Gibbons połączyła te obserwacje z nowymi wówczas doniesieniami o rozmiarach erupcji Toby, która, jak już wtedy uważano, sama doprowadziła do obniżenia średniej temperatury na Ziemi o 3-5 stopni – przynajmniej na kilka lat.

Ogromny wybuch wulkanu mógł więc nałożyć się na zapoczątkowany wcześniej epizod ochłodzenia klimatu i spotęgować jego efekty. Wielu ludzi w nowych warunkach miało sobie nie poradzić – i stąd ten drastyczny spadek liczebności Homo sapiens. Jeśli to prawdziwy scenariusz, wyjaśniałby on również, dlaczego w ciągu następnych 30-40 tys. lat nasi przodkowie całkowicie zastąpili inne populacje człowieka, które od setek tysięcy lat zamieszkiwały wtedy Eurazję (neandertalczyków żyjących w Europie i na Bliskim Wschodzie, blisko z nimi spokrewnionych denisowian, wywodzących się z Azji, a także dziwacznych „hobbitów” z wysp Flores i Luzon). Czy wybuch Toby mógł na tyle przetrzebić te wszystkie populacje, że po prostu zrobił miejsce dla Homo sapiens, którzy jako pierwsi zdołali się z tego wszystkiego otrząsnąć?

Żyli długo i szczęśliwie

Według Donalda Prothero za takim scenariuszem mogą przemawiać badania genetyczne, świadczące o tym, że wiele innych gatunków zwierząt w tym samym okresie przeszło przez swoje „wąskie gardła” – m.in. gepardy, pandy wielkie, orangutany czy goryle. Z drugiej strony, spadek różnorodności genetycznej wcale nie musi oznaczać gwałtownego wymierania. Może być choćby śladem tzw. efektu założyciela, który występuje, gdy niewielka grupa osobników oddziela się od jakiejś populacji, a następnie szybko odbudowuje swoją liczebność. Dzisiaj coraz mniej badaczy wierzy już w to, że katastrofa Toby miała fundamentalny wpływ na naszą ewolucyjną historię.

Nikt oczywiście nie podważa jej rozmiarów i ogromu jej skutków. Wiemy, że spora część Azji została przysypana grubą na kilkanaście centymetrów warstwą pyłu pochodzącego z erupcji Toby. Niektóre szacunki mówią o tym, że popiół z Toby mógł opaść nawet na 14 proc. powierzchni globu. Znajdujemy go w Indiach, Chinach, nawet na Morzu Arabskim. Wiemy, że Toba musiała wywołać zimę wulkaniczną, choć badacze do dziś kłócą się o każdy stopień i każdy kolejny rok ochłodzenia.

W wyniku wybuchu Toby na pewno zginęło wiele osób – część z nich nie przetrwała nadciągających mrozów. Mnóstwo ludzi musiało być śmiertelnie przerażonych tym zdarzeniem. Wiele osób żyjących nawet daleko od Sumatry musiało ogłuchnąć. Jednak sporo argumentów przemawia za tym, że w ogólnym rozrachunku ludzkość poradziła sobie z tą katastrofą całkiem dobrze.

Nie ma np. żadnych śladów świadczących o tym, że katastrofa oddziałała w jakimkolwiek stopniu na neandertalczyków. Nic nie wskazuje na to, by ucierpieli mieszkańcy Afryki. W 2018 r. Chad Yost i współpracownicy ustalili, że roślinność w pobliżu jeziora Malawi nie odczuła zbytnio skutków zmian klimatycznych – wymrzeć z powodu oziębienia klimatu mogły tylko większe rośliny rosnące powyżej 1500 m n.p.m., ale z pewnością zostały szybko zastąpione przez trawy. Na mniejszych wysokościach życie powinno toczyć się w miarę normalnie. Nie mogło być więc tak, że całkowicie pozrywały się łańcuchy pokarmowe – że roślinożercy przestali mieć co jeść, a ludzie – na co polować. Zapis archeologiczny w Azji też się nie urywa po erupcji Toby – nie tylko w Indiach, jak ustalono w 2020 r. Znaleziono wówczas dowody na to, że w Dhaba w centrum subkontynentu ludzie żyli nieprzerwanie przed i po wybuchu Toby. Podobnie mogło być nawet w Indonezji. Zaledwie 300 km na południowy wschód od jeziora Toba w 2017 r. znaleziono zęby sprzed 73-63 tys. lat.

Co więcej, na wyspach Indonezji jeszcze kilkanaście tysięcy lat po wybuchu Toby musieli żyć „hobbici” (Homo ­floresiensis). Jeśli więc Toba przyczyniła się do wymierania innych gatunków ludzi, to nie było to wymieranie gwałtowne.

Według genetyka i paleoantropologa Johna Hawksa hipoteza głosząca, że Toba nieomal doprowadziła do wyginięcia ludzi, jest efektem braku odpowiedniej komunikacji między genetykami i geologami. Bo choć spadek różnorodności genetycznej u ludzi wystąpił, to tylko w bardzo dużym przybliżeniu pokrywa się czasowo z erupcją Toby. I lepiej wyjaśnia go prozaiczny efekt założyciela związany z migracją Homo ­sapiens z Afryki, a nie wielkie wymieranie ludzi. Ok. 60 tys. lat temu niewielka grupa naszych przodków – być może ok. 5-10 tys. rozmnażających się par – skolonizowała Eurazję. Nie była to pierwsza taka migracja Homo sapiens, ale ta była trwała. Poza rdzennymi mieszkańcami Afryki wszyscy dzisiejsi ludzie są potomkami tej populacji – i z tego powodu jesteśmy do siebie genetycznie tak bardzo podobni (mieszkańcy Afryki pozostają zaś najbardziej zróżnicowani).

Na pytanie o to, dlaczego nasi przodkowie tak szybko opanowali świat, musimy poszukać innej odpowiedzi. Ale ta historia ma pozytywne zakończenie: wygląda na to, że Ziemi naprawdę trudno się nas pozbyć. ©℗