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Geologia: il gigantesco vulcano antico di Sumatra ha danneggiato lo strato di ozono e ha soffocato la popolazione

Uno studio ha concluso che un catastrofico calo dei livelli di ozono atmosferico intorno ai tropici circa 75.000 anni fa ha causato un collo di bottiglia nella popolazione.

Gli esperti dell’Istituto tedesco di chimica Max Planck hanno scoperto che i livelli di ozono si sono dimezzati a causa dell’eruzione del massiccio vulcano Toba a Sumatra.

Si ritiene che Toba sia stata una delle più grandi eruzioni della Terra di sempre, eruttò circa 5.097 miglia quadrate di materiale e causò un “inverno vulcanico” di 6-10 anni.

Il lago Toba, con 436 miglia quadrate di acqua, si è formato per riempire il vuoto simile a un calderone, o “caldera”, lasciato dalla massiccia eruzione.

Il raffreddamento dell’inverno vulcanico potrebbe aver avuto vari effetti indiretti tra cui il raffreddamento dell’oceano, eventi di El Niño più lunghi, fallimento del raccolto e malattie.

Ma il team ha affermato che bloccando i raggi del sole e prevenendo così la formazione di ozono protettivo, i raggi UV danneggerebbero maggiormente gli esseri umani ai tropici.

Secondo studi precedenti, si ritiene che la popolazione sia diminuita da circa 10.000 a 30.000 individui in seguito all’eruzione del Toba.

Uno studio ha concluso che il catastrofico declino dei livelli di ozono atmosferico intorno ai tropici da 60.000 a 100.000 anni fa ha causato un collo di bottiglia della popolazione. Gli esperti dell’Istituto tedesco di chimica Max Planck hanno scoperto che i livelli di ozono si sono dimezzati a causa dell’eruzione del massiccio vulcano Toba a Sumatra. Nella foto: un’impressione artistica dell’eruzione del Toba

Qual è stato il disastro di Toba?

La super eruzione di Toba è stata la più grande eruzione vulcanica sulla Terra negli ultimi 2,5 milioni di anni.

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La sua vetta è esplosa su quella che oggi è l’isola indonesiana di Sumatra circa 74.000 anni fa.

Il vulcano ha rilasciato circa 720 miglia cubiche (3.000 chilometri cubici) di roccia e cenere che si sono sparse in tutto il mondo.

Alcuni studiosi ritengono che l’eruzione vulcanica abbia cancellato il cielo, portando con sé un inverno vulcanico decennale.

Si ritiene che un’eruzione cento volte più piccola del Monte Toba – l’eruzione del Monte Tambora, sempre in Indonesia, nel 1815 – abbia portato un anno senza estate nel 1816.

L’eruzione del vulcano Toba ha distrutto la vita sulla Terra perché la sua densa nuvola di cenere ha bloccato i raggi del sole, uccidendo gran parte della vita vegetale sul pianeta.

L’evento è stato così grande che tutto ciò che resta della montagna è l’enorme Lago Toba, che si estende per 100 chilometri di lunghezza, 30 chilometri di larghezza e fino a 505 metri di profondità.

L’idea che le eruzioni vulcaniche siano responsabili del rallentamento della crescita della popolazione è stata proposta per la prima volta dalla scrittrice scientifica Ann Gibbons nel 1993.

L’autore dell’articolo e chimico atmosferico Sergei Osipov del Max Planck Institute for Chemistry di Magonza, in Germania, ha spiegato che “la tuba è stata a lungo considerata una causa di soffocamento”.

Tuttavia, ha aggiunto, “le indagini preliminari sulle variabili climatiche della temperatura e delle precipitazioni non hanno fornito alcuna prova concreta di un effetto devastante sulla razza umana”.

Il collegamento tra il supervulcano e il collo potrebbe ora essere stabilito, ha affermato il coautore dell’articolo e geoscienziato Georgi Stenchikov della King Abdullah University of Science and Technology (KAUST).

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“Segnaliamo che la radiazione UV vicino alla superficie è il fattore trainante dell’evoluzione nei tropici”, ha spiegato.

Il professor Stenchikov ha aggiunto che gli effetti climatici, come il raffreddamento causato dagli aerosol vulcanici nell’atmosfera che bloccano la luce solare in arrivo, diventano più significativi solo “nelle regioni più volatili lontane dai tropici”.

“Lo strato di ozono impedisce ad alti livelli di raggi ultravioletti dannosi di raggiungere la superficie”, ha spiegato il dott. Osipov.

Per generare ozono dall’ossigeno atmosferico, sono necessari fotoni per rompere il legame O₂. Quando un vulcano rilascia enormi quantità di anidride solforosa (SO₂), il pennacchio vulcanico risultante assorbe le radiazioni ultraviolette ma blocca i raggi del sole.

Questo, ha aggiunto, “limita la formazione di ozono, crea un buco nell’ozono e aumenta le possibilità di stress UV”.

Nel loro studio, i ricercatori hanno eseguito un modello climatico sviluppato dalla NASA su un supercomputer del KAUST per simulare l’effetto di eruzioni di diverse dimensioni sui livelli globali di radiazioni ultraviolette.

La modellazione del team ha scoperto che anche scenari di super-eruzione relativamente piccoli hanno avuto un impatto significativo sull'ozono atmosferico e che le emissioni stimate di anidride solforosa di Toba hanno probabilmente impoverito i livelli globali di ozono fino al 50 percento.  Nella foto: l'ozono cambia in base alla latitudine nei due anni successivi a un'eruzione.  L'esaurimento è mostrato in blu

La modellazione del team ha scoperto che anche scenari di super-eruzione relativamente piccoli hanno avuto un impatto significativo sull’ozono atmosferico e che le emissioni stimate di anidride solforosa di Toba hanno probabilmente impoverito i livelli globali di ozono fino al 50 percento. Nella foto: l’ozono cambia in base alla latitudine nei due anni successivi a un’eruzione. L’esaurimento è mostrato in blu

La loro modellazione ha scoperto che anche scenari di super-eruzione relativamente piccoli hanno avuto un impatto significativo sull’ozono atmosferico e che le emissioni stimate di anidride solforosa da Toba hanno probabilmente impoverito i livelli globali di ozono fino al 50 percento.

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Questo cambiamento avrebbe potuto portare a livelli più elevati di radiazioni ultraviolette che raggiungono la superficie terrestre, aumentando i danni alla salute umana e influenzando negativamente i tassi di sopravvivenza.

“Gli effetti dello stress ultravioletto possono essere simili a quelli della guerra nucleare”, ha spiegato il dott. Osipov.

Il lago Toba, che ha 436 miglia quadrate di acqua, si è formato per riempire lo spazio simile a un calderone, o

Il lago Toba, con 436 miglia quadrate di acqua, si è formato per riempire il vuoto simile a un calderone, o “caldera”, lasciato dalla massiccia eruzione. Nella foto: il sito del lago Toba a Sumatra

Si ritiene che Toba sia stata una delle più grandi eruzioni della Terra di sempre, eruttò circa 5.097 miglia quadrate di materiale e causò un inverno vulcanico di 6-10 anni.  Nella foto: Lago Toba, che riempie il vuoto simile a un calderone, o caldera, lasciato dall'eruzione vulcanica, come si vede oggi

Si ritiene che Toba sia stata una delle più grandi eruzioni della Terra di sempre, eruttò circa 5.097 miglia quadrate di materiale e causò un inverno vulcanico di 6-10 anni. Nella foto: Lago Toba, che riempie il vuoto simile a un calderone, o caldera, lasciato dall’eruzione vulcanica, come si vede oggi

Ad esempio, i raccolti e la produttività marina diminuiranno a causa degli effetti della sterilizzazione UV. Uscire senza protezione UV può causare danni agli occhi e scottature solari in appena 15 minuti.

Ha concluso: “Nel tempo, i tumori della pelle e il danno generale al DNA potrebbero aver portato a un declino della popolazione”.

I risultati completi dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Comunicazioni Terra e Ambiente.