Mount Toba 喷发似乎不太可能让人类濒临灭绝

# 多巴火山喷发似乎并不足以差点灭绝人类 来源：https://arstechnica.com/science/2026/08/mount-toba-eruption-doesnt-seem-like-it-could-nearly-kill-our-species/ 大规模多巴喷发似乎对气候影响甚微。 如今，一个湖泊填满了多巴喷发时腾空的火山口。图片来源：维基共享资源 (https://en.wikipedia.org/wiki/Youngest_Toba_eruption#/media/File:Toba_zoom.jpg) 多巴火山是过去260万年来最大的一次火山喷发，有人曾认为它差点灭绝了人类。大约7.4万年前，位于如今苏门答腊岛上的一个破火山口在约两周内喷出了数千立方公里的岩浆，大约是1991年皮纳图博火山喷发量的一千倍。“人们曾以为它可能导致了全球大幅降温，从而威胁到我们祖先的生存，”德国美因茨约翰内斯·古滕贝格大学的地球科学家Jinheum Park说。 Park和他的同事们前往肯尼亚-坦桑尼亚边境一个小火山湖的湖底，从那里取出的泥浆中寻找这场灾难的记录。结果他们发现，多巴火山喷发的影响持续不到两年，降温幅度可能只有约0.5摄氏度。 ## 泥泞的日历 火山喷发将二氧化硫注入平流层，在那里形成微小液滴的薄雾，将阳光反射回太空。更大的喷发会释放更多二氧化硫，原则上会导致更多降温。但当喷发超过一定规模时，这一趋势就不成立了。“较大的硫酸盐气溶胶会迅速沉降，因为它们更重，”Park解释说。这种快速沉降使得它们在散射入射太阳辐射方面效率降低。 对多巴火山硫排放量的估算差异如此之大，以至于计算机模型根据输入的数字，将这次喷发显示为从接近灭绝级别的事件到对我们早期祖先的小小麻烦之间的任何一种情况。为了平息这场争论，科学家们试图寻找地质证据：保存在海床或湖泊岩芯中的多巴火山灰。但这也被证明是棘手的。 在确定像火山喷发这样突发而剧烈的事件的时间和范围时，水下泥芯通常不太管用。当沉积物在湖底或海底沉降时，来自不同年份的物质会有些混合。即使我们将海底取出的泥芯切成非常薄的切片，并试图在更小的时间间隔内分辨气候变化，我们的切片仍会反映长达数年的气候信号的混合影响。对于大多数此类记录，我们只能追踪过去气候以十年为尺度的演变。而火山冬天，即使很严重，也只会持续一到三年。 “很难找到任何以如此高分辨率记录区域气候的沉积档案，”Park说。在标准沉积岩芯中寻找多巴灾难的痕迹，就像用日历给短跑计时一样。但后来科学家们发现了一个湖泊，其沉积记录更像一个秒表。 ## 秒表湖 查拉湖是乞力马扎罗山山麓的一个小而陡峭的火山口湖，由山上森林覆盖的斜坡渗出的地下水补给。其深水区从不完全翻转，导致湖底缺氧且没有水流。这使得它成为一个近乎完美的高分辨率气候记录器，沉积物以纹泥形式沉积：每年一对，一层浅色层富含来自硅藻（一种藻类）的硅质骨架，另一层深色层则由细粒土壤和黏土构成。“它就像树木年轮一样，”Park说。 这些成对层之所以存在，是因为从10月到次年4月，随着深色物质的积累，水体保持分层且静止。然后，在6月至9月凉爽、干燥、多风的月份，水体发生混合。“湖水深90米，但在凉爽干燥的条件下，水可混合到约50米深处，”Park解释说。“那样的话，湖底附近的养分上升到表面，硅藻就能利用它们。”硅藻依靠这些上升物质大量繁殖，死亡后以淡色硅质层的形式沉入湖底——在混合季节较长的凉爽干燥年份，这层物质会更厚。 ## 看不见的火山灰 查拉湖中的多巴火山灰是先前的研究发现的。它用肉眼看不见，其颗粒过于稀疏细小，无法形成可见的层。科学家们通过溶解掉泥浆并计数微小的玻璃碎片来找到它们，这些碎片是喷发时将岩浆雾化成超细且迅速冷却的尘埃后留下的残余物。 在查拉湖，这些碎片突然激增，然后消失。“有一个急剧增加和锐利的峰值，因此我们可以排除再沉积的任何显著影响，”Park说。“我们相当确定它来自直接的火山灰沉降。”在X射线扫描中，这层灰只有0.3毫米厚——比一张纸还薄。Park的团队随后逐层分析了夹着那一细层的450年泥层，将显微镜图像与化学扫描、同位素读数以及每两到三年的硅藻计数结合起来。 在火山灰落下之前的260年里，团队发现湖水全年平静，气候温暖湿润。然后是火山灰，在火山灰内部和紧贴其上方，夹着两片厚度只有百分之几毫米的绿色薄膜。“我们无法确切识别这些绿色层是什么，但至少它们不是来自未完全分解的藻类，因为我们找不到任何完整的遗骸，”Park说。团队将这些层解释为硅藻在极度受胁迫时分泌的物质。“我们认为这些绿色层来自硅藻，是对天空变暗的应激反应，”Park说。“因为它们需要光才能生长。” 喷发后的下一个旱季产生了一层1.2毫米厚的浅色层，其中含有大量硅藻——这显然是由湖面变冷导致异常深且持久的混合所驱动的藻华。其上方的深色层薄而模糊，意味着随后的降雨很弱，可能是因为冷却的印度洋向内陆输送的水分减少了。 但到第三年，查拉湖的层理恢复正常。“在喷发近两年后沉积的浅色薄层对查拉湖来说相当典型，”Park说。那场曾被以为几乎灭绝早期人类的灾难，其持续时间总共可能约为18个月。 而那18个月显然并没有那么糟糕。 ## 半度 为了弄清该地区当时有多凉爽干燥，团队测量了某些元素之间的比率，特别是硅铝比和锰铁比。硅铝比反映每年硅藻藻华的规模，而锰铁比反映每年混合作用向水中驱入多少氧气。 Park解释说，如果查拉湖周围的气候降温2至3摄氏度，查拉湖将不再保持整齐的年度记录。混合会变得如此之深，以至于藻华会耗尽湖中的养分，从而抑制下一年的藻华。“当养分再次积累时，会出现另一次强烈的藻华，”Park说。在沉积岩芯中，这应该会导致厚而不规则的条带，而不是规则的成对层。但多巴喷发后的泥层并非如此。 为了估算多巴火山喷发使该地区降温了多少，Park的团队将他们测得的两种元素比率的变化与末次冰期期间发生的类似变化进行了比较。“多巴之后的变化幅度大约是那个阈值的四分之一，”Park解释说。“这就是我们得出约0.5摄氏度估算值的方法。” 沉积岩芯还揭示了多巴火山喷发的日历日期，这是早期模型只能猜测的。由于浅色层在6月至9月形成，深色层在10月至次年4月形成，火山灰在一对年层中的位置使得相对精确的定年成为可能。“多巴火山灰包含在一层深色薄层内，但接近其末端，”Park说。这表明喷发发生在1月或2月，即南半球夏季、北半球冬季。早先基于亚洲各地火山灰降落位置的估算则提出了相反的季节。 对于生活在非洲的早期人类来说，这消息一半是坏消息，一半是好消息。 ## 温和的灾难 “平流层中的硫酸盐气溶胶更容易被输送到正处于冬季的那个半球，”Park说。对于我们的祖先来说，这意味着多巴的硫酸盐帷幕向北漂移，并且比如果喷发发生在北半球夏季时更早地在他们头顶变薄。另一方面，北半球有更多的陆地，陆地比海洋降温更快、更剧烈，因此北半球冬季喷发比7月喷发必然会让全球降温稍多。但总体而言，与更宏观的气候变化轨迹相比，多巴火山喷发是一场相当温和的灾难。 “这次喷发确实让该地区变冷变干，但程度不足以显著威胁人类的生存，”Park认为。在他团队分析的450年窗口期内，东非赤道地区已经从较温暖湿润的状态滑向较凉爽干燥的状态，与格陵兰冰芯记录的自然降温趋势相吻合。在这种背景下，多巴的影响看起来微不足道。“我们的研究表明，多巴之后降温和干燥的程度要小得多，并且处于末次冰期-间冰期旋回的自然变化范围之内，”Park说。“人类此前已经经历过并幸存下来。” Park研究的局限性在于查拉湖只是单一湖泊。“它记录了东非的区域气候信号，但不能显示对整个全球的影响，”Park解释说。“应该有更多采用类似方法的研究，在更多发现多巴火山灰的地点进行。” 团队还希望类似方法能用于了解更多其他巨大火山喷发，如危地马拉的洛斯乔科约斯火山喷发和2.6万年前新西兰的奥鲁阿努伊火山喷发。“它们没有多巴那么大，但仍然是超级喷发。看看当时发生了什么会很有趣、很令人兴奋，”Park说。 《科学进展》，2026年。DOI:10.1126/sciadv.adv6851 (http://dx.doi.org/10.1126/sciadv.adv6851) Jacek Krywko的照片 (https://arstechnica.com/author/jacek_krywko/) Jacek Krywko是一位自由科学和技术作家，报道太空探索、人工智能研究、计算机科学以及各种工程奇思妙想。 8条评论 (https://arstechnica.com/science/2026/08/mount-toba-eruption-doesnt-seem-like-it-could-nearly-kill-our-species/#comments) 1. 最受欢迎故事列表图片：食肉螺旋蝇在墨西哥以人类为食；人类病例超过500例 (https://arstechnica.com/health/2026/08/flesh-eating-screwworms-feast-on-humans-in-mexico-human-cases-top-500/)