5. Сверх-извержения и человеческая популяция

Недавние споры о происхождении современных людей концентрировались на двух альтернативных гипотезах: (1) «мультирегиональная гипотеза», согласно которой основные подвиды нашего вида развивались медленно и на местах, и сходство между группами объясняется перетеканием генов и (2) гипотеза о «замене», согласно которой ранние популяции были заменены от 30 000 до 100 000 лет назад современными людьми, происходившими из Африки (Hewitt, 2000; Rogers and Joude, 1995).

Для проверки этих гипотез использовались генетические исследования. Исследования ядерной и митохондриальной ДНК современных человеческих популяций привели к заключению, что современные популяции возникли в Африке и распространились по всему Старому Свету примерно 50 000 ± 20 000 лет назад (Harpending et al., 1993; Jones and Rouhani, 1986; Wainscoat et al., 1986). Этот взрыв популяции, судя по всему, последовал за резким падением популяции, которое, по оценкам Harpending и др. (1993) уменьшило человеческую популяцию до примерно 500 способных к размножению женщин, или до полной популяции в примерно 4000 особей на примерно 20 000 лет. В то же время, Неандертальцы, которые, вероятно, были лучше приспособлены к холодам, переселились в регион Леванта, когда современные люди его покинули (Hewitt, 2000).

Harpending и др. (1993) предложили свидетельства того, что можно назвать промежуточной гипотезой «Слабого Эдемского Сада», о том, что маленькая популяция предков людей разделилась на изолированные группы около 100 000 лет назад и через 30 000 каждая из этих популяций прошла через бутылочное горлышко и последующее расширение в размере. Sherry и др. (1994) оценил среднее время расширения популяций от 65 000 до 30 000 лет назад, причём Африканское расширение, вероятно, было самым ранним.

Ambrose (1998, 2003; см также Gibbons, 1993) указал на то, что время сверхизвержения Тобы приблизительно соответствует предполагаемому времени бутылочного горлышка, и высказал догадку, что экологические последствия извержения Тобы могли быть настолько сильными, что могли привести к резкому спаду популяции предшественников людей (однако см. Gathorne-Hardy и Harcourt-Smith, 2003 за противоположными взглядами).

Rampino и Self (1993a) и Rampino и Ambrose (2000) пришли к заключению, что климатические эффекты Тобы могли привести к подлинной «вулканической зиме» и значительному повреждению среды обитания. Важно отметить, что анализ mtDNA восточных шимпанзе (Pan troglodytes schweinfurthii) показывает резкое снижение популяции примерно в то же время, что и человеческой популяции (см. Rogers and Jorde, 1995).

6. Частота сверхизвержений

Decker (1990) предположил, что если все извержения магнитуды 8 в недавнем прошлом оставили кальдерные структуры, которые были обнаружены, то частота VEI 8 извержений будет примерно 2*10^-5 в год, или примерно одно VEI 8 в 50 000 лет.

Время и магнитуду вулканических извержении, однако, трудно предсказать. Стратегии предсказания включают (1) распознавание паттернов извержений конкретных вулканов (e.g., Godano and Civetta, 1996; Klein, 1982), (2) анализ предвестников различного рода (e.g., Chouet, 1996; Nazzaro, 1998) (3) анализ регионального и глобального распределения извержений в пространстве и времени (Carr, 1977; Mason et al., 2004; Pyle, 1995), и (4) теоретические предсказания, основанные на поведении материалов (Voight, 1988; Voight and Cornelius, 1991). Хотя значительный прогресс был сделан в краткосрочном предсказании извержений, ни один метод не оказался достаточно успешным в предсказании времени и, что более важно, магнитуды извержения или концентрации в магме и количества выброса серы.

Современные технологии, включающие непрерывный спутниковый мониторинг газовых выбросов, термальных аномалий и деформаций грунта (e.g., Alexander, 1991; Walter, 1990) обещает улучшение прогнозирования и конкретное предсказание вулканических событий, но эффективность этих технологий в значительной степени ещё не подтверждена.

Например, несмотря на то, что у нас есть 2000 лет наблюдений вулкана Везувий (Nazzaro, 1998), и длительная история его мониторинга и научных исследований, предсказание магнитуды и времени следующего крупного извержения остается проблемой (Dobran et al., 1994; Lirer et al., 1997). Для больших, формирующих кальдеру извержений, которые не имели места в исторически известное время, у нас мало значимых наблюдений, на которых можно обосновать предсказания или дать более длинные прогнозы.