Izvor: B92, 13.Maj.2010, 12:30 (ažurirano 02.Apr.2020.)
Vulkani, ali super
Tokom poslednjih desetak godina postali smo znatno potpunije svesni raznovrsnih globalnih katastrofičkih rizika koji prete opstanku čovečanstva (a u ponekim slučajevima i sveg života na Zemlji). Spektru prirodnih katastrofa koje su se povremeno dešavale u oko 4,5 milijardi godina dugoj istoriji naše planete ljudi su, od 1945. godine i izuma nuklearnog oružja, dodali i više veštački izazvanih – kako se često kaže, antropogenih – hazarda. Međutim, i dalje su prirodni rizici >> Pročitaj celu vest na sajtu B92 << daleko bolje poznati i proučeni, kao rezultat velikog napretka u geologiji, klimatologiji, paleontologiji i drugim naukama o Zemlji.
Piše: Milan Ćirković
Ovakve velike kataklizme se, naravno, događaju veoma retko – i zato se ne mogu predvideti prostom ektrapolacijom malih pojava koje oko nas vidimo danas. Nakon nekog takvog događaja, Homo sapiens možda može nastaviti da živi kao vrsta, ali bez razvijanja onih vrednosti koje civilizacija donosi. Međutim, verovatnije je da bi, sa stanovišta vremenskih skala evolucione biologije ili geologije, tragovi ljudske egzistencije na Zemlji erozijom bili uništeni vrlo brzo.
Kad bismo sačekali samo milion godina – vrlo kratak period za našu planetu – vrlo je neizvesno da li bi neko mogao, bez podrobnih arheoloških studija, da zaključi da su ljudi ikad postojali. Izuzetak čine, naravno, sateliti koje su ljudi postavili u stabilnim orbitama, te stope američkih astronauta na površini Meseca, koje bi nadživele sve zemaljske građevine. Ali, ne postoji nikakva garancija da bi se posle tako velikog poremećaja u preostalom vremenu koliko će naša planeta biti nastanjiva mogla pojaviti civilizacija koja će ostvariti i delić ljudskog potencijala.
Unutar skupa prirodnih hazarda, gotovo ikonički status (delom zahvaljujući holivudskim hitovima poput "Armagedona") su stekli sudari Zemlje sa malim telima Sunčevog sistema – asteroidima i kometama – što, kako skorašnji nalazi govore, ne odgovara sasvim realnoj veličini rizika. Iako je jedan ovakav događaj izazvao, pre oko 65 miliona godina, izumiranje dinosaura, amonita i brojnih drugih živih vrsta, to ipak nije najozbiljniji globalni prirodni hazard. Prestanimo da se brinemo o asteroidima koji nam prete iz svemira – treba da sačuvamo besane noći za supervulkanske erupcije. One predstavljaju, grubo govoreći, dvostruko veću pretnju za civilizaciju od sudara sa kosmičkim telima. Ironično, ova "nova” opasnost je, izgleda, stari čovekov poznanik.
Kosmička tela veličine preko 1 kilometra pogađaju Zemlju u proseku jednom svakih 100 hiljada godina. Jedan takav sudar bi, na današnjoj gusto naseljenoj planeti, prouzorkovao oluje, požare i glad i smrt preko milijardu ljudi, čak i ako ne uzmemo u obzir ratove, pandemije i druge indirektne posledice koje bi usledile. Ali supersnažne vulkanske erupcije sposobne da izazovu ovakvu katastrofu dešavaju se, otprilike, jednom u 50 hiljada godina, sugeriše nekoliko novijih studija, pre svega ona Majkla Rampina, geologa sa Njujorškog univerziteta.
SupervulkaniSupervulkanskom se konvencionalno naziva ona vulkanska erupcija koja proizvodi preko 1000 kubnih kilometara izbačenog materijala. One se takođe smatraju sposobnim za proizvodnju više od milijardu tona (hiljadu megatona) stratosferskih aerosola i čestica prašine dimenzija manjih od jednog hiljaditog dela milimetra, koje se dugotrajno (recimo nekoliko godina) zadržavaju u visokim slojevima atmosfere blokirajući Sunčevu svetlost. Jasno je da supererupcije na ovaj način izazivaju globalno zahlađenje (koje se naziva "vulkanskom zimom”) i ekološki poremećaj u čitavom svetu. U današnjem prenaseljenom svetu supervulkanska erupcija bi gotovo neminovno izazvala slom savremene civilizacije.
I dok u svetu polako raste svest o pretnji koju predstavljaju asteroidi i komete i uveliko se razmatraju različiti planovi za umanjivanje ili sprečavanje iste, niko danas nema ni najpribližniju predstavu kako da predvidi sledeću supervulkansku erupciju (a kamoli da je spreči, što se čini daleko težim od skretanja asteroida sa "rizične” putanje). Rampinovo upozorenje zasnovano je na istraživanju geoloških ostataka prethodnih supererupcija. Takvi ostaci se pronalaze u tzv. geološkim vrućim tačkama poput Islanda, Sumatre, Azorskih ostrva, zapadnog Sibira ili ostrva Reunion u Indijskom okeanu. Dva najbolje proučena takva ostatka nalaze se u Sjedinjenim Američkim Državama: u slavnom Jeloustonskom nacionalnom parku i takozvanoj Dugačkoj dolini (Long Valley) u Kaliforniji. Oni su imali tri velike erupcije u proteklih 2 miliona godina, pri čemu su svaki put pokrili čitav severnoamerički kontinent pepelom, od Atlantika do Tihog okeana. Ali najdramatičniji i najskoriji takav događaj odigrao se na mestu današnje kaldere (vrste kratera) Toba na indonežanskom ostrvu Sumatra pre 73-75 hiljada godina.
Strahovita eksplozija supervulkana Toba raznela je planinu koja se tu prethodno nalazila i stvorila krater prečnika oko 100 kilometara, izbacivši prašinu i pepeo u vidu stuba zastrašujućih 50 kilometara visine i oslobodivši, između ostalog, preko 3 milijarde tona (3000 megatona!) sumpor-dioksida u atmosferu. Sumpor-dioksid je jedan od najopasnijih proizvoda kako vulkanske aktivnosti tako i, u novije vreme, ljudske industrije.
Količina sumpor-dioksida izbačena u supererupciji Tobe najmanje stotinu puta je veća od one koju su izbacili vulkani poznati iz pisane istorije: Vezuv u erupciji koja je uništila Pompeju i Herkulanum 79. godine ili Krakatau pri čuvenoj eksploziji iz 1883. Sumpor-dioksid se u atmosferi pretvara u aerosole sumporne kiseline, koji bivaju postepeno isprani kišom tokom više godina. U takozvanim "ledenim jezgrima” – uzorcima leda određene starosti koji se vade iz dubina glečera – koje su geofizičari pronašli na Grenlandu, najveća vrednost sumporne kiseline podudara se sa vremenom erupcije vulkana Toba i traje oko 6 godina. Ovo jasno pokazuje da se gust vulkanski oblak sa svim pogubnim efektima proširio preko čitave planete.
Jedna od najinteresantnijih savremenih hipoteza o efektima supervulkanskih erupcija nije, međutim, potekla iz geofizike već iz... ljudske genetike! Sa skorašnjim velikim uspehom "Projekta ljudskog genoma” otvorio se za naučnike čitav niz novih pitanja vezanih za ljudsku evoluciju. Jedna od prvih stvari koje su naučnici uočili jeste zapanjujuća uniformnost ljudske genetske strukture. Na molekularnom nivou, sličnost između ljudi sa svih geografskih širina i dužina i iz najrazličitijih klimatskih i kulturnih okruženja je neverovatno velika; sve razlike koje percipiramo među ljudima ili su proizvedene kulturno ili su zanemarljive! S obzirom da ljudi žive na gotovo čitavom kopnu naše planete izuzev Antarktika, ovo je zaista neobično. Ljudska genetska varijabilnost je daleko manja nego varijabilnost kod drugih sisara koji imaju tako veliki geografski raspon (recimo pacova, slepih miševa ili pasa). Standardno objašnjenje ovoga jeste da su svi ljudi koji danas žive na Zemlji potomci jedne relativno male populacije (takozvana hipoteza "mitohondrijalne Eve”) u dalekoj prošlosti čovečanstva.
Kakve veze ovo ima sa supervulkanima? Veliki mađarski biohemičar Albert Sent-Đerđi, dobitnik Nobelove nagrade za otkriće strukturne formule vitamina C, svojevremeno je izjavio: "Dobar naučnik je onaj ko misli isto kao i svi ostali a vidi nešto što niko drugi ne vidi; genije je onaj ko vidi isto što i svi ostali, a misli nešto što niko drugi nije pomislio.” Ovo je možda upravo takav slučaj, s tim što je onaj uzbudljivi deo u tome što se to upravo sad odvija i mi možda imamo retku sreću da vidimo značajnu novu naučnu paradigmu u nastajanju. Naime, 1998. godine američki antropolog Stenli Embrouz je predložio da je upravo supererupcija Tobe bila globalna katastrofa koja je smanjila ljudsku populaciju na veoma, veoma mali broj – ispod 10 hiljada, a možda i ispod hiljadu individua. Embrouz je, koristeći poznate stope genetskih mutacija, "vratio film unazad” i pokušao da proceni u kom dobu je došlo do genetskog "uskog grla” (engl. bottleneck) koje objašnjava današnju uniformnost ljudskog genoma. Odgovor: pre oko 75 hiljada godina. Koincidencija sa supererupcijom Tobe možda nije samo koincidencija!
Prema Embrouzovoj teoriji, vulkanska zima nastala zbog izbacivanja ogromnog vulkanskog oblaka prašine i aerosola u stratoferu trajala je čitavih šest godina. Tokom tog perioda, zbog pomračenog Sunca, globalna temperatura na površini naše planete opala je za nekoliko stepeni Celzijusa sa regionalnim smanjenjima čak do 15 stepeni. Ovo je neizbežno izazvalo ekološku katastrofu: nedostatak Sunčeve svetlosti i hladnoća značili su dramatično smanjenje biomase u biljkama, što je, sa svoje strane, imalo za posledicu da su životinje i ljudi masovno stradali od gladi. Naši preci u to doba nisu bili ništa sigurniji od drugih životinjskih vrsta, niti su raspolagali ma kakvim načinom da se bolje suprotstave gladi, tako da je "zamalo” došlo do potpunog izumiranja naše vrste. Ona mala populacija koja je preživela, učinila je to zbog srećne okolnosti da se nalazila u najtoplijim i biomasom najbogatijim krajevima planete, u centralnoj Africi, odakle se, kada se zastrašujući vulkanski oblak raspršio i Sunce ponovo normalno zasijalo, proširila širom planete.
Naravno, sa objavljivanjem Embrouzove teorije pojavili su se i skeptički glasovi. Veoma je teško rekonstruisati niz događaja koji su se odigrali pre više od sedamdeset milenijuma, a posebno ekoloških faktora koji su u njima imali udela kada je precizno modeliranje ekologije koju dan-danas posmatramo još uvek jako teško, a često i nemoguće na sadašnjem nivou znanja. Pravničkim rečnikom, "porota još zaseda” i tek će buduća istraživanja pokazati da li je Embrouzova uzbudljiva hipoteza najbolje objašnjenje stvarnosti. Međutim, sama činjenica da ona predstavlja moguće objašnjenje zagonetke genetske uniformnosti čoveka ukazuje na potencijal supervulkana da izazovu katastrofalne poremećaje širom planete.
Najveći problem za živa bića koja prežive (zbog geografske udaljenosti pre svega) sam trenutak supereksplozije i udarne talase, zemljotres od 10 stepeni rihtera, uraganske oluje i kisele padavine koji ovaj trenutak prate, bilo bi hlađenje zbog blokade Sunčeve svetlosti. Značajnije istorijske vulkanske erupcije, kao što su Tambora 1815, Krakatau 1883. i Pinatubo 1991. godine, izazvale su merljiva smanjenja globalnih temperatura, doduše samo nekoliko desetih delova stepena. Detaljni Rampinovi proračuni pokazuju da je supererupcija Tobe smanjila globalnu temperaturu za oko 5 stepeni, dok bi regionalna hlađenja išla i do 15 stepeni Celzijusa.
Ovo bi uništilo najveći deo vegetacije nad tlom – one koja bi preživela kisele kiše i oluje nastale zbog same erupcije. Ukupno, količina svetske vegetacije bi se smanjila za oko 25%. U savremenom, gusto naseljenom svetu, ovo bi izazvalo svetsku glad koja bi trajala decenijama, pojačanu sumornom činjenicom da gotovo nijedna zemlja na svetu (izuzimajući Švajcarsku i još veoma mali broj država) nema rezerve hrane za čitavo svoje stanovništvo za duži period. U takvoj situaciji nije teško zamisliti da bi smanjeni poljoprivredni resursi izazvali čitav niz sekundarnih katastrofa, pre svega ratova za hranu, zatim i globalnih epidemija i slično. Sve u svemu, teško je zamisliti da bi civilizacija kakvu danas znamo preživela.
Kao što u nedavnom komentaru za "New Scientist" naglašava slavni britanski paleontolog i astrobiolog Sajmon Konvej Moris, jedan od najzaslužnijih za poznatu rekonstrukciju faune iz kambrijuma pronađene u Bardžesovom škriljcu u Britanskoj Kolumbiji: "Sve što možemo da uradimo jeste da držimo palčeve i nadamo se da ćemo do naredne supererupcije imati robustni društveni i ekonomski sistem zasnovan na globalnoj pravdi i solidarnosti, kao i početak snažnog programa međuplanetske i međuzvezdane kolonizacije.” Zbilja je teško dati bolji sažetak zadatka koji je pred nama – i ne samo u vezi sa ovom vrstom globalnih kataklizmi.
Supervulkanizam je takođe relativno loša vest za potragu za vanzemaljskom inteligencijom (SETI). Ova potraga zasniva se na ideji da će civilizacije na udaljenim planetama opstati dovoljno dugo da razviju tehnologiju neophodnu za komunikaciju preko ogromnih međuzvezdanih udaljenosti. Međutim, mi istovremeno očekujemo da se takve civilizacije moraju pojaviti na planetama koje su tektonski aktivne, iz više razloga, a pre svega zbog potrebe za kruženjem ugljenika između atmosfere i tla. Energija za ovakvo kruženje potiče, u krajnjoj instanci, od raspada dugoživućih radioaktivnih izotopa u Zemljinoj unutrašnjosti, pre svega urana, torijuma i kalijuma-40, koji pokreću sve tektonske promene. Tektonski aktivne planete su istovremeno nužno i vulkanski aktivne. Stoga je za očekivati da su sve naseljene planete podložne povremenim supererupcijama koje bi mogle predstavljati kraj civilizacije drugde, kao što mogu jednog nepredvidljivog dana – posebno ako ne budemo mudri i vredni u duhu gore navedene izjave Konvej Morisa i ne poradimo više na naseljavanju svemira – okončati i civilizaciju i postojanje razumnih bića ovde.
