Mikroskopiska växtrester, kallade fytoliter, från gräs, starr, palmer, forbs, och träd som levde nära Malawisjön i Östafrika omkring 74, 000 år sedan. Kredit:Chad L. Yost, University of Arizona Institutionen för geovetenskap
Det massiva vulkanutbrottet i Toba på ön Sumatra omkring 74, För 000 år sedan orsakade inte en sex år lång "vulkanvinter" i Östafrika och fick därmed den mänskliga befolkningen i regionen att rasa, enligt ny University of Arizona-ledd forskning.
De nya rönen stämmer inte överens med Toba-katastrofhypotesen, som säger att utbrottet och dess efterdyningar orsakade drastiska, flerårig kylning och allvarliga ekologiska störningar i Östafrika.
"Detta är den första forskningen som ger direkta bevis för effekterna av Toba-utbrottet på vegetationen strax före och strax efter utbrottet, " sa huvudförfattaren Chad L. Yost, en doktorand vid UA Institutionen för geovetenskap. "Toba-utbrottet hade ingen betydande negativ inverkan på vegetationen som växer i Östafrika."
Forskare kan använda forntida växtdelar som sköljer in i och ackumuleras på bottnen av sjöar för att rekonstruera en regions tidigare ekosystem. Yost och hans kollegor studerade mikroskopiska bitar av växter bevarade i två sedimentkärnor från Malawisjön, som är cirka 570 kilometer (354 miles) lång och är den sydligaste av de östafrikanska Rift-sjöarna.
Tidigare utredare hittade material från Toba-utbrottet i Malawisjöns kärnor. Det materialet pekar ut tidpunkten för utbrottet och gjorde det möjligt för Yost och kollegor att titta tillbaka i tiden 100 år före till 200 år efter Toba-utbrottet. Teamet analyserade prover som representerade, i genomsnitt, vart 8,5:e år inom det 300-årsintervallet.
"Det är förvånande, " sa Yost. "Du skulle ha förväntat dig kraftig nedkylning baserat på storleken på Toba-utbrottet - men det är inte vad vi ser."
Yost och hans kollegor hittade inga markanta förändringar i vegetationen på lägre höjd efter utbrottet. Teamet hittade en del utdöende av bergsväxter precis efter utbrottet. Nedkylning från utbrottet kan ha skadat frostintoleranta växter, han sa.
University of Arizona geovetare Andrew Cohen (längst till vänster), Marshall Pardey och Doug Schnurrenberger står vid kärnborrningsutrustningen och lyssnar efter kärnborrningsverktyget i borrsträngen. Kredit:Lake Malawi Drilling Project
Hade regionen upplevt det drastiska, flerårig kylning efter Toba, kärnorna skulle ha bevis på en massiv utdöende av regionens vegetation på alla höjder, sa Yost.
En del av Toba-katastrofens hypotes tyder på att utbrottet fick mänskliga populationer att krympa.
"Vi vet att anatomiskt moderna människor bodde inom 50 kilometer från Malawisjön, " sa Yost. "Människor skulle ha kunnat resa till livsmiljöer och lägre höjder som hade liten eller ingen kyleffekt från Toba-utbrottet."
De flesta av regionens kända arkeologiska platser är från låga höjder, inte bergen, han sa.
Medförfattare Andrew S. Cohen, UA framstående professor i geovetenskap, sa, "Att en unik händelse i jordens historia 75, 000 år sedan fick mänskliga befolkningar i mänsklighetens vagga att sjunka är inte en hållbar idé."
Lagets tidning, "Subdecadal fytolit- och träkolsrekord från Malawisjön, Östafrika innebär minimala effekter på mänsklig evolution från superutbrottet i Toba, ~74 ka, " publiceras online denna vecka i Journal of Human Evolution .
Yosts och Cohens medförfattare är Lily J. Jackson från University of Texas i Austin, och Jeffery R. Stone från Indiana State University, Terre Haute. National Science Foundation och International Continental Scientific Drilling Program finansierade forskningen.
Medlemmar av Lake Malawi Drilling Projects vetenskapsteam hanterar kärnan - en del av utrustningen som används för att samla sedimentkärnor från Malawisjöns botten. Notera sedimentet i änden av metallröret. Kredit:Lake Malawi Drilling Project
Lake Malawi Drilling Project tog kärnorna från sjöns botten 2005, sa Cohen, en av huvudutredarna i samarbetsprojektet. Sjön är en av de djupaste i världen. Materialet som arkiveras i kärnorna går tillbaka mer än en miljon år.
Växt- och djurmaterial sköljer in i sjöar och avsätts på botten i ettåriga lager, så en sedimentkärna innehåller en registrering av de tidigare miljöerna för en sjö och av det omgivande landet.
Yost studerade två kärnor tagna från sjön:en från norra änden av sjön, som ligger närmare bergen, och den andra från den centrala delen av sjön. Andra forskare hade identifierat vilket lager i dessa kärnor som hade glas och kristaller från Toba-utbrottet, sa Cohen.
Yost tog prover från kärnorna som gränsade utbrottet och analyserade proverna för träkol och för kiseldioxidhaltiga växtdelar som kallas fytoliter.
Arbetet krävde hundratals timmar av att titta genom ett mikroskop, sa Yost, som är expert på att identifiera vilken typ av växt en viss fytolit kom ifrån.
Om Toba-katastrofhypotesen är sann, den massiva utdöende av vegetation skulle ha resulterat i fler skogsbränder och därför mer kol som sköljs ut i sjön. Dock, han fann ingen ökning av träkol utanför intervallet för normal variabilitet i sedimenten avsatta efter utbrottet.
"Vi fastställde att Toba-utbrottet inte hade någon betydande negativ inverkan på vegetationen som växer i Östafrika, " sa Yost. "Vi hoppas att detta kommer att sätta den sista spiken i kistan för Toba-katastrofens hypotes."
