74000年前的一次大规模火山喷发影响了整个地球——考古学家用火山玻璃来弄清楚人们如何生存

By Jayde N. Hirniak published 2 days ago

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如果你在74000年是幸运的，你会已经存活这场托巴超级火山喷发。这是地球在过去250万年中已经见过的最大的灾难性事件之一。

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冰岛利特利-赫鲁图尔附近一座火山喷发。 (Image credit: © Giles Laurent, gileslaurent.com, License CC BY-SA, CC BY-SA 4.0)

本文最初发表于《对话》杂志。该杂志将文章贡献给太空网站的专家之声：编辑意见与见解。

如果你在74000年是幸运的，你会已经存活这场托巴超级火山喷发。这是地球在过去250万年中已经见过的最大的灾难性事件之一。

虽然这座火山位于现在的印度尼西亚，但跨整个地球的生物都被潜在的影响。作为一名专门研究过去火山爆发的考古学家，我常常思考人类幸存这场灭绝级别的事件多么难以置信的，比1980年的圣海伦斯火山喷发更大一万倍。

托巴超级火山喷发甩了672立方英里(2800 km³）的火山灰进入平流层，产生一个约1000个足球场(62×18英里即100×30公里）的巨大火山口。一个如此尺寸的喷发将已经产生遮挡大部分阳光的黑色天空，潜在的造成持续数年的全球性降温。靠近火山，酸雨会已经污染水源，而厚的火山灰层会已经掩埋动物和植被。

对作为一个物种的智人堆积了所有这些赔率，我们如何生存了来拼凑今天的故事呢？

在灰烬中生存

居住在靠近托巴火山的居民可能已被完全扫荡掉。是否其他地区的人被影响是一个科学家仍在调查的问题。

托巴灾难假说多年来是一个突出的思想学派。它提出托巴超级火山喷发造成了一场持续长达六年的全球降温事件。按照这一假说，它的影响造成了地球上的人口数量锐减至不足一万人。

这一场景被在生活在今天的人的基因组证据支持。我们的DNA证据提示现代人类约十万年前开始向不同区域扩散，随后不久体验了一个科学家叫的“基因瓶颈”——一个诸如自然灾害或疾病爆发导致人口数量中一个骤减的事件。这类灾难性事件急剧的降低一个群体的基因多样性。

无论这个人口规模中的明显减少源自于托巴超级火山喷发还是一些其他因素被激烈争论。随科学家从气候、环境和考古记录中收集更多的数据，我们开始能够来理解什么条件对人类生存最重要。

来自公元79年臭名的意大利庞贝城维苏威火山爆发的一个个人的铸像。(Image credit: Jebulon via Wikimedia Commons)

如何研究一个超级火山喷发的影响

为拼凑出74000年前发生了的，科学家们有一条他们能用的直接的证据线：从火山喷发本身甩出的岩石和灰烬。这些物质被指为火山碎屑。科学家能视觉上和化学上追踪跨风景的火山碎屑层。

叫隐屑的微观火山玻璃旅行最远，使它对了解一个火山喷发的真实程度是重要的。因为隐屑对肉眼是不可见的，它能正在真的挑战识别工作。像我这样的研究人员通过筛土和用一个一种能拾取并移动微观颗粒的工具显微操作器仔细的分离这些微小玻璃碎片。这个过程能感觉像大海捞针一样，单个遗址能用数月来完成。

每座火山喷发都有一个独特的化学，科学家能用这来决定哪个爆发一个特别的火山物质来源。例如来自某次喷发的火山碎屑可能在它中有比来自另一次爆发更高的铁含量。用这些知识，我们能开始了解过去喷发多大和它们直接的影响了谁。

在我在现场工作时我寻找安顿在考古遗址上的隐屑——有过去人类活动比如工具、艺术品甚至埋藏的遗骸的痕迹的地方。我从已被发掘的区域采集样本并把它们带回实验室来提取出泥土中的微观火山玻璃。随后我化学上分析这些玻璃来弄清楚火山的指印。

但即使我确定一个来自一个考古遗址的样本肯定是一个来自托巴超级火山喷发的样品，这是否揭示关于那次爆发人们的什么呢？

作者在一个考古遗址采集隐屑。样本被沿一个暴露的地层剖面的连续列采集。 (Image credit: Jayde N. Hirniak/The Conversation)

一旦我们识别一个火山碎屑层或隐屑，下一步是要仔细观察该次喷发前后在考古记录中保存的的。在有些案例中，在一个火山爆发后人们改变他们的行为，比如采用新的石器技术或吃某些不同的食物。有时在一个灾难性事件后，人类甚至会放弃某个场所，没有留下人类活动的痕迹。

不过，研究在考古遗址上的火山沉积物只填补拼图的一块。环境和气候记录保存关于当地植被或在喷发时全球温度的变化信息。这些信息帮助科学家理解人们为什么做出了他们做出的改变。

考古证据揭示什么？

鉴于托巴超级火山喷发的规模和强度，似乎几乎不可改变的跨全球人类会已经遭受了巨大的。然而，大多数考古遗址告诉一个坚韧的故事。

在诸如南非等地，人类不仅幸存这场灾难事件还蓬勃发展了。在皮纳克尔角5-6号考古遗址，来自托巴的隐屑证据表明人类在火山喷发前、期间和之后占领了这个场所。事实上在火山爆发后不久，人类活动增加了和新的技术出现了，展现人类的适应能力。

这一奇迹的结果不仅限于南非。类似的证据也被保存在埃塞俄比亚低地中的辛法-梅特马1号考古遗址中，那里来自托巴的隐屑表现在也保存人类活动的地层中。

在这里，过去人类通过沿季节性河流并在漫长旱季期间在小型浅水洼地捕鱼适应了当地环境中的变化。约在托巴超级火山喷发期间，该地区中的人类还采用了弓箭技术。这种行为灵活性允许人们来生存猛烈的干燥条件和其它托巴超级火山喷发潜在的影响。

多年来，考古学家在印度尼西亚、印度和中国的众多遗址中已经发现了类似的结果。随着证据积累，出现人们能够在托巴火山吹掉它的垛后来生存并继续繁衍。这提示这次火山喷发可能已经不是在托巴灾难假说中最初提出的“人口瓶颈”的主要原因。

虽然托巴可能不能帮助科学家了解是什么造成了古代人类人口骤降至1万个人，但它确实帮助我们了解人类如何已经适应过去的灾难性事件以及这对我们的未来意味的。

一个未来的灾难意味着什么？

好消息是现在我们是比7.4万年前的人远更准备了的。甚至那时，人们能够来适应并在醒悟重大灾难中找到新解决方案。今天，诸如美国地质调查局火山灾害计划和全球火山计划等项目通过多种技术监测活火山集中在准备上。事实上，您能随时查看当前哪些火山正在喷发。

除了我们的增强的准备，人类被我们的对几乎任何条件甚至灾难性事件的能力定义。通过研究火山爆发在考古记录中的影响，我们能更好地理解在过去中对人类生存什么是关键条件，并将这些教训应用于未来。

本文在知识共享许可协议下从The Conversation重新发表。请阅读原文original article.。