Le persone sono sopravvissute in Sud Africa nonostante l'eruzione del supervulcano Toba

Immagina di vivere in Africa e che improvvisamente l'estate se ne sia andata e non tornerà in alcun modo. Il cielo diventa grigio durante il giorno e si illumina di rosso di notte. I fiori non sbocciano. Gli alberi muoiono in inverno. I grandi mammiferi, come l'antilope, muoiono di fame e forniscono poca carne e grasso ai predatori (carnivori e cacciatori umani) che dipendono da loro. Poi, anno dopo anno, si ripete lo stesso terribile ciclo.

Questa è un'immagine della vita sulla Terra dopo l'eruzione del supervulcano, il Monte Toba in Indonesia, avvenuta circa 74.000 anni fa. In un articolo pubblicato questa settimana su Nature, gli scienziati mostrano che i primi esseri umani moderni sulla costa sudafricana prosperavano nonostante l'evento.

Si ritiene che l'eruzione del Monte Tambor, centinaia di volte più piccola di Toba, sempre in Indonesia, nel 1815 sia responsabile dell'anno senza estate nel 1816. L'impatto sull'umanità è stato disastroso: bassi raccolti in Eurasia e Nord America, carestia e massicce migrazioni. Il vulcano Toba ha la caldera più grande del mondo con un'area di 1.775 km2. Il lago più grande dell'isola di Sumatra si trova nella caldera. L'effetto del Monte Toba, un super-vulcano che oscura anche le massicce eruzioni di Yellowstone del passato più profondo, ha avuto un impatto tangibile sulle persone di tutto il mondo.

L'entità della caduta delle ceneri testimonia la portata della catastrofe ecologica. L'enorme quantità di aerosol che è entrata nell'atmosfera ha ridotto drasticamente la quantità di luce solare, con stime che vanno dal 25 al 90 percento. In queste condizioni, l'estinzione delle piante è prevedibile e ci sono prove di significativi essiccamenti, incendi e cambiamenti nella comunità vegetale nell'Africa orientale immediatamente dopo l'eruzione di Toba.

Se il Monte Tambora ha creato una tale devastazione per un intero anno, possiamo immaginare una catastrofe mondiale con l'eruzione di Toba, un evento durato diversi anni che ha spinto la vita sull'orlo dell'estinzione.

In Indonesia, la fonte della distruzione sarebbe stata evidente ai testimoni, anche se non molto tempo prima della loro morte. Tuttavia, come poteva una famiglia di cacciatori-raccoglitori che viveva in Africa 74.000 anni fa capire le ragioni del cambiamento climatico improvviso e devastante? La carestia iniziò e molte persone morirono di malnutrizione. I gruppi sociali erano devastati e la società era sull'orlo del collasso.

Tuttavia, l'effetto dell'eruzione di Toba avrebbe senza dubbio influenzato alcuni ecosistemi più di altri, forse creando aree - chiamate refugia - in cui alcuni gruppi umani sono sopravvissuti meglio di altri durante il cataclisma. Le condizioni di vita dipendono in gran parte dal tipo di risorse disponibili. Le risorse costiere come i molluschi sono altamente nutrienti e meno suscettibili alle eruzioni rispetto alle piante e agli animali dell'interno.

Il vulcano Toba ha vomitato rocce, gas e minuscoli pezzi microscopici (criptotefra) di vetro che, al microscopio, hanno una caratteristica forma ad uncino. Una volta nell'atmosfera, questi frammenti invisibili si sono diffusi in tutto il mondo.

Panagiotis Karkanas, Direttore del Laboratorio di Ricerca Archeologica Malcolm H. Wiener, in Grecia, ha studiato i frammenti di questa esplosione al microscopio in un pezzo di sedimento archeologico racchiuso in resina.

Il frammento è stato trovato in un sito archeologico nella roccia chiamato Pinnacle Point 5-6, sulla costa meridionale del Sud Africa vicino a Mossel Bay. I depositi risalgono a 74.000 anni.

All'inizio dello studio, il team di scienziati ha reclutato un'esperta crittografa Christine Lane, che ha addestrato la studentessa laureata Amber Ciravolo nei metodi necessari. In seguito Rachel Johnson si è unita come responsabile del laboratorio e ha sviluppato nuovi metodi di valutazione.

Da zero, grazie al supporto della National Science Foundation, hanno sviluppato il Cryptotephra Archaeological and Geological Research Laboratory, che ora è coinvolto in progetti non solo in Africa, ma anche in Italia, Nevada e Utah.

Un frammento di vetro vulcanico è un'eccellente firma chimica che gli scienziati possono utilizzare per tracciare un'eruzione vulcanica. In un articolo su Nature, il team di ricerca descrive la scoperta di questi detriti in due siti archeologici nella costa del Sud Africa, rintracciando i detriti fino a Toba e documentando le attività umane durante e dopo l'eruzione vulcanica.

Molti studi precedenti hanno cercato di testare l'ipotesi che Toba avesse un grave impatto sugli esseri umani. Ma hanno fallito perché non sono riusciti a fornire prove definitive che colleghino la vita umana al momento esatto dell'evento.

La maggior parte degli studi ha esaminato se Toba ha causato cambiamenti ambientali. Questo è successo, ma tali studi mancano delle prove archeologiche necessarie per mostrare come Toba influisce sugli esseri umani.

Il team di Pinnacle Point è stato in prima linea nello sviluppo e nell'attuazione di tecniche archeologiche altamente avanzate. Misurano tutto in loco con una precisione millimetrica con una stazione comune, un dispositivo di misurazione laser integrato nei computer tascabili per una registrazione accurata e senza errori.

Campioni della stazione generale e migliaia di altri punti che rappresentano manufatti in pietra, ossa e altri resti culturali di antichi abitanti sono stati utilizzati per creare modelli digitali dei luoghi di residenza.

Questi modelli ci dicono molto su come le persone vivevano in questi luoghi e su come le loro attività sono cambiate nel tempo, afferma Erich Fischer, ricercatore presso l'Institute for Human Origins, che ha costruito modelli 3D fotorealistici dettagliati dai dati. Abbiamo scoperto che durante e dopo l'eruzione di Toba, le persone vivevano permanentemente in Sud Africa e non c'erano prove che l'eruzione avesse influenzato la loro vita quotidiana.

Oltre a capire come Toba colpisce le persone in questa regione, lo studio ha altre importanti implicazioni per i metodi di datazione archeologica. Le date archeologiche in queste fasce di età sono imprecise, in genere un errore del 10% (o 1000 anni). Tuttavia, la caduta della cenere è stata un evento molto rapido che è accuratamente datato. Il tempo di sedimentazione dei sedimenti vulcanici probabilmente è durato circa due settimane, istantaneamente in condizioni geologiche.

Abbiamo trovato precipitazioni in due siti, dicono gli scienziati. Il sito Rockhelter di Pinnacle Point (dove le persone vivevano, mangiavano, lavoravano e dormivano) e un sito all'aperto a circa 10 chilometri di distanza chiamato Vleesbaai. C'erano persone sul sito, forse membri dello stesso gruppo di Pinnacle Point, che producevano strumenti di pietra. La ricerca di sedimenti vulcanici in entrambe le località ci consente di collegare i due record quasi contemporaneamente.

Non solo, ma la posizione dei detriti consente agli scienziati di fornire un test indipendente per l'età del sito, valutata con altri metodi. Gli esseri umani vivevano a Pinnacle Point 5-6 da 90.000 a 50.000 anni fa. Gli scienziati hanno utilizzato la luminescenza otticamente stimolata (OSL) per determinare l'età di tutti gli strati del suolo e dei sedimenti. L'OSL determina quando i singoli granelli di sabbia sono stati esposti per l'ultima volta alla luce e hanno mostrato un'età di circa 74.000 anni.

Negli anni '90, gli scienziati hanno iniziato a sostenere che l'eruzione del Monte Toba, la più potente negli ultimi due milioni di anni, ha causato un lungo inverno vulcanico che potrebbe aver devastato gli ecosistemi del mondo e causato estinzioni di massa di persone, persino estinzione - il cosiddetto luogo ristretto della civiltà umana. Si ritiene che dalla popolazione africana, la principale per tutta l'umanità, solo circa 10.000 persone siano sopravvissute all'eruzione.

Lungo la costa ricca di cibo nell'Africa meridionale, una nuova ricerca mostra che le persone prosperarono nonostante l'eruzione del Toba, probabilmente a causa della dieta unica di questa costa. Ora, altri gruppi di ricerca possono utilizzare i metodi nuovi e avanzati sviluppati in questo studio e applicarli ad altre parti dell'Africa per vedere se questo è stato l'unico insediamento che è sopravvissuto con successo a questi tempi devastanti.