A erupção do Toba… Um dos maiores e mais catastróficos eventos vulcânicos da história do nosso planeta… Tanto que as partículas e os gases libertados para a atmosfera provocaram um inverno vulcânico global que durou anos. Este acontecimento colocou plantas e animais num gargalo assustador. Na verdade, a população do Homo sapiens diminuiu tanto que se acredita que uma das razões para a baixa diversidade genética entre os humanos de hoje é a erupção do Toba.
Localização geográfica do Complexo de Toba Caldera
O Complexo Toba Caldera é uma formação geológica localizada na parte norte da Ilha de Sumatra, na Indonésia. Parte da região vulcânica na província de Sumatra do Norte, esta área é um exemplo importante da dinâmica geológica na região Ásia-Pacífico. No interior da caldeira, o Lago Toba, com cerca de 100 quilómetros de comprimento e 30 quilómetros de largura, é um dos maiores lagos vulcânicos do mundo.
A caldeira encontra-se na convergência das placas tectónicas australiana e euroasiática. A atividade tectónica nesta região foi um fator chave na erupção do Toba que ocorreu há cerca de 74 mil anos. Considerada uma das maiores erupções vulcânicas da história do nosso planeta, este evento ejetou para a atmosfera quase 2.800 quilómetros cúbicos de rocha e lava. No entanto, esta catástrofe trouxe também uma beleza magnífica. A caldeira formada após a erupção encheu-se gradualmente de água, transformando-se num cativante lago vulcânico.
As cadeias de montanhas que se erguem em redor do lago são notáveis pelas suas encostas íngremes. A Ilha Samosir, localizada no interior da caldeira, é uma das maiores ilhas vulcânicas do mundo.
A caldeira e a sua envolvente estão cobertas por sedimentos vulcânicos formados após a erupção. A presença de espessas camadas de cinzas mesmo no fundo dos lagos na Índia revela a extensão da área afetada pela erupção. Esta camada de cinzas mostra que não só a geografia envolvente, mas também os ecossistemas estão a passar por um processo de mudança significativo.
O que é um supervulcão?
“Supervulcão” é um termo utilizado para descrever sistemas vulcânicos que têm potencial para entrar em erupção muito mais do que os vulcões normais. Os supervulcões são capazes de expelir 1.000 quilómetros cúbicos ou mais de lava numa única erupção. Erupções desta magnitude têm o potencial de ser catastróficas, não apenas em áreas localizadas, mas à escala global.
Os supervulcões são geralmente formados quando grandes reservatórios de magma se acumulam sob a crosta terrestre. Estes reservatórios acumulam-se durante um longo período de tempo, criando uma enorme pressão abaixo da superfície. Eventualmente, quando esta pressão atinge um ponto de rutura, ocorre uma erupção maciça, com consequências terríveis para o mundo.
Supervulcões como Toba, Yellowstone e Taupo tiveram efeitos devastadores na humanidade e nos ecossistemas ao longo da história. No entanto, felizmente, a frequência destes vulcões é baixa. Por exemplo, a erupção mais recente do Toba ocorreu há aproximadamente 74 mil anos. Uma erupção desta escala é hoje considerada extremamente rara.
A intensidade da erupção de Toba
A intensidade da erupção do Toba pode ser compreendida pelos 2.800 quilómetros cúbicos de cinzas e lava que foram libertados para a atmosfera. Este valor corresponde ao volume de aproximadamente mil milhões de piscinas olímpicas. A camada de cinzas espalhou-se após a erupção atingir a Ásia, a África e até a Antártida, provocando alterações climáticas globais.
Os registos geológicos mostram que grandes quantidades de dióxido de enxofre (SO₂) foram libertadas para a atmosfera durante a erupção do Toba. Este gás bloqueou a luz solar e provocou um “inverno vulcânico” em todo o mundo. Segundo alguns cientistas, este arrefecimento provocou um estrangulamento genético na população humana da época.
Após a erupção, estima-se que as temperaturas médias globais tenham diminuído entre os 3 e os 5°C. Isto levou ao colapso do ecossistema e à extinção em massa de certas espécies. As dietas que dependiam fortemente da colheita de plantas e frutos foram particularmente afetadas por esta mudança.
Consequências geológicas da erupção
Após a erupção do Toba, ocorreram muitas alterações geológicas em todo o mundo. Após a erupção, a região de Toba foi moldada por depósitos e formações vulcânicas que podem ser observadas à escala global. A erupção do Toba deixou efeitos extraordinários em termos geológicos. Resultou não só na formação de uma caldeira, mas também em grandes alterações na crosta terrestre.
A estrutura geológica mais óbvia criada pela erupção é a enorme caldeira conhecida hoje como Lago Toba. Esta caldeira colapsou e formou-se como resultado da descarga da câmara magmática durante a erupção. Como resultado do colapso, formou-se um poço cobrindo uma área de aproximadamente 100 quilómetros e atingindo uma profundidade de 500 metros.
As cinzas vulcânicas libertadas para a atmosfera durante a erupção espalharam-se por uma ampla área geográfica e deixaram vestígios nas camadas geológicas. Estas camadas de cinzas foram detectadas em muitas regiões, desde a Índia à África do Sul.
Após a erupção, a região alterou-se através de uma série de processos com a cessação das atividades vulcânicas. Em particular, a reacumulação de magma e os movimentos na crosta terrestre contribuíram para a formação de novas falhas geológicas e recursos geotérmicos em torno de Toba. Hoje, estes recursos geotérmicos manifestam-se com as fontes de água quente e as atividades hidrotermais da região.
Também ocorreram alterações significativas na estrutura rochosa da região. A lava e as cinzas que irromperam durante a erupção cobriram rapidamente os arredores, afetando as rochas locais e criando novas formas geológicas. Os fluxos de lava primeiro espalharam-se de forma fluida, depois formaram rochas basálticas quando arrefeceram e solidificaram. Da mesma forma, as cinzas da erupção subiram para o ar e espalharam-se por grandes áreas, e estas camadas de cinzas cobriram as rochas circundantes, iniciando com o tempo novos processos de sedimentação entre elas. Estes processos levaram a alterações estratigráficas na superfície da região e provocaram a formação de novas camadas rochosas cobrindo as antigas camadas rochosas. Além disso, a infiltração de lava nestas camadas aumentou as temperaturas subterrâneas, criou efeitos metamórficos e alterou a estrutura mineralógica das rochas locais.
Inverno vulcânico
Após a erupção do Toba, o mundo assistiu a uma das mais extensas alterações climáticas da sua história. A enorme quantidade de cinzas e gases libertados para a atmosfera durante a erupção impediu que a luz solar atingisse a Terra, provocando um período de arrefecimento a longo prazo, conhecido como “inverno vulcânico”.
O inverno vulcânico é um fenómeno que ocorre após grandes erupções vulcânicas, quando os gases e partículas da atmosfera bloqueiam a luz solar. A erupção de Toba é um dos exemplos mais poderosos disso. Após a erupção, formaram-se aerossóis de sulfato na atmosfera, refletindo a luz solar e provocando uma diminuição das temperaturas da superfície da Terra.
Este período de arrefecimento criou uma alteração climática que durou não apenas alguns anos, mas décadas. Os efeitos do inverno vulcânico variaram desde a perturbação dos ecossistemas até ao colapso da atividade floral. Esta situação desencadeou crises ecológicas que resultaram na extinção de muitas espécies após a erupção.
De acordo com os registos geológicos e climáticos, os efeitos do inverno vulcânico fizeram-se sentir não só localmente, mas a nível global. Dados de núcleos de gelo em todo o mundo mostram que grandes quantidades de aerossóis de sulfato se acumularam na atmosfera após a erupção de Toba. Esta acumulação é uma prova científica dos efeitos da erupção no clima.
Esta perda de luz solar afetou diretamente o processo de fotossíntese nos ecossistemas terrestres, atrasando significativamente a taxa de crescimento das plantas. As plantas produzem alimentos utilizando a luz solar com dióxido de carbono e água, e a diminuição deste processo levou à redução da vegetação. Isto afetou diretamente as espécies animais, especialmente os habitats dos herbívoros que se alimentam de plantas foram reduzidos.
O abrandamento da fotossíntese e a redução da vegetação provocaram uma grande diminuição dos produtores que constituem a base da cadeia alimentar. Esta situação levou a uma grave escassez de alimentos para os herbívoros e carnívoros no topo da cadeia alimentar. Foram observados enormes declínios nas populações animais e algumas espécies foram deslocadas ou extintas. Estas pressões ambientais forçaram muitas espécies, incluindo a humanidade, a uma difícil luta pela sobrevivência.
As condições meteorológicas mais frias também tornaram a vida mais difícil para as pessoas, perturbando os meios de subsistência como a caça e a recolha fora das povoações. Isto tornou as populações humanas mais vulneráveis às alterações climáticas a longo prazo e aos factores de stress ambiental.
Efeitos da propagação de cinzas e gases na atmosfera
Durante a erupção do Toba, grandes quantidades de dióxido de enxofre (SO₂) e dióxido de carbono (CO₂) foram libertadas para a atmosfera. Estes gases na atmosfera tiveram efeitos globais e a longo prazo no clima.
O dióxido de enxofre atingiu a alta atmosfera e transformou-se em aerossóis de sulfato, que refletiam parte da luz solar. Este efeito de reflexão desencadeou um fenómeno conhecido como “escurecimento global”. A diminuição da luz solar levou a uma diminuição das temperaturas em todo o mundo.
As cinzas vulcânicas tiveram efeitos a curto prazo na atmosfera, bloqueando fisicamente a luz solar. No entanto, uma vez que as partículas de cinzas sedimentam mais rapidamente do que a atmosfera, o efeito de arrefecimento a longo prazo foi proporcionado principalmente pelos aerossóis de sulfato. Isto explica por que razão o inverno vulcânico dura anos.
Os gases com efeito de estufa, como o dióxido de carbono libertados durante a erupção, também entraram na atmosfera. No entanto, os efeitos de aquecimento global destes gases não conseguiram superar o efeito de arrefecimento dos aerossóis de sulfato. Como resultado, houve um arrefecimento significativo em todo o mundo durante o período de inverno vulcânico.
Após a erupção, as chuvas ácidas causadas pelos gases sulfurosos impactaram negativamente os ecossistemas terrestres e marinhos de todo o mundo. Estas chuvas degradaram também a qualidade do solo, quase paralisando a actividade floral – já em dificuldades devido à redução da luz solar.
Arrefecimento global
O arrefecimento experimentado após a erupção de Toba foi, segundo as estimativas dos cientistas, uma média de 3-5°C em todo o mundo. Esta descida de temperatura não se limitou às regiões polares, mas fez-se sentir mesmo nas regiões tropicais. Ou seja, este arrefecimento provocou alterações significativas mesmo em áreas sob influência de climas tropicais.
O arrefecimento global afectou directamente o sistema climático e perturbou o equilíbrio dos ecossistemas. A desaceleração do processo de fotossíntese aumentou o nível de dióxido de carbono na atmosfera e fez com que a vegetação encolhesse. A diminuição da taxa de crescimento das plantas também afetou negativamente a vida selvagem e as populações de espécies que se alimentam de plantas, em particular, diminuíram. Esta situação também afetou a cadeia alimentar e muitos animais foram extintos porque não se conseguiram adaptar às alterações das condições climáticas. Em particular, as possibilidades de sobrevivência das espécies adaptadas a climas quentes diminuíram significativamente.
O arrefecimento após a erupção fez com que os glaciares se expandissem. A diminuição das temperaturas globais fez com que os glaciares se deslocassem e expandissem nas regiões polares, ao mesmo tempo que provocava a descida do nível do mar. O crescimento destas camadas de gelo levou a uma maior expansão das camadas de gelo que cobrem grandes massas terrestres, especialmente no hemisfério norte.
Outra alteração importante ocorreu nas correntes oceânicas. Estas alterações afectaram os padrões climáticos em diferentes partes do mundo, e as diferenças de temperatura nos oceanos remodelaram os sistemas de circulação do ar. Com a mudança dos sistemas meteorológicos, as grandes correntes de ar, como as chuvas das monções, enfraqueceram e, como resultado, os padrões de precipitação mudaram. Pensa-se que a precipitação diminuiu, especialmente na Ásia, África e América do Norte.
O impacto da erupção do Toba na história da humanidade
Segundo os paleoantropólogos, a erupção do Toba pode ter tido efeitos diretos nas populações de Homo sapiens, marcando um ponto de viragem significativo no percurso evolutivo da nossa espécie.
O inverno vulcânico que se seguiu à erupção alterou drasticamente as condições ambientais nas regiões onde viviam as comunidades humanas. Durante este período, quando a agricultura ainda não estava desenvolvida, os grupos de caçadores-recolectores Homo sapiens enfrentaram imensos desafios para sobreviver devido ao esgotamento dos recursos e às condições climatéricas cada vez mais adversas.
A investigação sugere que a erupção levou a alterações genéticas e demográficas significativas na história humana. Estudos genéticos revelam um declínio acentuado das populações de Homo sapiens após a erupção de Toba, um fenómeno referido como “gargalo genético”.
A teoria do estrangulamento genético postula que a erupção de Toba provocou uma redução acentuada das populações de Homo sapiens. De acordo com esta teoria, as alterações climáticas, as dificuldades ambientais e a diminuição dos recursos alimentares provocadas pela erupção reduziram a população humana ancestral a apenas alguns milhares de indivíduos. Estudos científicos indicam que eventos ambientais catastróficos como a erupção de Toba podem resultar numa perda de diversidade genética.
Crédito da imagem: Tsaneda (©️ CC BY 3.0 )
O arrefecimento, a seca e as alterações nos ecossistemas que ocorreram após a explosão criaram sérias dificuldades para o Homo sapiens sobreviver nas zonas em que vivia. Estas dificuldades fizeram com que muitas pessoas não conseguissem sobreviver e apenas um pequeno número sobrevivesse. Durante esta contração, a diversidade genética entre os humanos diminuiu significativamente, mas um pequeno número de indivíduos sobreviventes lançou as bases genéticas da população atual do Homo sapiens.
Alguns vestígios deste período foram encontrados na estrutura genética dos humanos modernos. Por exemplo, observou-se que a diversidade genética entre os humanos modernos é inferior ao esperado. Esta situação está associada à contração da população e à limitação da diversidade genética que ocorreu após a explosão.
Os efeitos da explosão fizeram-se sentir não só fisicamente, mas também nas dimensões culturais e sociais. As dificuldades climáticas criadas pela explosão fizeram com que o Homo sapiens desenvolvesse estruturas sociais mais duradouras e eficazes na sua luta pela sobrevivência. O arrefecimento e a diminuição dos recursos alimentares tornaram necessária a cooperação entre os grupos. Estas dificuldades permitiram às comunidades desenvolver estratégias mais organizadas, solidárias e colectivas. As pessoas tornaram-se mais estreitamente ligadas e aprenderam a partilhar conhecimentos, competências e recursos para aumentar as suas hipóteses de sobrevivência.
Durante este período, as estruturas sociais do Homo sapiens podem ter-se tornado mais complexas. Novas estratégias sociais podem ter-se desenvolvido nas sociedades de caçadores-recolectores para partilhar recursos de forma eficaz, organizar processos de procura de alimentos e tornar as comunidades mais produtivas. Além disso, o uso do fogo tornou-se muito mais importante, e os novos métodos de aquecimento, cozedura e caça de animais proporcionados pelo fogo aumentaram muito a capacidade de sobrevivência das pessoas.
Após a explosão de Toba, as respostas do Homo sapiens às pressões ambientais aceleraram o desenvolvimento da sua capacidade cognitiva e das suas competências de resolução de problemas. A sua capacidade de sobreviver, especialmente em condições difíceis, veio ao de cima como uma das vantagens evolutivas da nossa espécie.
