Es probable que una caída catastrófica en los niveles de ozono atmosférico alrededor de los trópicos haya contribuido a un cuello de botella en la población humana de alrededor de 60 a 100, 000 años atrás, ha sugerido un equipo de investigación internacional. La perdida de ozono desencadenado por la erupción del supervolcán Toba ubicado en la actual Indonesia, podría resolver un rompecabezas evolutivo que los científicos han estado debatiendo durante décadas.

"Toba se ha postulado durante mucho tiempo como la causa del cuello de botella, pero las investigaciones iniciales sobre las variables climáticas de temperatura y precipitación no proporcionaron evidencia concreta de un efecto devastador en la humanidad, "dice Sergey Osipov en el Instituto Max Planck de Química, que trabajó en el proyecto con Georgiy Stenchikov de KAUST y colegas de la Universidad King Saud, NASA y el Instituto Max Planck de Química.

"Señalamos que, en los trópicos, La radiación ultravioleta (UV) cercana a la superficie es el factor evolutivo impulsor. El clima se vuelve más relevante en las regiones más volátiles lejos de los trópicos, "dice Stenchikov.

Las grandes erupciones volcánicas emiten gases y cenizas que crean una capa de aerosol que atenúa la luz solar en la estratosfera. causando enfriamiento en la superficie de la Tierra. Este "invierno volcánico" tiene múltiples efectos colaterales, como océanos más fríos, eventos prolongados de El Niño, malas cosechas y enfermedades.

"La capa de ozono evita que los altos niveles de radiación ultravioleta dañina lleguen a la superficie, ", dice Osipov." Para generar ozono a partir del oxígeno de la atmósfera, se necesitan fotones para romper el enlace de O2. Cuando un volcán libera grandes cantidades de dióxido de azufre (SO ₂ ), la pluma volcánica resultante absorbe la radiación ultravioleta pero bloquea la luz solar. Esto limita la formación de ozono, creando un agujero de ozono y aumentando las posibilidades de estrés ultravioleta ".

El equipo examinó los niveles de radiación ultravioleta después de la erupción de Toba utilizando el modelo climático ModelE desarrollado por NASA GISS (Instituto Goddard de Estudios Espaciales). Simularon las posibles secuelas de diferentes tamaños de erupciones. Ejecutar tal modelo es computacionalmente intensivo, y Osipov agradece el uso de la supercomputadora de KAUST, Shaheen II, y experiencia asociada.

Su modelo sugiere que el Toba SO ₂ la nube agotó los niveles globales de ozono hasta en un 50 por ciento. Es más, encontraron que los efectos sobre el ozono son significativos, incluso en escenarios de erupción relativamente pequeños. Los peligros para la salud resultantes de una mayor radiación ultravioleta en la superficie habrían afectado significativamente las tasas de supervivencia humana.

"Los efectos del estrés ultravioleta podrían ser similares a las secuelas de una guerra nuclear, "dice Osipov." Por ejemplo, los rendimientos de los cultivos y la productividad marina caerían debido a los efectos de la esterilización UV. Salir al aire libre sin protección UV podría causar daños en los ojos y quemaduras solares en menos de 15 minutos. Tiempo extraordinario, los cánceres de piel y el daño general del ADN habrían llevado a una disminución de la población ".