古代火山爆发摧毁了臭氧层

一个国际研究小组建议，热带地区大气臭氧水平的灾难性下降很可能导致大约 60 到 100,000 年前人类人口出现瓶颈。由位于今天尼西亚的多巴超级火山爆发引发的臭氧损失可能会解决科学家们几十年来一直争论的进化难题。

马克斯普朗克化学研究所的谢尔盖奥西波夫说：“长期以来，人们一直认为多巴是造成瓶颈的原因，但对温度和降水等气候变量的初步调查并未提供对人类造成毁灭性影响的具体证据。”该项目与 KAUST 的 Georgiy Stenchikov 和来自沙特国王大学、宇航局和马克斯普朗克化学研究所的同事一起完成。

“我们指出，在热带地区，近地表紫外线 (UV) 辐射是推动进化的因素。气候在远离热带的更不稳定地区变得更加重要，”Stenchikov 说。

大型火山喷发会释放出气体和灰烬，在平流层中形成衰减阳光的气溶胶层，导致地球表面冷却。这个“火山冬天”有多重连锁反应，例如海洋变凉、厄尔尼诺现象延长、作物歉收和疾病。

“臭氧层可以防止大量有害的紫外线辐射到达地表，”奥西波夫说。“要从大气中的氧气产生臭氧，需要光子来破坏 O2 键。当火山释放大量二氧化硫 (SO 2 ) 时，产生的火山羽流会吸收紫外线辐射但会阻挡阳光。这会限制臭氧的形成，从而产生臭氧空洞并增加紫外线压力的机会。”

该团队使用宇航局 GISS(戈达德空间研究所)开发的 ModelE 气候模型检查了多巴火山喷发后的紫外线辐射水平。他们模拟了不同规模喷发可能产生的后遗症。运行这样的模型需要大量的计算，Osipov 感谢使用 KAUST 的超级计算机 Shaheen II 和相关专业知识。

他们的模型表明，Toba SO 2云使全球臭氧水平降低了 50%。此外，他们发现即使在相对较小的喷发情景下，对臭氧的影响也是显着的。地表较高紫外线辐射对健康造成的危害将显着影响人类的存活率。

“紫外线压力效应可能类似于核战争的后果，”奥西波夫说。“例如，作物产量和海洋生产力会因紫外线杀菌作用而下降。在没有紫外线防护的情况下外出会在不到 15 分钟内造成眼睛损伤和晒伤。随着时间的推移，皮肤癌和一般 DNA 损伤会导致人口下降。 ”

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