Nauka

Wybuchowa ewolucja człowieka

Czy to dzięki wulkanom ludzie opanowali Ziemię?

Gdy Europą wstrząsnęła erupcja pod Neapolem, nasz kontynent był już ojczyzną dwóch gatunków ludzi. Gdy Europą wstrząsnęła erupcja pod Neapolem, nasz kontynent był już ojczyzną dwóch gatunków ludzi. Richard Roscoe/Visuals Unlimited / Corbis
Dwa wybuchy wulkanu wstrząsnęły Chile w nocy ze środy na czwartek. Mało kto wie, że wulkany odegrały olbrzymią rolę w historii dwóch ludzkich gatunków. Jeden unicestwiły, a drugiemu otworzyły drogę do podboju całego świata.
Kolumny „świątyni Serapisa” w Pozzuoli. Widać na nich pas drążeń wykonanych przez małże – świadectwo niegdysiejszego zalania kolumn przez morze.Werner Forman Archive/BEW Kolumny „świątyni Serapisa” w Pozzuoli. Widać na nich pas drążeń wykonanych przez małże – świadectwo niegdysiejszego zalania kolumn przez morze.
Największe wulkaniczne jezioro świata – Toba na Sumatrze.Robert Haidinger/Anzenberger/Forum Największe wulkaniczne jezioro świata – Toba na Sumatrze.

W nocy ze środy na czwartek w regionie miasta Los Lagos w Chile doszło do dwóch potężnych erupcji wulkanu Cabulco, który ożywił się po raz pierwszy od 1972 roku.

Już po pierwszej erupcji, która rozpoczęła się około godz. 23., Chilijskie Narodowe Biuro Sytuacji Kryzysowych poleciło ewakuować miejscowości w promieniu 20 km wokół wulkanu. W sumie ewakuacja objęła ponad 4 tys. osób.

Po raz drugi Cabulco wybuchł w czwartek około godz. 6. nad ranem, wysyłając w powietrze zjawiskową chmurę dymu i popiołu. Wkrótce dotarła ona także do Argentyny. Okolicę wulkanu objęto stanem wyjątkowym, na miejsce wysłano armię.

Zawieszono także loty samolotów z popularnych miejscowości turystycznych Puerto Montt w Chile oraz Bariloche w Argentynie. Zamknięto także niektóre instytucje publiczne, m.in. odwołano lekcje szkolne. W niektórych miastach ogłoszono godzinę policyjną. Poprzedni tak potężny wybuch chilijskiego wulkanu Puyehue sprawił, że trzeba było zamknąć nawet niektóre lotniska w Australii.

Poniższy artykuł ukazał się w POLITYCE w dniu 30 marca 2015.

*

Tym, czym dla współczesnego ewolucjonizmu jest dzieło „O powstawaniu gatunków” i postać Karola Darwina, tym dla nauk o Ziemi są „Zasady geologii” i ich autor Karol Lyell. I nie chodzi tu tylko o znaczenie obu tych książek i rangę obu Karolów, ale o fakt rozlicznych podobieństw między obu tekstami i głębokich więzi łączących ich autorów. Darwin zawsze uważał się za ucznia i kontynuatora lyellowskiej doktryny aktualizmu, a Lyell był nie tylko mentorem, ale i powiernikiem Darwina, odegrał też kluczową rolę w doprowadzeniu do powstania i wydania jego najważniejszego dzieła.

Kto kiedykolwiek studiował geologię lub się nią interesował, musiał o „Zasadach geologii” słyszeć i oglądać zdobiącą ich stronę tytułową rycinę przedstawiającą „świątynię Serapisa” w Pozzuoli koło Neapolu. Widoczne na niej trzy kolumny (fot. na s. 84) odegrały w historii myśli geologicznej doniosłą rolę i Lyell nie bez powodu wybrał je na symbol dla swego przedsięwzięcia.

Dlaczego Lyell, który znał wszystkie ważniejsze odsłonięcia geologiczne Europy, wybrał dla swego dzieła akurat te, dość niepozorne, rzymskie ruiny? Otóż dlatego, że stały się one przyczyną długotrwałego sporu z geologią w tle, który wybuchł na długo przed Lyellem i dotyczył samego sedna dysput między przyrodnikami, znanego w historii nauki jako spór katastrofistów z aktualistami.

Te kolumny „świątyni” (w istocie stanowiły fragment miejskiego targowiska, a ich błędna identyfikacja wynikła ze znalezienia w pobliżu rzeźby boga Serapisa) odkryto w 1756 r. i rychło posłużyły geologom do promowania ich koncepcji, w szczególności huttonowskiej „teorii Ziemi” z jej tezą niekończących się oscylacji skorupy ziemskiej (w uproszczeniu: lądy i oceany z czasem zamieniały się miejscami za sprawą dwóch przeciwstawnych procesów – wulkanizmu i erozji). Zainteresował się też nimi Goethe, który odwiedził chyba wszystkie miejsca w Europie ciekawe dla miłośnika nauk o Ziemi.

Tym, co od razu rzuciło się w oczy odkrywcom i co przykuło uwagę naturalistów, był występujący w połowie wysokości kolumn pas drążeń wapiennej skały, z której zostały zbudowane. Takie drążenia są dziełem żyjących tylko w strefach brzegowych morskich małżów z rodzaju Lithofaga (skałotocze), wykonujących je, by chronić się przed niszczycielskim działaniem fal. Obecność tego pasa wskazywała więc, że kolumny po wybudowaniu musiały zostać zalane przez morze, a potem znów odsłonięte, gdy woda już opadła.

Poziom morza jest stały na całej Ziemi, więc jego podniesienie lub obniżenie w jednym miejscu powinno skutkować takimi samymi zmianami wszędzie indziej na naszej planecie. Ponieważ jednak trudno sobie wyobrazić, by takie ruchy (zwane eustatycznymi) zaszły na Ziemi w tak krótkim czasie, należało przyjąć bardziej lokalne przyczyny, związane z ruchami lądu, a nie morza: po postawieniu budowli poziom gruntu się obniżył, a potem – po pewnym czasie – podniósł ponownie, wracając do stanu pierwotnego. A wszystko to musiało zachodzić powoli, gdyż inaczej kolumny nie utrzymałyby się w pionie.

System stworzony przez Lyella narodził się w opozycji do modnego wówczas katastrofizmu i historia kolumn w Pozzuoli znakomicie oddawała ten jego aspekt: zmiany geologiczne miały być powolne, stopniowe i – zachodząc przez długi czas – prowadziły do wielkich i globalnych przekształceń, takich jak powstawanie łańcuchów górskich, zalewanie całych kontynentów i wyłanianie się nowych spod fal oceanu. Ale – i to był drugi, oryginalny rys myśli Lyella – zmiany okazywały się odwracalne, cykliczne, gdyż ląd wokół „świątyni Serapisa” nie tylko się obniżył, ale też wrócił z czasem do punktu wyjścia. (Dziś wiemy, że zmiany te były bardziej złożone: po długotrwałym obniżaniu lądu w czasach rzymskich, w VIII w. nastąpiło jego podniesienie, potem kolejne obniżenie, po którym ląd znów się podniósł ok. 1500 r., po czym zaczął ponownie się obniżać, by w latach 1969–73 podnieść się o 1,7 m i – po krótkotrwałym obniżeniu – unieść się ponownie o prawie 2 m).

Gdy rodziła się nowoczesna geologia, a lyellowski uniformitarianizm (stopniowość zmian) i aktualizm („teraźniejszość jest kluczem do przeszłości”), odniosły spektakularne zwycięstwo nad utożsamianym z kreacjonizmem odwoływaniem się do katastrof (takich jak potop powszechny), o tym drugim komponencie lyellowskiego systemu – cykliczności – zapomniano, bo nawiązywał wprost do antycznego przekonania o „kołowrocie czasu”, czyli niekończących się powrotach, nie tylko światów, które kiedyś istniały, ale nawet wymarłych gatunków.

Eksplozja, która zmieniła Europę

Kolumny „świątyni Serapisa” z pewnością mogą być ikoną koncepcji Lyella. Ale – co może zabrzmieć paradoksalnie – również dziś, czyli w dobie odrodzenia ducha katastrofizmu w geologii (np. wpływ uderzeń planetoid), mogą stać się nową ikoną: roli i znaczenia rzadkich i dramatycznych zdarzeń w dziejach Ziemi. A może też i w dziejach naszego gatunku.

Pozzuoli znajduje się bowiem, z czego Lyell nie mógł zdawać sobie sprawy, w miejscu szczególnym na geologicznej mapie Europy. Miasteczko położone jest 10 km na zachód od Neapolu, dokładnie w tej samej odległości co wznoszący się po przeciwnej stronie Wezuwiusz, w samym środku rozległej kaldery (zapadliska w miejscu wulkanu), będącej świadectwem największej tragedii, jakiej Europa doświadczyła w ciągu ostatnich 200 tys. lat. Przed 39 tys. lat doszło w tym miejscu do gigantycznej eksplozji, która wyrzuciła w powietrze miliony ton okruchów skalnych i pyłów wulkanicznych, a potem pochłonęła znaczną część lądu w opróżnioną w ten sposób komorę magmową.

Do dziś zresztą jest to miejsce intensywnej, choć już nie tak gwałtownej (na razie), aktywności wulkanicznej, przejawiającej się między innymi owymi pulsującymi ruchami lądu. Obecnie teren ten to tzw. Campi Flegrei – Pola Flegrejskie, prawdziwy raj dla miłośników wulkanów. Na tym niewielkim obszarze znajdują się 24 kratery i stożki wulkaniczne, a także niezliczone miejsca wyziewów (fumarole, solfatary), gorących źródeł i błotnych wulkanów. Nie jest przypadkiem, że to tu właśnie, w jednym z do dziś dymiących wyziewami siarkowymi kraterów, Rzymianie umieścili siedzibę boga ognia – Wulkana.

Ale być może najciekawsze ślady tych dramatycznych wydarzeń znajdują się nie w miejscu, gdzie się rozegrały, ale na rozległych obszarach Europy i Azji, dokąd dotarła chmura pyłów, wyrzucona w powietrze przez potężny wybuch. Sięgają bardzo daleko – warstwa tzw. tefry pokryła grubym kożuchem obszar o powierzchni całej Europy, dochodząc aż za Ural i północne wybrzeża Afryki, siejąc po drodze wielkie zniszczenia. Jak się zdaje, tereny te spowiła nieprzepuszczająca światła powłoka, a zawarte w niej związki siarki i chloru wywoływały zabójcze dla życia kwaśne deszcze. Zaczęła się tzw. wulkaniczna zima, taka sama jak ta, która odpowiadać miała za wymarcie dinozaurów (i nie tylko) pod koniec okresu kredowego.

Według niektórych badaczy tym razem ofiarą padł nasz poprzednik w Europie – neandertalczyk, a jego odejście utorowało nam pośrednio drogę do opanowania całego świata. Ich twierdzenie jest wynikiem postępów w datowaniu, pozwalających wykazać synchroniczność tych dwóch pozornie niezwiązanych ze sobą zdarzeń. Podobnie było zresztą i w przypadku wymierania późnokredowego, którego przyczyny odkryto, badając osady zupełnie niezwiązane z wymieraniem dinozaurów – głębokomorskie warstwy we włoskich Apeninach – i stwierdzając w nich niespodziewaną koncentrację irydu, który na powierzchni Ziemi jest zwykle kosmicznego pochodzenia. Datowanie tych warstw irydonośnych wykazało rzecz zdumiewającą – osadziły się one dokładnie w czasie, gdy na lądach wymarły wszystkie dinozaury. Tak wielka koincydencja kazała spojrzeć na jedno z tych zdarzeń jako przyczynę drugiego – i tak narodziła się koncepcja kosmicznej katastrofy, która znalazła później potwierdzenie w dziesiątkach innych badań, często już bezpośrednio niezwiązanych ani z irydem, ani z dinozaurami.

Historia megaerupcji z Campi Flegrei i wymierania neandertalczyków jest poniekąd podobna, choć skala tych wydarzeń nieporównywalna. I tym razem zaczęło się od datowania – z jednej strony stanowisk z ostatnimi neandertalczykami, z drugiej – warstwy tefry z Europy, Azji i północnej Afryki, a następnie wykazania zadziwiającej koincydencji czasowej między nimi.

Kiedy ludzie stali się ludźmi

Do niedawna obie te daty nie były dobrze poznane, co w dużej mierze wynikało ze słabości głównej metody datowania, opartej na pomiarach tzw. zegara radiowęglowego (C14), który oddaje nam nieocenione usługi w ustalaniu wieku wydarzeń z historii człowieka, ale nieodmiennie „zacina się” przy datach starszych niż ok. 40 tys. lat. Wynika to ze stosunkowo szybkiego rozpadu C14 (jego okres połowicznego rozpadu to 5740 lat), więc po kilku dziesiątkach tysięcy lat pozostaje już zbyt mało jego niezmienionych atomów, a wszelkie zanieczyszczenia współczesnymi atomami węgla nieodmiennie odmładzają pomiary. A właśnie dla tego okresu dokładność datowania byłaby najważniejsza, bo to wtedy dożywali swych dni europejscy neandertalczycy i zarazem pojawili się na naszym kontynencie „nowi ludzie”, czyli przedstawiciele gatunku Homo sapiens. Wówczas też doszło do największej w naszych dziejach zmiany, nazywanej rewolucją górnego paleolitu, kiedy to zapewne pojawiła się mowa artykułowana, sztuka, nowe techniki wytwarzania narzędzi, a w naszych dziejach kultura zaczęła odgrywać coraz większą rolę. W pewnym sensie dopiero wtedy staliśmy się naprawdę ludźmi – nie tylko anatomicznie, ale także behawioralnie współczesnymi.

W ostatnim czasie ukazało się kilka prac naukowych, które dzięki wyrafinowanym technikom analitycznym pozwoliły prowadzić pomiary oparte na mikroskopijnej ilości węgla C14. Przełomem była tu publikacja (z 2014 r.) zespołu prof. Thomasa Highama z Oxfordu, której autorzy przeprowadzili dokładne datowanie 40 stanowisk neandertalskich i Homo sapiens, od ich zachodnich (Hiszpania) po wschodnie (Rosja) rubieże. Okazało się, że – wbrew dotychczasowym ustaleniom – nigdzie na naszym kontynencie neandertalczycy nie przeżyli dłużej niż do ok. 39 tys. lat temu i nigdzie po tym czasie nie pozostały ich schronienia (z wyjątkiem, być może, Gibraltaru). I choć w pracy tej autorzy nie odnoszą się wprost do wybuchu superwulkanu koło Neapolu, to na tę zagadkową koincydencję zwrócono uwagę już kilka lat wcześniej, podczas badania stanowiska późnych neandertalczyków w jaskini Mezmaiskaja na północnym Kaukazie. Jaskinia ta znana jest nie tylko z fragmentarycznego szkieletu młodocianego neandertalczyka, z którego udało się wyekstrahować i odczytać niemal kompletny genom, ale także bogactwa przypisywanych neandertalczykom narzędzi i – co może najważniejsze – wyraźnej warstwy tefry, której wiek i geochemiczny „odcisk palca” pozwalają powiązać ją z megaerupcją w Campi Flegrei.

Prace wykopaliskowe prowadziła tam dwójka archeologów z Petersburga – Liubow Gołowanowa wraz z Władimirem Doroniczewem – i tym, co uderzyło ich najbardziej, był fakt, że wszystkie szczątki przypisywane neandertalczykom – kości, narzędzia kamienne i resztki zwierząt, na które polowali – występowały wyłącznie w osadach poniżej tefry, powyżej nie było już nic. Co więcej, podobne zjawisko dotyczyło też pyłków roślinnych. Bardzo liczne w warstwach „neandertalskich” (co wskazywało na bogactwo środowiska życia tych wczesnych ludzi), znikały z zapisu kopalnego wraz z pojawieniem się pyłów wulkanicznych, co autorzy tłumaczą nagłą zmianą klimatu i zanikiem szaty roślinnej.

„Uważamy, że neandertalczycy odeszli nagle z tego świata podczas najbardziej dramatycznego wydarzenia wulkanicznego, jakie dotknęło zachodnią Eurazję w ciągu całej ich ewolucji na Ziemi. Ta katastrofa nie tylko dokonała spustoszenia w zajmowanych przez nich niszach ekologicznych, ale także spowodowała ich masową depopulację, zapewne wskutek trwającej przez dziesięciolecia zimy wulkanicznej” – piszą rosyjscy uczeni.

Przybysze z Afryki

A co z Homo sapiens, czyli ludźmi anatomicznie i behawioralnie współczesnymi? Wspomniane już badania grupy Highama obejmowały nie tylko stanowiska ostatnich neandertalczyków, ale także pierwszych europejskich przedstawicieli naszego gatunku, jak również warstwy z przedmiotami, których autorstwo jest niejasne. Otóż okazało się, że choć neandertalczycy wymarli niemal 10 tys. lat wcześniej, niż się dotąd wydawało, to i ludzie współcześni przybyli znacznie wcześniej, niżby to wynikało z dotychczasowych szacunków. Najbardziej znane, potwierdzające to znaleziska stanowią: czaszka z Peştera cu Oase („jaskinia kości”) w Rumunii, datowana na ok. 40 tys. lat, szczątki z jaskini Kents w hrabstwie Dover w Anglii (teraz, po rewizji, datowane na ok. 43 tys. lat), Grotta del Cavallo we Włoszech, w której odkryto ząb dziecka Homo sapiens sprzed ok. 44 tys. lat.

Wszystko to wskazuje, że gdy Europą wstrząsnęła erupcja pod Neapolem, nasz kontynent był już ojczyzną dwóch gatunków ludzi i oba powinny odczuć skutki tego wydarzenia. Z tego też powodu niektórzy antropolodzy negują znaczenie zimy wulkanicznej jako przyczyny wymierania neandertalczyków, a inni – jak znany paleontolog Chris Stringer z londyńskiego Muzeum Historii Naturalnej – uważają, że była ona tylko ostatecznym ciosem, który dobił i tak dożywających swych dni neandertalczyków. Gołowanowa i Doroniczew – ale nie tylko oni – zwracają jednak uwagę, że o ile zima wulkaniczna objęła głównie tereny zamieszkane przez neandertalczyków, o tyle zasięg występowania H. sapiens był znacznie większy i obejmował np. całą Afrykę, a pewnie już i Australię, gdzie te zmiany klimatu nie dały się tak bardzo we znaki (o ile w ogóle). Pierwsi Homo sapiens w Europie mogli więc podzielić los neandertalczyków, a opustoszałe przez nich nisze zajęte zostały później przez nowych kolonistów, przybywających z regionów, których katastrofa nie objęła. I dopiero wtedy pojawiły się w Europie pierwsze przejawy sztuki figuratywnej, datowane na nie więcej niż 35 tys. lat, takie jak malowane jaskinie (Chaveta we Francji) czy rzeźbione figurki zwierząt z jaskiń w Szwabii.

Niezależnie od przyczyn zastąpienia neandertalczyków przez nowych ludzi, pewne jest, że oba gatunki przez kilka tysięcy lat współwystępowały na tych samych obszarach i mogły wymieniać się ideami, jak również sposobami życia (dając początek przejściowym populacjom), a może też i genami. To ostatnie miało jednak miejsce raczej na Bliskim Wschodzie niż w Europie – inaczej dzisiejsi Europejczycy mieliby więcej genów neandertalskich niż na przykład Azjaci, a tak nie jest. Co do jednego nie ma raczej wątpliwości: oba gatunki zostały doświadczone tym samym kataklizmem, którego świadectwem są dziś niepozorne kolumny „świątyni Serapisa”, te same, które w geologii zapisały się jako symbol zmian powolnych i cyklicznych i które miały dowodzić, że katastrofy w dziejach Ziemi nigdy się nie zdarzały.

***

Wielki wybuch Toba

30 tys. lat przed megaerupcją na Campi Flegrei naszą planetą wstrząsnął jeszcze większy kataklizm, którego skutki odczuły cztery zamieszkujące wówczas Ziemię gatunki hominidów (oprócz nas także neandertalczycy, denisowianie i Hobbici z Flores), a którego ślady są wciąż czytelne w genomach każdego z nas. Doszło wówczas do najpotężniejszej erupcji ostatnich kilku milionów lat, a jej pozostałością jest największe wulkaniczne jezioro świata – Toba na Sumatrze – i kilka niewielkich dziś stożków wulkanów. Przed ok. 73 tys. lat z tego miejsca zaczął wznosić się potężniejący z każdą chwilą słup dymu, a z gigantycznego krateru wypływały niekończące się potoki lawy, które zalały obszar 20 tys. km kw. Wkrótce chmura pyłów dostała się do stratosfery i – znoszona wiatrami – ruszyła na pobliski kontynent, dotarła nad Indochiny i Indie, które pokryła grubym na wiele metrów kożuchem, niszczącym całą roślinność i wszystko, co w niej żyło. Niesione prądami powietrza pyły objęły wkrótce całą Ziemię, a ich ślad zarejestrowały lodowce na Grenlandii i Antarktydzie.

Tym razem zmiany klimatu okazały się głębsze i – po trwającej dziesięciolecie zimie wulkanicznej – zapoczątkowały nową, choć zapewne dość krótkotrwałą (rzędu tysiąca lat) epokę lodową. W Afryce – kolebce Homo sapiens, który dopiero szykował się do jej opuszczenia – zaczął się okres drastycznej suszy i chłodu, zniknęły wielkie połacie lasów, a sawanny przeistoczyły się w pustynie. Liczebność populacji ludzkich drastycznie się skurczyła, przy życiu pozostało być może tylko kilka tysięcy płodnych par. To bardzo ograniczyło zróżnicowanie genetyczne – wedle niektórych badaczy doszło wówczas do tzw. wąskiego gardła genetycznego, które sprawiło, że dziś my wszyscy – potomkowie tych niedobitków – tak blisko jesteśmy spokrewnieni. Ta jedna z najdziwniejszych cech naszego gatunku zawdzięcza być może swe powstanie owemu niewyobrażalnemu kataklizmowi sprzed dziesiątków tysięcy lat.

Ludzie przeżyli tylko w izolowanych oazach, zapewne głównie na wybrzeżach, gdzie w nowych warunkach zaczęli eksperymentować z nieznanymi wcześniej wynalazkami, bo innowacyjność mogła decydować o przeżyciu. W jednej z takich oaz – jaskini Blombos w RPA – znaleziono najstarsze na świecie przejawy sztuki sprzed 73 tys. lat i bardzo zaawansowane narzędzia kamienne. Wkrótce potem, gdy w Afryce powróciły korzystne warunki i nastąpił demograficzny boom, członkowie jednej z takich kreatywnych populacji ruszyli na podbój świata. Jesteśmy ich potomkami.

Polityka 14.2015 (3003) z dnia 30.03.2015; Nauka; s. 82
Oryginalny tytuł tekstu: "Wybuchowa ewolucja człowieka"
Więcej na ten temat
Reklama

Codzienny newsletter „Polityki”. Tylko ważne tematy

Na podany adres wysłaliśmy wiadomość potwierdzającą.
By dokończyć proces sprawdź swoją skrzynkę pocztową i kliknij zawarty w niej link.

Informacja o RODO

Polityka RODO

  • Informujemy, że administratorem danych osobowych jest Polityka Sp. z o.o. SKA z siedzibą w Warszawie 02-309, przy ul. Słupeckiej 6. Przetwarzamy Twoje dane w celu wysyłki newslettera (podstawa przetwarzania danych to konieczność przetwarzania danych w celu realizacji umowy).
  • Twoje dane będą przetwarzane do chwili ew. rezygnacji z otrzymywania newslettera, a po tym czasie mogą być przetwarzane przez okres przedawnienia ewentualnych roszczeń.
  • Podanie przez Ciebie danych jest dobrowolne, ale konieczne do tego, żeby zamówić nasz newsletter.
  • Masz prawo do żądania dostępu do swoich danych osobowych, ich sprostowania, usunięcia lub ograniczenia przetwarzania, a także prawo wniesienia sprzeciwu wobec przetwarzania, a także prawo do przenoszenia swoich danych oraz wniesienia skargi do organu nadzorczego.

Czytaj także

Społeczeństwo

Dr Joanna Wardzała o pokoleniu 20-latków odrzucających konsumpcyjny styl życia rodziców

Rozmowa z dr Joanną Wardzałą, socjolożką i badaczką zachowań konsumpcyjnych, o tym, dlaczego dzisiaj młodzi ludzie nie chcą kupować i gromadzić dóbr.

Joanna Podgórska
12.11.2019
Reklama

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną