多巴超级火山与人类巨大灾难一直是人们津津乐道的话题。然而，当时到底发生的什么?它真的给人类产生巨大灾难吗?让我们回到7.35万年前，看一看当时YTT(Youngest Toba Tuff，即最年轻的多巴凝灰岩)的喷发景象。
前奏：火山形成
在苏门答腊岛上，由于印度洋板块俯冲到欧亚板块之下，形成了一系列火山链，多巴火山就是其中之一。然而，为什么只有多巴火山会发生如此强烈的超级喷发?原来，多巴火山下方有一条大致垂直于俯冲带的走滑断层：调查员裂缝区。板块俯冲时，裂缝区使大量的海水渗入地下，产生大量的、源源不断的岩浆供应。并且裂缝区两侧岩石密度不同，两侧岩石俯冲角度不同而被撕裂，岩浆更易上升。因此，多巴火山下方形成了一个巨大的岩浆房。
开幕：喷发开启
不同于普通火山的气体爆炸驱动，超级火山的岩浆房大而扁平，气体的压力无法炸开数千平方千米的岩石，超级火山由浮力驱动。地下的岩浆房不全是均一液体岩浆，有熔融的围岩与冷却的老岩浆，因此地幔的低密度新鲜岩浆有向上的浮力，能不断上升。当累积的浮力与气体压力足以克服上覆岩石的屈服强度和构造约束时，便会在薄弱处形成环状断层。岩浆突破环状断层形成长而窄的一圈喷发口，中间的岩石失去支撑，沿断层滑动下坠，破火山口开始坍塌，超级火山喷发开始。
高潮：超级喷发
岩浆房巨大的浮力与压力与断层的摩擦力阻碍破火山口塌陷，但由于岩石体量过于巨大，无法维持在一个高度，因此破火山口的塌陷从始至终，是一个缓慢的过程。破火山口像一个软木塞，塞入岩浆房，把岩浆从环状断层中挤出，大大增加了喷发量与喷发速率。回到地表，由于多吧火山喷发通道过窄，喷发速率过快，爆炸喷出的固体颗粒来不及和空气对流形成普林尼喷发柱。而是在最初炸到一定高度后快速坍塌，形成洪水一般的火山碎屑流喷发，连绵不断。喷发的开始导致破火山口减压，加速了破火山口坍塌与岩浆的挤出。超级火山过多的物质与过高的温度使底部的火山碎屑流不再是气浪与固体，而是熔化为液体贴地流动，冷却后形成凝灰岩，因此火山碎屑流喷发的阶段被称为伴熔结凝灰岩阶段。由于没有普林尼喷发柱，较粗的颗粒沉降贴地流动，较细的颗粒沉降慢，被上升气流携带至上部，被盛行风搬运至远处降灰，这就是淘析作用产生的伴火山碎屑流火山灰。伴火山碎屑流火山灰由于颗粒较小，会扩散较远并且降灰厚度随距离增加减少慢。多巴火山的火山灰覆盖了整个印度半岛，远在东非都有火山灰沉积。
落幕：喷发结果
经过间断的数阶段喷发，数周到数个月后第四纪最大的火山喷发YTT结束。此次喷发释放出约2800 km³ 的致密岩石当量(DRE)，属于VEI-8级喷发。火山碎屑流和厚度巨大的火山灰摧毁了多巴火山周边的区域，而更大尺度上多巴火山喷出大量二氧化硫，造成了全球的巨大降温与全球降雨减少。
然而，这次巨大降温真的造成人类的灭顶之灾吗?根据图四模拟，剧烈降温主要集中在北半球中高纬度地区，对非洲与其它低纬度人类摇篮的影响不大，大约持续5-10年后气温也会慢慢恢复。而实际研究表明可能只有持续数年少于3℃的降温，没有地质证据证明YTT造成严重的火山冬天，也没有考古证明YTT喷发严重干扰古人类生活。非洲的马拉维湖对沉积物的钻探发现YTT喷发后没有明显环境变化;南非、印度等地YTT喷发前后石器变化不大，证明YTT喷发没有对古人类造成巨大影响;印度的动植物化石也表明YTT喷发并未对当地生物群落造成明显破坏。
因此，YTT超级喷发再剧烈，对于地球尺度仍然太小、太短暂，对地球的影响也是微乎其微。但是对如今的人类，环境承载接近极限，又能不能挺过一场类似的超级喷发呢?
本文作者：厦门大学环境与生态学院羊自牧、吴梽浩。
本文由海洋负排放(ONCE)国际大科学计划、厦门大学碳中和创新研究中心支持。
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