Khoảng 74.000 năm trước, núi lửa Toba trên đảo Sumatra (Indonesia) có một siêu phun trào lớn nhất trong khoảng hai triệu năm gần đây, để lại hồ Toba — hồ núi lửa lớn nhất thế giới. Từ cuối thập niên 1990 có giả thuyết cho rằng vụ phun này gây "mùa đông núi lửa" kéo dài và làm dân số loài người tụt xuống chỉ còn vài nghìn người — gọi là giả thuyết "nút thắt cổ chai". Nhưng nhiều nghiên cứu khảo cổ sau này ở Ấn Độ, Nam Phi và Ethiopia cho thấy con người ở đó vẫn sống tiếp, nên giả thuyết này hiện còn tranh cãi và mất dần ủng hộ.
Vụ phun lớn đến mức nào
Hồ Toba ngày nay dài khoảng 100 km, rộng khoảng 30 km, giữa hồ có đảo Samosir — phần đáy hõm chảo bị đẩy ngược lên sau phun trào. Đây là một điểm du lịch nổi tiếng của Bắc Sumatra, người Batak sống quanh hồ.
Lớp tro của lần phun này — các nhà địa chất gọi là Tuff Toba Trẻ nhất (Youngest Toba Tuff) — được tìm thấy khắp Nam Á, dưới đáy Ấn Độ Dương và biển Đông, có nơi ở Ấn Độ dày vài mét dù cách núi lửa hàng nghìn km. Ước tính tổng lượng vật liệu phun ra khoảng vài nghìn km³; con số cụ thể khác nhau tuỳ nghiên cứu, thường được nêu trong khoảng 2.800–5.300 km³. So sánh: Tambora năm 1815 — phun trào lớn nhất có ghi chép lịch sử — chỉ bằng khoảng một phần mười lăm đến một phần ba mươi lượng đó.
Định tuổi
Tuổi khoảng 74.000 năm được xác định bằng phương pháp argon–argon trên tinh thể trong tro, với sai số vài nghìn năm. Lớp tro Toba trở thành "mốc thời gian" quý: tìm thấy nó trong lớp đất ở đâu, các nhà khảo cổ biết ngay thứ bên dưới cũ hơn và thứ bên trên trẻ hơn mốc đó.
Giả thuyết nút thắt cổ chai ra đời thế nào
Năm 1998, nhà nhân học Stanley Ambrose kết nối hai mảnh dữ liệu. Mảnh thứ nhất: các nghiên cứu di truyền cho thấy loài người hiện đại có đa dạng gen thấp bất thường, như thể từng có lúc dân số rất ít. Mảnh thứ hai: siêu phun trào Toba xảy ra vào khoảng thời gian mà một số ước tính di truyền chỉ tới. Ambrose cho rằng mùa đông núi lửa sau Toba có thể đã giết phần lớn loài người, chỉ để lại vài nghìn đến vài chục nghìn cá thể sinh sản.
Giả thuyết hấp dẫn vì nó gọn và kịch tính, nên được kể lại trong rất nhiều phim tài liệu và sách phổ thông. Nhưng khoa học không dừng ở chỗ hấp dẫn.
Bằng chứng phản bác
| Địa điểm | Phát hiện | Ý nghĩa |
|---|---|---|
| Jwalapuram, miền nam Ấn Độ (nhóm Michael Petraglia, 2007) | Công cụ đá có ở cả dưới và trên lớp tro Toba, kiểu dáng tương tự | Người sống ở đó tiếp tục sinh hoạt sau phun trào, dù cách núi lửa không quá xa |
| Hồ Malawi, châu Phi (Lane và cộng sự, 2013) | Lõi trầm tích chứa tro Toba cực mịn, nhưng không thấy dấu hiệu lạnh đi đáng kể | Mùa đông núi lửa ở châu Phi có thể không nghiêm trọng như mô hình cực đoan |
| Pinnacle Point, Nam Phi (Smith và cộng sự, 2018, tạp chí Nature) | Hạt thuỷ tinh Toba siêu nhỏ trong lớp sinh hoạt; người ở đây sống liên tục, thậm chí hoạt động tăng | Không có sụp đổ dân số ở vùng ven biển này |
| Shinfa-Metema, Ethiopia (Kappelman và cộng sự, 2024) | Người thích nghi với mùa khô kéo dài, chuyển sang bắt cá theo sông | Con người linh hoạt thay vì bị xoá sổ |
Về di truyền, các nghiên cứu gần đây cho thấy đa dạng gen thấp của loài người có thể giải thích bằng những sự kiện khác, như các nhóm nhỏ rời châu Phi, mà không cần một thảm hoạ duy nhất. Thời điểm của các "nút thắt" ước tính từ gen cũng không khớp gọn với mốc 74.000 năm.
Còn khí hậu toàn cầu thì sao
Các mô phỏng khí hậu cho kết quả rất khác nhau, từ làm lạnh vài độ trong vài năm đến lạnh rất mạnh. Lõi băng ở Greenland và Nam Cực ghi được dấu vết sunfat có thể của Toba, nhưng không cho thấy một kỷ băng hà nghìn năm do nó gây ra. Đa số giới khoa học hiện cho rằng Toba gây lạnh đi đáng kể vài năm, có thể tác động mạnh ở một số vùng, nhưng không đẩy loài người đến bờ tuyệt chủng.
"Mùa đông núi lửa" là gì
Đây là khái niệm trung tâm của cuộc tranh luận. Khi núi lửa phun mạnh, thứ ảnh hưởng tới khí hậu không phải tro — tro rơi xuống trong vài ngày, vài tuần — mà là khí lưu huỳnh điôxít bắn lên tầng bình lưu. Ở đó, nó kết hợp hơi nước thành các giọt sunfat li ti, phản xạ một phần ánh nắng, tồn tại một đến vài năm. Bề mặt Trái Đất lạnh đi, mùa sinh trưởng ngắn lại, lượng mưa thay đổi.
Mức lạnh phụ thuộc lượng lưu huỳnh, không chỉ thể tích tro. Đây là một lý do khiến tác động của Toba khó ước tính: thể tích tro thì đo được, còn lượng lưu huỳnh lên tầng bình lưu thì phải suy từ lõi băng, mà các tín hiệu trong lõi băng thời đó khó gắn chắc với Toba. Thêm nữa, khi lượng sunfat quá lớn, các giọt có xu hướng kết lại to hơn và rơi nhanh hơn, làm tác động không tăng theo tỷ lệ thuận — một lý do khiến nhiều mô hình mới cho mức lạnh vừa phải hơn mô hình cũ.
Ý nghĩa của cuộc tranh luận
Câu chuyện Toba là một bài học tốt về cách khoa học tự sửa sai. Một giả thuyết hấp dẫn được đề xuất từ dữ liệu có hạn; các nhóm khác đi tìm bằng chứng kiểm chứng; dần dần bức tranh trở nên phức tạp hơn và bớt kịch tính hơn. Chữ "còn tranh cãi" ở đây nghĩa là: vẫn có nhà khoa học bảo vệ một phiên bản yếu hơn của giả thuyết (chẳng hạn dân số giảm ở một số vùng), nhưng phiên bản "loài người suýt tuyệt chủng vì Toba" không còn được đa số ủng hộ.
Điểm đáng giữ lại: con người thời đồ đá — không có nông nghiệp, không có kho lương — đã sống qua một trong những vụ phun trào lớn nhất hành tinh. Sự linh hoạt trong cách kiếm ăn và di chuyển có lẽ là chìa khoá.
Toba hôm nay
Hệ thống núi lửa Toba vẫn còn hoạt động theo nghĩa địa chất: đảo Samosir vẫn đang được nâng lên chậm, có suối nước nóng quanh hồ. Cơ quan núi lửa Indonesia theo dõi khu vực, và không có dấu hiệu nào cho thấy một siêu phun trào mới sắp xảy ra. Indonesia có khoảng 130 núi lửa đang hoạt động — mối quan tâm thực tế của người dân ở đó là các núi lửa thường như Merapi hay Sinabung, chứ không phải Toba.
Năm 2020, khu vực hồ Toba được UNESCO công nhận là Công viên Địa chất Toàn cầu. Ai đến Medan có thể đi đường bộ tới thị trấn Parapat bên hồ, rồi đi phà sang Samosir.
Góc nhìn hôm nay: đọc tin "siêu núi lửa xoá sổ loài người" thế nào
- Hỏi xem tin đó dựa trên nghiên cứu năm nào. Nhiều phim tài liệu cũ vẫn kể giả thuyết 1998 như sự thật đã được chứng minh.
- Phân biệt "một vụ phun lớn" với "tác động lên loài người": hai câu hỏi khác nhau, cần hai loại bằng chứng khác nhau.
- Tìm từ khoá "debate" hoặc "controversy" kèm tên giả thuyết để xem phía phản biện nói gì.
Sách tham khảo: Eruptions that Shook the World (Clive Oppenheimer, 2011), có chương bàn về Toba với góc nhìn cân bằng của một nhà núi lửa học.
Câu hỏi thường gặp
Siêu núi lửa Toba phun trào khi nào?
Khoảng 74.000 năm trước, trên đảo Sumatra, Indonesia. Đây là siêu phun trào lớn nhất trong khoảng hai triệu năm gần đây và tạo nên hồ Toba.
Thuyết nút thắt cổ chai Toba là gì?
Là giả thuyết của Stanley Ambrose (1998) cho rằng mùa đông núi lửa sau Toba làm dân số loài người giảm xuống còn vài nghìn đến vài chục nghìn. Giả thuyết hiện còn tranh cãi và bị nhiều bằng chứng khảo cổ phản bác.
Loài người có suýt tuyệt chủng vì Toba không?
Bằng chứng hiện nay cho thấy không. Các địa điểm ở Ấn Độ, Nam Phi và Ethiopia cho thấy con người vẫn sống và thích nghi sau phun trào.
Hồ Toba to bao nhiêu?
Hồ dài khoảng 100 km, rộng khoảng 30 km, là hồ núi lửa lớn nhất thế giới. Giữa hồ có đảo Samosir.
Toba có phun lại không?
Hệ thống vẫn còn hoạt động địa chất ở mức nhẹ nhưng không có dấu hiệu nào của một siêu phun trào sắp xảy ra. Khu vực được cơ quan núi lửa Indonesia theo dõi.
