టోబా మహావిపత్తు సిద్ధాంతం
75,000 ఏళ్ళ క్రితం సుమత్రా దీవుల్లో, ప్రస్తుతం టోబా సరస్సు ఉన్నచోట రేగిన అగ్నిపర్వత విస్ఫోటనాన్ని టోబా మహా విస్ఫోటనం అంటారు. భూమిపై జరిగిన మహావిస్ఫోటనాల్లో ఇది ఒకటి. దీని కారణంగా భూమిపై ఆరు నుండి పదేళ్ల పాటు అతిశీతసమయం ఏర్పడిందని, వెయ్యేళ్ళ పాటు చల్లటి పరిస్థితులు కొనసాగాయనీ టోబా మహావిపత్తు సిద్ధాంతం భావిస్తుంది.
70,000 ఏళ్ళ కిందట భూమిపై జనాభా తగ్గిపోయి మానవ పరిణామానికి అవరోధం ఏర్పడిందని 1993 లో సైన్సు పాత్రికేయురాలు ఆన్ గిబ్బన్స్ ఊహించింది. దీనికి కారణం మహావిస్ఫోటనమేనని సూచించింది. మైకెల్ రాంపినో అనే జియాలజిస్టు, స్టీఫెన్ సెల్ఫ్ అనే వోల్కనాలజిస్టు ఈ భావనను సమర్ధించారు. 1998లో, స్టాన్లీ ఆంబ్రోస్ అనే ఆంత్రోపాలజిస్టు ఈ సిద్ధాంతాన్ని మరింత అభివృద్ధి చేసాడు. శీతల సిద్ధాంతం, దానికీ విస్ఫోటనానికీ ఉన్న లింకు - రెండూ కూడా వివాదాస్పదమయ్యాయి. .టోబా విస్ఫోటనం శాస్త్రవేత్తలు చాలా విస్తృతంగా అధ్యయనం చేసిన విస్ఫోటనాల్లో ఒకటి.
టోబా విస్ఫోటనం, ప్రస్తుతం ఇండోనేషియాలోని టోబా సరస్సు ఉన్న ప్రదేశంలో 75000±900 years సంవత్సరాల కిందట జరిగింది. పొటాసియమ్ ఆర్గాన్ డేటింగు ప్రకారం దీన్ని నిర్ధారించారు. క్వాటర్నరీ పీరియడ్లో (ప్రస్తుత పీరియడ్) జరిగిన నాలుగు టోబా విస్ఫోటనాల్లో ఇది అతి పెద్దది, చివరిదీను. వోల్కానిక్ ఎక్స్ప్లోసివిటీ ఇండెక్సుపై దీని తీవ్రత 8 (భూమిపై జరిగిన అగ్నిపర్వత విస్ఫోటనాలకు ఇచ్చిన రేటింగుల్లో అతిపెద్దది ఇది); ఈ విస్ఫోటనంలో లావా, బూడిదలు విరజిమ్మగా భూగర్భంలో ఏర్పడిన ఖాళీలోకి భూమి కుంగి, భూతలంపై ఒక పెద్ద గుండం ఏర్పడింది (ఈ విధంగా ఏర్పడిన గుండాలను "కాల్డెరా" అంటారు). ఈ కాల్డెరా పొడవు 100 కి.మీ., వెడల్పు 30 కి.మీ. ఉంది. ఈ కాల్డెరాను ప్రస్తుతం టోబా సరస్సు అంటారు. విస్ఫోటనంలో వెలువడ్డ బూడిద, తదితర పదార్థాల ఘనపరిమాణం 2,800 కి.మీ.3 ఉండి ఉంటుందని అంచనా.  ఇందులో 800 కి.మీ.3 బూడిద రూపంలో భూమిపై కురిసింది.
1815 లో జరిగిన మౌంట్ తంబోరా విస్ఫోటనం విరజిమ్మిన ధూళి కారణంగా, సూర్యకాంతి భూమిని చేరలేక 1816 లో ఉత్తరార్థగోళంలో "వేసవి లేని సంవత్సరం" ఏర్పడింది. టోబా విస్ఫోటనం దానికి 100 రెట్లు పెద్దది. టోబా వెదజల్లిన ధూళి కారణంగా దక్షిణాసియా మొత్తం 15 సెం.మీ. మందంతో బూడిద అలుముకుంది. హిందూ మహాసముద్రం, అరేబియా సముద్రం, దక్షిణ చైనా సముద్రాలను  కూడా బూడిద దుప్పటి కప్పేసింది. దక్షిణ చైనా సముద్రం నుండి తీసిన కోర్‌లను పరిశీలించాక, ఈ విస్ఫోటనపు తీవ్రత, ధూళి విస్తరించిన ప్రాంతపు విస్తీర్ణం తెలిసింది. విస్ఫోటనంలో వెలువడ్డ ధూళి ఘనపరిమాణం 2800 కి.మీ.3 ఉంటుంది అనే అంచనా బాగా తక్కువ అని కూడా తెలిసింది.
జీవశాస్త్రవేత్త రాంపినో, అగ్నిపర్వత శాస్త్రవేత్త స్టీఫెన్ సెల్ఫ్ "విస్ఫోటనం స్వల్పకాలం పాటు నాటకీయమైన చల్లదనం - అగ్నిపర్వత శీతాకాలం -ఏర్పడింది. ప్రపంచవ్యాప్త ఉపరితల ఉష్ణోగ్రతలు 3–5 °C పడిపోయాయి. గ్రీన్‌ల్యాండ్ ఐస్‌కోర్లను పరిశీలిస్తే  1,000 ఏళ్ళ పాటు తక్కువ "δ"O ఉందని, విస్ఫోటనం జరిగిన వెంటనే ధూళి పేరుకోవడం ఎక్కువైందనీ తెలిసింది. ఈ విస్ఫోటనం కారణంగా వెయ్యేళ్ళ చల్లటి వాతావరణం ఏర్పడి ఉండవచ్చు. ఇందులో రేండు వందల ఏళ్ళకు కారణం - టోబా స్ట్రాటోస్ఫియరులోకి విరజిమ్మిన ధూళి.  "విస్ఫోటనం సమయానికే ప్రపంచవ్యాప్తంగా చల్లబడటం మొదలైంది. ఈ విస్ఫోటనం ఒక్కసారిగా దానికి ఊపునిచ్చింది", అని రాంపినో, సెల్ఫ్ అభిప్రాయపడ్డారు. క్లైవ్ ఓపెన్‌హీమర్, గ్లేసియేషన్ మొదలవడానికి ఈ విస్ఫోటనం కారణమైందనే సిద్ధాంతాన్ని ఒప్పుకోలేదు. కానీ వెయ్యేళ్ళ పాటు చల్లదనానికి కారణమైందని మాత్రం అతడు అంగీకరించాడు.
అలన్ రాబ్‌కాక్ ప్రకారం, టోబా విస్ఫోటనం గ్లేసియల్ పీరియడుకు కారణం కాలేదు. అయితే, ఇది 600 కోట్ల టన్నుల సల్ఫర్ డయాక్సైడును వెదజల్లిందని భావిస్తే కంప్యూటరు సిమ్యులేషను ప్రకారం, మూడేళ్ళ పాటు ప్రపంచ వ్యాప్తంగా ఉష్ణోగ్రతలు 15 °C పడిపోయాయని, ఈ చల్లదనం దశాబ్దాల పాటు కొనసాగి, జీవజాతులను విధ్వంసం చేసి ఉంటుందనీ తేలింది. వాతావరణం కొన్ని దశాబ్దాల్లో తేరుకుంది. గ్రీన్‌ల్యాండు ఐస్‌కోర్లలో కనిపించిన వెయ్యేళ్ళ చల్లటి కాలానికి కారణం టోబా విస్ఫోటనమని చెప్పే ఆధారాలు రాబ్‌కాక్‌కు దొరకలేదు. అసలు ఉష్ణోగ్రతలు 3–5 °C పడిపోవడం బాగా ఎక్కువని, 1 °C. మాత్రమే పడిపోయి ఉంటాయనీ ఓపెన్‌హీమర్ భావించాడు. రాబ్‌కాక్ ఇతని అభిప్రాయాన్ని విమర్శించాడు.
అంచనాలు విభిన్నంగా ఉన్నప్పటికీ, టోబా విస్ఫోటనం కారణంగా విస్తృతంగా బూడిద కురవడం, విష వాయువులు గాల్లోకి వెదజల్లబడటం జరిగి ప్రపంచవ్యాప్తంగా వాతావరణం ప్రభావితమౌతుంది అనే విషయమై శాస్త్రవేత్తల్లో ఏకాభిప్రాయం ఉంది. పైగా, గ్రీన్‌ల్యాండ్ ఐస్‌కోర్ల డేటా ప్రకారం ఆ సమయంలో అకస్మాత్తుగ వాతావరణ మార్పు జరిగింది. కానీ ఇది వెయ్యేళ్ళ శీతాకాలాన్ని కలగజేసిందని గాని, గ్లేసియేషనుకు దారితీసిందనీ చెప్పే ఆధారాలు లేవు, ఆ విషయమై ఏకాభిప్రాయమూ లేదు.
2013 లో డా. క్రిస్టీన్ లేన్ నేతృత్వంలో  పురాతత్వ శాస్త్రవేత్తలు మలావీ సరస్సులో అగ్నిపర్వత బూడిద పొరను కనుగొన్నారు. ఈ బూడిద 75,000 ఏళ్ళనాటి టోబా విస్ఫోటనానికి చెందినదని తేలింది. అయితే ఈ పొరకు సమీపంలో ఉన్న శిలాజాలలో తేడా ఏమీ కనబడలేదు. అగ్నిపర్వత శీతాకాలం ఏర్పడి ఉంటే శిలాజాల్లో మార్పు కనిపించి ఉండాలి. దీంతో మానవ చరిత్రలోనే అతి పెద్ద అగ్నిపర్వత విస్ఫోటనం తూర్పు ఆఫ్రికా వాతావరణాన్ని పెద్దగా ప్రభావితం చెయ్యలేదని తెలుస్తోంది. దీన్ని రిచర్డ్ రాబర్ట్స్ విమర్శించాడు. లేన్ ఇలా వివరించింది, "We స్మియర్ స్లఈడ్లను 2 మి.మీ. అంతరంలో పరీక్షించాం - ఇది దశాబ్దంలోపు కాలాన్ని ఇది సూచిస్తుంది. X-రే ఫ్లోర్ససెన్స్ స్కాన్లు 200-మైక్రో మీటరు అంతరంలో పనిచేస్తాయి. ఇది సంవత్సరంలోపు కాలానికి సమానం. సెడిమెంటులో స్పష్టమైన తేడా ఏమీ కనబడలేదు. Fe/Ti నిష్పత్తిలోనూ తేడా కనబడలేదు. అంటే టోబాఅ విస్ఫోతనం తరువాత  నీటి కాలమ్ తిరగబడటం లాంటిది జరగలేదు." 2015 లో జరిపిన కొత్త అధ్యయనం కూడా "మౌంట్ టోబాకు సంబంధించి శీతాకాలం పెద్దగా ఏర్పడలేదు." అని లేన్ చెప్పిన దాన్ని ధ్రువీకరించింది.
70,000 ఏళ్ళ నాడు మానవ పరిణామానికి ఎదురైన ఉత్పాతానికి కారణం టోబా విస్ఫోటనమే కారణమని భావించారు.ఈ విస్ఫోటనం కారణంగా అపారమైన జననష్టం జరిగి మానవ జనాభా బాగా తగ్గిపోయి ఈ ఉత్పాతం ఏర్పడింది. ఈ సిద్ధాంతం ప్రకారం, 50,000 నుండి 100,000 సంవత్సరాల కిందట, మానవ జనాభా 3,000–10,000 స్థాయికి పడిపోయింది. దీనికి జెనెటిక్ ఋజువులు కూడా ఉన్నాయి. వర్తమాన కాలంలోని మానవులంతా 70,000 ఏళ్ళ నాటి 1,000 నుండి 10,000 మంది వారసులేనని జెనెటిక్ ఋజువులు చెబుతున్నాయి.
జెనెటిక్ బాటిల్‌నెక్ సిద్ధాంతకర్తలు (రోబోక్ తో సహా) టోబా విస్ఫోటనం ప్రపంచవ్యాప్తంగా పర్యావరణ విపత్తును కలుగజేసింది. పచ్చదనం నాశనమైంది. ఉష్ణమండల వర్షారణ్యాల్లో, ఋతుపవన ప్రాంతాల్లోనూ తీవ్రమైన కరువు నెలకొంది. ఉదాహరణకు, ఒక పదేళ్ళ పాటు ఏర్పడ్డ అగ్నిపర్వత శీతాకాలం మానవుల ఆహార వనరులను నాశనం చేసి ఉంటుంది. మానవ జనాభా బాగా తగ్గిపోయి ఉంటుంది. పర్యావరణంలో ఏర్పడిన ఈ మార్పులు అనేక ఇతర జీవజాతుల జనాభాలోనూ బాటిల్‌నెక్ ఏర్పడి ఉండవచ్చు;
ఇతర పరిశోధనల వలన టోబా విస్ఫోటనానికి, జెనెటిక్ బాటిల్‌నెక్‌కూ మధ్య సంబంధం ఉందనే విషయం సందేహాస్పదం అయింది. ఉదాహరణకు, దక్షిణ భారతదేశంలో బూడిద పొరకు పైనా, కిందా కూడా రాతిపనిముట్లు లభించాయి. అవి రెండూ కూడా ఒకే రకంగా ఉన్నాయి. దీన్నిబట్టి ధూళిమేఘాలు స్థానిక జనాభాను తుడిచిపెట్టెయ్యలేదని తెలుస్తోంది. Aఇతర పురాతత్వ సాఖ్యాలు కూడా ఉత్తర దక్షిణ భారత దేశాల్లో విస్ఫోటనం ప్రభావం ఉన్నట్లు కనిపించలేదు. దీంతో ఈ అధ్యయనం చేసిన పరిశోధకులు ఇలా నిర్ధారించారు: "ఇతర పరిశోధనలు చెప్పినట్టు జీవరాశులు అంతరించిపోవడం, బాటిల్‌నెక్ ఏర్పడడం వంటి వాటికి విరుద్ధంగా అనేక జీవరాశులు జీవించే ఉన్నాయి". అయితే, పుప్పొడి విశ్లేషణ ప్రకారం, దక్షిణాసియాలో చాలాకాలం పాటు అడవులు నశించాయి. కొందరు పరిశోధకులు, టోబా విస్ఫోటనం మానవ జాతి, తమ మనుగడ కోసం కొత్త పద్ధతులను అవలంబించేలా చేసింది. ఈ కారణంగానే వాళ్ళు నియండర్తల్స్ ను, ఇతర ప్రాచీన మానవజాతులనూ నిర్మూలించి, తమ మనుగడను కొనసాగించి ఉండవచ్చు.
టోబా విస్ఫోటనం కారణంగా ఇతర క్షీరదాల్లో కూడా బాటిల్‌నెక్ ఏర్పడిందని కొన్ని ఋజువులు చెబుతున్నాయి. తూర్పు ఆఫ్రికా చింపాంజీ, బోర్నియా ఒరంగుటన్, మాకాక్ అనే మధ్య భారత కోతి, చిరుతపులి, పులి, -ఇవన్నీ కూడా 70,000–55,000 ఏళ్ళ కిందట అతి తక్కువ సంఖ్యకు పడిపోయి మళ్ళీ పుంజుకున్నాయి.
టోబా విస్ఫోటనం సమయానికి భూమిపై మానవ జనాభా ఎక్కడెక్కడ ఎలా విస్తరించి ఉందో కచ్చితంగా తెలియదు. విస్ఫోటన ప్రభావాన్ని తప్పించుకున్న జనాభా మాత్రం ఆఫ్రికాలో ఉండి ఉంటుంది. వారు భూమిపై ఇతర ప్రాంతాలకు వలస వెళ్ళి ఉండవచ్చు. మైటోకాండ్రియల్ డిఎన్‌ఏ విశ్లేషణ ప్రకారం, ఆఫ్రికా నుండి పెద్దయెత్తున వలసలు 60,000–70,000 ఏళ్ళ కిందట జరిగాయని అంచనా వేసారు. ఈ అంచనా టోబా విస్ఫోటనం జరిగిన సమయంతో (75,000) సరిపోయింది.
మలావీ సరస్సులో టోబా విస్ఫోటన కాలం నాటి కోర్‌లపై చాద్ యోస్ట్, అతడి సహోద్యోగులూ చేసిన పరిశోధనల్లో అగ్నిపర్వత శీతకాలం ఏమీ ఏర్పడలేదని తెలిసింది. దాని ప్రభావం ఆఫ్రికా మానవులపై లేదని వాళ్ళు వాదించారు. జాన్ హాక్స్ దృష్టిలో, టోబా విస్ఫోటనం ప్రభావం వాతావరణంపై పద్దగా ఏమీ లేదని, మానవ జనాభాపై కూడా దాని ప్రభావం ఏమీ లేదని చెప్పే ఇతర పరిశోధనలను పై పరిశోధన సమర్ధిస్తోంది.