La ubicación arqueológica de Pinnacle Point en la costa sur de Sudáfrica. Se cree que un refugio llamado PP5-6 fue utilizado por los seres humanos hace aproximadamente 90.000 a 50.000 años, lo que pudo haberlos ayudado a sobrevivir a una erupción supervolcánica. (Curtis W. Marean / Universidad Estatal de Arizona)

Imagine un año en África en el cual el verano nunca llega. El cielo adquiere un tono gris durante el día y se ilumina de rojo por la noche. Las flores no florecen. Los árboles mueren en el invierno. Los grandes mamíferos como el antílope se vuelven delgados, se mueren de hambre y proporcionan poca grasa a los depredadores (carnívoros y cazadores humanos) que dependen de ellos. Entonces, el mismo ciclo desalentador se repite año tras año. Esta es una imagen de la vida en la Tierra después de la erupción del supervolcán del Monte Toba, en Indonesia, hace unos 74.000 años. Ahora bien, en un artículo publicado esta semana en Nature, los científicos muestran que los primeros humanos modernos de la costa de Sudáfrica prosperaron a lo largo de este evento.

Se cree que una erupción cien veces más pequeña que la del Monte Toba, la del Monte Tambora, también en Indonesia, en 1815, fue responsable de un año sin verano en 1816. Su impacto en la población humana fue nefasto, las cosechas en Eurasia y América del Norte se perdieron, y hubo hambre y migraciones masivas. El efecto del Monte Toba, un supervolcán que empequeñece incluso las masivas erupciones del pasado más profundo de Yellowstone, habría tenido un impacto mucho más grande y prolongado en las personas de todo el mundo.

La escala de la caída de cenizas atestigua la magnitud del desastre ambiental. Grandes cantidades de aerosoles inyectados hacia la atmósfera habrían reducido severamente la luz solar, con estimaciones que oscilan entre el 25 y el 90 por ciento. Bajo estas condiciones, la muerte de las plantas es predecible, y hay evidencia de sequías significativas, incendios forestales y cambios en la comunidad de las plantas en el este de África, justo después de la erupción del Toba.

Si el Monte Tambora creó tal devastación durante un año completo -y Tambora fue un contratiempo en términos comparativos- podemos imaginar una catástrofe mundial con la erupción de Toba, un evento que habría durado varios años y que llevaría la vida al borde de la extinción.

El Dr. Curtis Marean, en el centro, trabaja con sus colegas dentro de una cueva llamada PP13B el 26 de mayo de 2010, en Pinnacle Point, cerca de Mossel Bay,  South Africa.

En Indonesia, la fuente de la destrucción habría sido evidente para los testigos aterrorizados, justo antes de morir. Sin embargo, una familia de cazadores-recolectores en África, hace 74.000 años, no habría tenido idea de la razón del repentino y devastador cambio del clima. El hambre se habría instalado y los muy jóvenes y viejos morirían. Los grupos sociales se habrían devastado, y su sociedad estaría al borde del colapso.

El efecto de la erupción del Toba ciertamente habría afectado a algunos ecosistemas más que a otros, posiblemente creando áreas -llamadas refugios- en las que algunos grupos humanos lo hicieron mejor que otros a lo largo del suceso. Si su grupo vivió en un refugio de ese tipo habría dependido en gran medida del tipo de recursos disponibles. Los recursos costeros, como los mariscos, son altamente nutritivos y menos susceptibles a la erupción que las plantas y los animales de las áreas del interior.

Foto: Este fragmento de vidrio volcánico del volcán Toba se encontró en un sitio arqueológico a casi 9.000 km de distancia de Pinnacle Point, en Vleesbaai, Sudáfrica. Imagen: Rachael Johnsen

Cuando la columna de fuego, humo y escombros, explotó en la cima del Monte Toba, escupió rocas, gases y pequeñas piezas microscópicas (cryptotephra) de vidrio que, bajo el microscopio, tienen una característica forma de gancho producida cuando el vidrio se fractura en una burbuja. Estos fragmentos invisibles penetran en la atmósfera y se extienden por todo el mundo.

Panagiotis (Takis) Karkanas, director del Laboratorio Malcolm H. Wiener de Ciencia Arqueológica, en la Escuela Americana de Estudios Clásicos, en Grecia, vio un solo fragmento de esta explosión bajo un microscopio en una porción de sedimento arqueológico revestido de resina.

"Era sólo una partícula de un fragmento de millones de otras partículas minerales lo que estaba investigando. Pero allí estaba, y no podía ser otra cosa", dice Karkanas.

El fragmento provenía de un sitio arqueológico en un refugio rocoso llamado Pinnacle Point 5-6, en la costa sur de Sudáfrica, cerca de la ciudad de Mossel Bay. Los sedimentos datan de hace unos 74.000 años.

"Takis y yo habíamos discutido el potencial de encontrar fragmentos de la erupción del Toba en los sedimentos de nuestro yacimiento arqueológico, y, con su ojo de águila, acabó encontrando uno", explica Curtis W. Marean (derecha), director del proyecto de las excavaciones de Pinnacle Point. Marean es el director asociado del Instituto de Orígenes Humanos en la Universidad Estatal de Arizona y profesor honorario en el Centro de Paleociencias Costeras en la Universidad Nelson Mandela, en Sudáfrica.

Marean mostró la imagen del fragmento a Eugene Smith  (izquierda), un vulcanólogo de la Universidad de Nevada, en Las Vegas, el cual confirmó que era un fragmento volcánico.

"El estudio de Pinnacle Point me llevó de vuelta a los fragmentos de vidrio analizados en mi tesis de maestría de hace 40 años", dice Smith.

Al principio del estudio, el equipo trajo a la científica experta en criptotephra,  Christine Lane (derecha), de la Universidad de Cambridge, quien entrenó a la estudiante graduada Amber Ciravolo en las técnicas necesarias. Luego se unió Racheal Johnsen a Ciravalo como gerente de laboratorio y desarrollaron nuevas técnicas.

Partiendo de cero,y con el apoyo de la National Science Foundation, desarrollaron el Laboratorio Cryptotephra para la Investigación Arqueológica y Geológica, el cual está ahora no solo involucrado en proyectos en África, sino también en Italia, Nevada y Utah.

Encerrado en el fragmento de vidrio volcánico mencionado hay una firma química distintiva, una huella digital que los científicos pueden usar para rastrear la erupción asesina. En su artículo de Nature, el equipo describe cómo encontró estos fragmentos en dos sitios arqueológicos de la costa de Sudáfrica, y cómo rastreó esos fragmentos del Toba a través de huellas químicas, al tiempo que documenta una ocupación humana continua durante el transcurso del evento volcánico.

"Muchos estudios previos han intentado probar la hipótesis de que la erupción del Toba devastó poblaciones humanas", señala Marean. "Pero los mismos han fracasado porque no han podido presentar pruebas definitivas que vinculen una ocupación humana con el momento exacto del evento".

"La mayoría de los estudios han analizado si la erupción del Toba causó o no un cambio ambiental. Y sí, lo hizo, pero tales estudios carecen de los datos arqueológicos necesarios para mostrar cómo afectó a los seres humanos".

El equipo de Pinnacle Point ha estado a la vanguardia del desarrollo y la aplicación de técnicas arqueológicas altamente avanzadas. Miden todo en el sitio con precisión milimétrica mediante una "estación total", un dispositivo de medición láser integrado a ordenadores portátiles que realizan una grabación precisa y sin errores.

Naomi Cleghorn (izquierda),de la Universidad de Texas, en Arlington, grabó las muestras Pinnacle Point a medida que fueron removidas.

Cleghorn explica: "Recolectamos una larga columna de muestras, sacando una pequeña cantidad de sedimento de nuestra excavación anterior. Cada vez que recogíamos una muestra, filmábamos su posición con la 'estación total'".

Las ubicaciones de las muestras de la 'estación total', así como miles de otros puntos que representan artefactos de piedra, huesos y otros restos culturales de los antiguos habitantes, se utilizaron para construir modelos digitales del yacimiento.

"Estos modelos nos dicen mucho sobre cómo vivían las personas en el lugar y cómo sus actividades cambiaron con el tiempo", dice Erich Fisher (derecha), investigador científico asociado del Institute of Human Origins, en la Universidad Estatal de Arizona, el cual construyó detallados modelos fotorrealistas en 3D a partir de los datos obtenidos. "Lo que descubrimos fue que durante y después del momento de la erupción del Toba, la gente vivió de modo continuo en el lugar y que no había evidencias de que hubiera afectado a sus vidas cotidianas".

Además de comprender cómo la erupción del Toba afectó a los humanos en esta región, el estudio tiene otras implicaciones importantes para las técnicas de datación arqueológica, pues en estos rangos de antigüedad suelen ser imprecisas: un error del 10 por ciento (miles de años) es típico. Sin embargo, aunque la caída de cenizas del Toba fue un proceso muy rápido ha sido datado de modo preciso. El tiempo de deposición de fragmentos probablemente fue de aproximadamente dos semanas de duración, es decir, algo instantáneo en términos geológicos.

Foto: Miembros del equipo de investigación realizando excavaciones en el sitio arqueológico de Vleesbaai, en la costa de Sudáfrica, donde los humanos fabricaron herramientas de piedra hace unos 74.000 años. (Curtis W. Marean / Universidad Estatal de Arizona / Reuters).

"Encontramos tales fragmentos en dos sitios", explica Marean. "En el refugio rocoso de Pinnacle Point (donde la gente vivía, comía, trabajaba y dormía) y en un sitio al aire libre, a unos 10 kilómetros de distancia, llamado Vleesbaai. En este último sitio es donde un conjunto de personas, posiblemente miembros del mismo grupo que los de Pinnacle Point, se sentaron en un pequeño círculo y crearon herramientas de piedra. Encontrar fragmentos volcánicos en ambos lugares nos permite vincular estos dos registros casi en el mismo momento".

Y no solo eso, sino que la ubicación de dichos fragmentos permite a los científicos proporcionar una prueba independiente de la antigüedad del lugar, estimada mediante otras técnicas. La gente vivía en Pinnacle Point 5-6 hace entre 90.000 y 50.000 años. Zenobia Jacobs (izquierda), de la Universidad de Wollongong, en Australia, usó luminiscencia ópticamente estimulada (OSL) para datar 90 muestras y desarrollar un modelo de la antigüedad de todas las capas de sedimentos. La OSL data la última vez que los granos de arena individuales estuvieron expuestos a la luz.

"Ha habido cierto debate sobre la precisión de la datación mediante OSL, pero el modelo de Jacobs data las capas donde encontramos los fragmentos de la erupción del Toba en hace aproximadamente 74.000 años, exactamente en lo correcto", dice Marean. Esto brinda un apoyo muy fuerte al enfoque vanguardista de Jacobs sobre la datación mediante OSL, la cual ha aplicado en sitios de todo el sur de África y otras partes del mundo.

"La datación mediante OSL es el método de trabajo en la construcción de líneas de tiempo para una gran parte de nuestra propia historia. Comprobar si el reloj marca al ritmo correcto es importante. Por lo tanto, obtener este grado de confirmación es halagüeño", dice Jacobs.

En la década de 1990, los científicos comenzaron a argumentar que esta erupción del Monte Toba, la más poderosa en los últimos dos millones de años, causó un invierno volcánico de larga duración que pudo haber devastado los ecosistemas del mundo y causado numerosos colapsos poblacionales, tal vez incluso estuvo cerca de extinguir nuestro propio linaje, en lo que se llama un 'cuello de botella'.

Foto: Una vista del mar y las rocas desde el exterior de una cueva llamada PP13B el 26 de mayo de 2010, en Pinnacle Point, cerca de Mossel Bay, South Africa. La cueva protegió a los humanos hace entre 164.000 y 35.000 años atrás, en un momento en que los Homo sapiens pudieron estar en peligro de desaparecer.

El estudio muestra que a lo largo de la costa sur de África, rica en alimentos, la gente prosperó a lo largo de esta mega erupción, tal vez debido al régimen de productos alimenticios proporcionados por vivir cerca de la costa.

Ahora otros equipos de investigación pueden tomar los nuevos métodos avanzados desarrollados en este estudio y aplicarlos en otras partes de África para poder ver si esta fue la única población que sobrevivió a esos tiempos devastadores.

En este sentido se necesitan más trabajos para desentrañar la magnitud de los efectos de esta supererupción. "Estos sitios no son suficientes por sí mismos para conocer con certeza los impactos climáticos más amplios de la erupción de Toba", explica a la BBC Jazmin Scarlett (derecha), una vulcanóloga de la Universidad de Hull, en el Reino Unido, que no participó en el trabajo.

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