Bayangkan setahun di Afrika di saat musim panas tidak pernah tiba. Langit menjadi kelabu di siang hari dan bersinar merah di malam hari. Bunga tidak mekar. Pohon mati di musim dingin. Mamalia besar seperti kijang menjadi kurus, kelaparan dan memberi sedikit lemak saja bagi predator (karnivora dan manusia pemburu) yang bergantung padanya.
Kemudian, siklus yang memilukan ini berulang, dari tahun ke tahun. Ini adalah gambar kehidupan di bumi setelah letusan gunung berapi super, Gunung Toba di Indonesia, sekitar 74.000 tahun yang lalu. Dalam sebuah makalah yang diterbitkan minggu ini di Nature , para ilmuwan menunjukkan bahwa manusia modern awal di pantai Afrika Selatan telah berkembang pesat melewati garis peristiwa ini.
Sebuah letusan seratus kali lebih kecil dari Gunung Toba – Gunung Tambora, juga di Indonesia, pada tahun 1815 – diperkirakan bertanggung jawab atas satu tahun tanpa musim panas di tahun 1816. Dampak pada populasi manusia adalah kegagalan panen yang mengerikan di Eurasia dan Amerika Utara, kelaparan dan migrasi massal. Efek Gunung Toba, sebuah gunung berapi super yang bahkan mengalahkan letusan Yellowstone yang sangat besar di masa lalu yang lebih jauh, akan memiliki dampak yang jauh lebih besar, dan lebih lama, dirasakan pada orang-orang di seluruh dunia.
Skala abu-jatuh saja membuktikan besarnya bencana lingkungan. Sejumlah besar aerosol yang disemburkan melambung tinggi menuju atmosfer akan sangat mengurangi sinar matahari – dengan perkiraan berkisar antara 25 sampai 90 persen pengurangan cahaya. Dengan kondisi seperti ini, tanaman mati dapat diprediksi, dan ada bukti pengeringan yang signifikan, kebakaran hutan dan perubahan komunitas tanaman di Afrika Timur tepat setelah letusan Toba.
Jika Gunung Tambora menciptakan kehancuran semacam itu selama setahun penuh – dan Tambora hanyalah sekadar ‘cegukan’ dibandingkan dengan Toba – kita dapat membayangkan bencana di seluruh dunia dengan letusan Toba, suatu peristiwa yang berlangsung beberapa tahun dan mendorong kehidupan ke jurang kepunahan.
Di Indonesia, sumber penghancurannya pasti terbukti menjadi saksi yang menakutkan – sesaat sebelum mereka meninggal. Namun, sebagai keluarga pemburu-pengumpul di Afrika 74.000 tahun yang lalu, Anda pasti tidak tahu akibat perubahan cuaca yang tiba-tiba mendadak dan menghancurkan ini. Kelaparan yang melanda telah membuat kematian pada anak-anak dan orang tua. Kelompok sosial Anda hancur, dan masyarakat Anda berada di ambang keruntuhan.
Efek dari letusan Toba tentu saja akan berdampak pada beberapa ekosistem lebih banyak daripada yang lain, yang mungkin menciptakan daerah – yang disebut tempat perlindungan – di mana beberapa kelompok manusia melakukan yang lebih beruntung daripada yang lain sepanjang peristiwa tersebut. Apakah kelompok Anda tinggal di tempat perlindungan semacam itu akan sangat bergantung pada jenis sumber daya yang tersedia. Sumber daya pesisir, seperti kerang, sangat bergizi dan kurang rentan terhadap letusan dibandingkan tanaman dan hewan di daerah pedalaman.
Ketika kolom api, asap dan puing-puing keluar dari puncak Gunung Toba, ini memuntahkan batu, gas dan potongan mikroskopis kecil (cryptotephra) dari kaca yang, di bawah mikroskop, memiliki bentuk kait khas yang dihasilkan saat kaca pecah melewati batas gelembung. Dipompa ke atmosfer, fragmen tak terlihat ini menyebar ke seluruh dunia.
Panagiotis (Takis) Karkanas, direktur Laboratorium Malcolm H. Wiener untuk Ilmu Arkeologi, American School of Classical Studies, Yunani, melihat satu pecahan ledakan ini di bawah mikroskop dalam sedimen arkeologi yang terbungkus resin.
“Itu adalah satu partikel peluru dari jutaan partikel mineral lain yang sedang saya selidiki, tapi itu awalnya dari sana, dan tidak mungkin hal lain,” kata Karkanas.
Pecahannya berasal dari situs arkeologi di sebuah batu karang yang disebut Pinnacle Point 5-6, di pantai selatan Afrika Selatan dekat kota Teluk Mossel. Sedimennya mencapai sekitar 74.000 tahun yang lalu.
Foto ini menunjukkan pecahan kaca vulkanik yang meletus 74.000 tahun yang lalu dari gunung berapi Toba di Indonesia yang ditemukan di sebuah situs arkeologi dari Vleesbaai, Afrika Selatan yang hampir 9.000 km jauhnya . [Credit: Racheal Johnsen.]
“Takis dan saya telah mendiskusikan potensi menemukan pecahan Toba di sedimen situs arkeologi kami, dan dengan mata elangnya, dia menemukannya,” jelas Curtis W. Marean, direktur proyek penggalian Pinnacle Point. Marean adalah associate director dari Institute of Human Origins di Arizona State University dan profesor kehormatan di Center for Coastal Palaeoscience di Nelson Mandela University, Afrika Selatan.
Marean menunjukkan beling itu pada Eugene Smith, seorang ahli vulkanologi di Universitas Nevada di Las Vegas, dan Smith memastikan bahwa itu adalah pecahan vulkanik.
“Studi Pinnacle Point membawa saya kembali mempelajari pecahan kaca dari tesis master saya 40 tahun sebelumnya,” kata Smith.
Di awal studi, tim tersebut menurutsertakan ilmuwan ahli cryptotephra Christine Lane yang melatih mahasiswa pascasarjana Amber Ciravolo dalam teknik yang dibutuhkan. Racheal Johnsen kemudian bergabung dengan Ciravalo sebagai manajer laboratorium dan mengembangkan teknik baru.
Dari awal, dengan dukungan National Science Foundation, mereka mengembangkan Laboratorium Cryptotephra untuk Riset Arkeologi dan Geologi, yang sekarang terlibat dalam proyek tidak hanya di Afrika, namun di Italia, Nevada dan Utah.
Terbungkus pecahan kaca vulkanik adalah ciri khas sifat kimia yang berbeda, sebuah jejak yang bisa digunakan ilmuwan untuk melacak letusan si pembunuh. Dalam makalah mereka di Nature , tim tersebut menjelaskan penemuan pecahan ini di dua situs arkeologi di pesisir Afrika Selatan, menelusuri pecahan tersebut ke Toba melalui ciri khas kimia dan mendokumentasikan pendudukan manusia yang terus berlanjut di seluruh peristiwa vulkanik tersebut.
“Banyak penelitian sebelumnya telah mencoba untuk menguji hipotesis bahwa Toba telah menghancurkan populasi manusia,” Marean mencatat. “Tapi mereka telah gagal karena mereka tidak dapat menghadirkan bukti definitif yang menghubungkan pendudukan manusia ke saat yang tepat dalam peristiwa tersebut.”
Sebagian besar penelitian melihat apakah Toba menyebabkan perubahan lingkungan atau tidak. Memang, tapi penelitian semacam itu tidak memiliki data arkeologi yang dibutuhkan untuk menunjukkan bagaimana Toba mempengaruhi manusia.
Tim Pinnacle Point telah berada di garis depan pengembangan dan penerapan teknik arkeologi yang sangat maju. Mereka mengukur segala sesuatu di lokasi dengan akurasi milimetrik dengan “stasiun total”, perangkat pengukuran laser yang terintegrasi ke komputer genggam untuk perekaman yang tepat dan bebas dari kesalahan.
Naomi Cleghorn dengan University of Texas di Arlington, mencatat sampel Pinnacle Point saat mereka dipindahkan.
Lokasi sampel dari total stasiun dan ribuan titik lainnya yang mewakili artefak batu, tulang, dan sisa-sisa budaya lainnya dari penduduk purba digunakan untuk membangun model digital di situs ini.
“Model ini memberi tahu kami banyak tentang bagaimana orang tinggal di lokasi dan bagaimana aktivitas mereka berubah seiring berjalannya waktu,” kata Erich Fisher, ilmuwan riset asosiasi dengan Institute of Human Origins, yang membangun model 3D fotorealistik rinci dari data. “Apa yang kami temukan adalah bahwa selama dan setelah masa letusan Toba orang tinggal di lokasi terus-menerus, dan tidak ada bukti bahwa hal itu mempengaruhi kehidupan mereka sehari-hari.”
Selain memahami bagaimana Toba mempengaruhi manusia di wilayah ini, penelitian ini memiliki implikasi penting lainnya untuk teknik penanggalan arkeologi. Dimana penanggalan arkeologi pada rentang usia ini tidak tepat – kesalahan 10 persen (atau 1000 tahun) adalah tipikal. Hujan abu Toba, bagaimanapun, adalah peristiwa yang sangat cepat yang telah tepat penanggalannya. Waktu penurunan serpihan kaca kemungkinan sekitar dua minggu dalam durasi -seketika dalam istilah geologi.
“Kami menemukan pecahan di dua lokasi,” Marean menjelaskan. “The pinnacle Point rockshelter (tempat orang tinggal, makan, bekerja dan tidur) dan sebuah situs udara terbuka sekitar 10 kilometer jauhnya disebut Vleesbaai. Situs yang terakhir ini adalah tempat sekelompok orang, mungkin anggota kelompok yang sama dengan mereka di Pinnacle Point, terletak di lingkaran kecil dan membuat alat-alat batu. Menemukan pecahan di kedua situs memungkinkan kita menghubungkan kedua rekaman ini pada saat yang hampir bersamaan. ”
Tidak hanya itu, namun lokasi pecahan memungkinkan para ilmuwan untuk memberikan tes independen terhadap umur situs yang diperkirakan dengan teknik lainnya. Orang-orang tinggal di situs Pinnacle Point 5-6 dari 90.000 sampai 50.000 tahun yang lalu. Zenobia Jacobs dengan Universitas Wollongong, Australia, menggunakan pendugaan optis terstimulasi (OSL) hingga saat ini 90 sampel dan mengembangkan model umur semua lapisan. OSL tanggal terakhir kali butir pasir individu terkena cahaya.
“Ada beberapa perdebatan mengenai keakuratan penanggalan OSL, namun model usia Jacobs menorehkan lapisan tempat kami menemukan pecahan Toba sekitar 74.000 tahun yang lalu – tepat untuk uang,” kata Marean. Ini memberi dukungan yang sangat kuat untuk pendekatan mutakhir Jacobs terhadap penanggalan OSL, yang telah diterapkannya ke berbagai tempat di seluruh Afrika bagian selatan dan dunia.
“Penanggalan OSL adalah metode pekerja keras untuk menyusun garis waktu untuk sebagian besar sejarah kita sendiri. Menguji apakah jam centang pada tingkat yang benar itu penting, sehingga tingkat konfirmasi ini memuaskan,” kata Jacobs.
Pada tahun 1990an, para ilmuwan mulai berdebat bahwa letusan Gunung Toba ini, yang paling kuat dalam dua juta tahun terakhir, menyebabkan musim dingin vulkanik berumur panjang yang mungkin telah menghancurkan ekosistem dunia dan menyebabkan populasi meluas, bahkan mungkin kejadian yang mendekati hampir punah dalam garis keturunan kita sendiri, yang disebut bottleneck.
Studi ini menunjukkan bahwa di sepanjang garis pantai kaya makanan , orang-orang berkembang pesat melewati mega-letusan ini, mungkin karena keberagaman makanan yang kaya di garis pantai ini. Sekarang tim riset lain dapat mengambil metode baru dan lanjutan yang dikembangkan dalam penelitian ini dan menerapkannya ke situs mereka di tempat lain di Afrika sehingga peneliti dapat melihat apakah ini adalah satu-satunya populasi yang berhasil melewati masa-masa sulit ini.
