Тоба (езеро)

Комплексът на калдерата на Тоба в Северна Суматра включва четири застъпващи се вулканични кратера, които са част от вулканичния фронт на Суматра. Това е най-голямата калдера, датираща от кватернер, както и една от най-младите калдери на света. Приблизително 2800 km³ плътен пирокластичен материал е изхвърлен в хода на едно от най-мощните вулканични изригвания в относително скорошната геоложка история на Земята. След изригването се образува купол в калдерата, който е свързан чрез грабен с два полу-купола.^[4]

Най-малко четири конуса, четири стратовулкана и три кратера са разпознаваеми в езерото. Конусът Тандукбенуа на северозападния ръб на калдерата има рядка растителност, което говори за по-малка възраст – от порядъка на няколкостотин години. Пусубукит на южния ръб на калдерата изпуска серни съединения и пара.^[8]

Езерната котловина на Тоба е заобиколена от стръмни скали с височина 400 – 1200 метра, които се редуват с малки долини.^[9] Скалите са най-високи в североизточната част на езерото.^[10] През 1939 г. са проведени първите измервания на дълбочината на езерото, които показват 529 метра. През 2003 г. нови, по-точни изследвания на дъното с помощта на сонар дават дълбочина от 505 метра.^[9] Като цяло, северната част на езерото е по-дълбока от южната.^[9]

В езерото са разположени два острова: Самосир с площ от 647 km^2[11] и Пардапур с площ от 7 km².^[9] На Самосир се намират горещи извори и водопади, които през сухия сезон като цяло пресъхват.^[12] До 1906 г. Самосир е полуостров, но след заповед на администрацията на Нидерландска Индия е прокопан канал през провлака, който е отделял територията му от брега на Тоба.^[13] Поради постепенно затлачване на канала, Самосир може в бъдеще отново да стане полуостров.^[13]

Площта на водосборния басейн на Тоба е 3658 km², включително площта на самото езеро.^[9] По-голямата част от водосборния басейн е заета от хълмиста и гориста местност. В езерото се вливат 202 реки и ручеи, от които 70 са с постоянен воден режим.^[14] Езерото се оттича в протока Малака чрез река Асахан,^[15] чийто среден отток е 102 m³/s.^[9]

Максималното естествено средногодишно колебание на нивото на водата е около 1,5 метра, но техногенните фактори могат да увеличат този показател. Така например, в края на 1980-те години е отбелязан спад в нивото на водата от 2,5 метра, което се свързва с работата на множество хидротехнически съоръжения.^[9] Температурата на повърхността на водата е от 24,0 до 27,6 °C.^[9] Според проучвания от 1979 г., pH на езерната вода варира от 7 до 8,4, степента на наситеност с кислород от 6,7 до 9,3 mg/l, степента на химическата употреба на кислорода от 1,24 до 2,80 mg/l, концентрацията на фосфор от 0,31 до 0,66 mg/l, а на хлориди от 8,3 до 11,8 mg/l.^[16] Изследванията сочат, че притокът на вода в езерото се понижава.^[14]

Изригването на Тоба настъпва преди около 75 000 ± 900 години.^[17] То е последното поредица от поне четири калдерообразуващи изригвания в региона, като по-ранните калдери са се образували преди около 788 000 ± 2200 години.^[18] Това последно изригване има вулканичен експлозивен индекс 8, което го прави най-мощното експлозивно вулканично изригване през последните 25 милиона години.

Оценено е, че количеството изхвърлен материал от изригването възлиза на около 2800 km³ материал,^[19] от които около 2000 km³ игнимбрит, който потича по земята, и около 800 km³ пепел, която пада основно в западна посока. Последните проучвания, използващи нов метод, сочат, че вероятно изхвърленият материал е бил около 3200 km³. Пирокластичните потоци са унищожили площ от 20 000 km², като на места в непосредствена близост до изригването дебелината на слоя пепел е достигала 600 m.^[19]

Изригването е достатъчно голямо, за да отложи слой пепел с дебелина около 15 cm из цяла Южна Азия. Открити са места в централната част на Индия, където пепелта от вулкана днес достига 6 m на дебелина,^[20] а части от Малайзия са били покрити от 9 m пепел.^[21] Освен това, изчислено е, че около 10 000 милиона тона серниста киселина^[22] или 6000 милиона тона серен диоксид^[23] са били изхвърлени в атмосферата от събитието. Последвалото срутване е образувало калдера, която се е запълнила с вода, като по този начин се е образувало днешното езеро Тоба.

Точната година на изригването не е известна, но моделът на отлагане на пепелта подсказва, че това вероятно е станало през лятото в северното полукълбо, тъй като само тогава летният мусон би могъл да утаи пепелта от изригването в Южнокитайско море.^[24] Изригването е продължило около две седмици, а последвалата го вулканична зима довежда до спад в глобалната температура от 3,0 – 3,5 °C в продължение на няколко години. Ледени проби от Гренландия показват участък от време с рязко понижени нива на органичен въглерод. Оцелелите растения и животни в Югоизточна Азия са били много малко, като дори е възможно изригването да е причинило глобално измиране.

Доказателствата от митохондриална ДНК сочат, че хората вероятно са преминали през популационно „гърло на бутилка“ по това време, което е намалило генетичното разнообразие спрямо това, което би се очаквало от възрастта на човешкия вид. Според някои оценки, човешкото население е намаляло драстично, докато според други, намаляване в броя на хората не е имало. Все още няма широко приет консенсус относно влиянието на изригването върху човешкото население.^[25][26][27]

Скорошна вулканична дейност

След голямото изригване отпреди ~70 000 години, са настъпвали по-малки изригвания на Тоба. Най-скорошното от тях е било на Тандукбенуа на северозападния ръб на калдерата, което се засвидетелства от рядката растителност там. Това ще рече, че последното изригване е било през последните няколкостотин години.^[28]

Някои части от калдерата са се надигнали вследствие частичното запълване на магмената камера отдолу, която издига остров Самосир. Седиментите на острова показват, че той вече се е издигнал с поне 450 m от катаклизмичното изригване.^[18] Земетресенията около езерото не са редки, като последното по-голямо е от 1987 г. с епицентър на 11 km под южния бряг на езерото.^[29]

Езерото Тоба лежи близо до Големия суматренски разлом, преминаващ през средата на Суматра.^[18] Вулканите на острова са част от Зондската островна дъга, която се образува вследствие движението на североизток на Индо-Австралийската плоча, която се подпъхва под Евразийската плоча, движеща се на изток. Зоната на субдукция в този регион е много активна.

Флората на езерото включва различни видове фитопланктон, плаващи и подводни водни растения, докато околните селски райони са обхванати от джунгла или тропични борови гори на по-високите склонове.^[16]

Фауната включва няколко вида зоопланктон и бентос. Тъй като езерото е бедно на хранителни вещества, местната риба е относително оскъдна, като единствените ендемити са Rasbora tobana и Neolissochilus thienemanni.^[30][31] Вторият вид е застрашен от обезлесяването (водещо до прекомерна тиня във водата), замърсяването, промяната във водното ниво и многобройните рибни видове, които са били интродуцирани в езерото.^[31] Други местни риби са: Aplocheilus panchax, Nemacheilus pfeifferae, Homaloptera gymnogaster, Channa gachua, Channa striata, Clarias batrachus, Barbonymus gonionotus, Barbonymus schwanenfeldii, Danio albolineatus, Osteochilus vittatus, Puntius binotatus, Rasbora jacobsoni, Tor tambra, Betta imbellis, Betta taeniata и Monopterus albus.^[32] Сред интродуцираните видове са: Anabas testudineus, Oreochromis mossambicus, Oreochromis niloticus, Ctenopharyngodon idella, Cyprinus carpio, Osphronemus goramy, Trichogaster pectoralis, Trichopodus trichopterus, Poecilia reticulata и Xiphophorus hellerii.^[32]

Повечето от хората, живеещи около езерото, са етнически батаки. Традиционните им къщи имат отличителни покриви, с извивка нагоре от всеки край и цветни украшения.^[33] Те изповядват основно протестантство.

Първите европейци, които документират езерото, са холандците, които го намират през 1847 г.^[10] През 1887 г. е скицирана първата топографска карта на местността около езерото.^[9] Колонизацията на земите около Тоба води до партизанска война с местното население, която продължава до 1907 г.^[34]

Икономическият потенциал на Тоба и териториите около него имат голямо значение не само за регионалната, но и за националната икономика на Индонезия. На територията на водосборния басейн на езерото живеят над 590 000 души.^[9] Повечето от тях се занимават със селско стопанство.^[14] Отглеждат се главно ориз и кафе. Развит е и риболовът.

Изглед от Тоба.