Начало длительного периода похолодания Северного полушария в середине VI века н.э. приписывается взрывной вулканической активности, но его точные причины и последствия широко обсуждаются и остаются в основном туманными. В 536 году н.э. произошло извержение одного вулкана, которое долгое время считалось причиной этого "события", основываясь на исторических данных о пылевой вуали или "сухом тумане" над Европой в том же году. Яркие сульфатные пики в кернах льдов из Гренландии указывают на одно или несколько высокоширотных извержений в Северном полушарии в 536 году н.э., тогда как большой сульфатный пик в кернах льдов из Гренландии и Антарктиды отмечается тропическим извержением в 540 году н.э. Сильное разделение вулканического сульфата в сторону Северного полушария, о чем свидетельствует тот факт, что поток осадков над Гренландией в два раза выше, чем над Антарктидой, позволяет предположить, что тропический очаг находился к северу от экватора. Ученые приводят данные по Эль-Чичону (17,36° с.ш., 93,23° с.ш.) на юге Мексики в качестве наиболее вероятного кандидата. В Эль-Чичоне во время голоцена произошло несколько взрывов, некоторые из которых, вероятно, в несколько раз превысили известное извержение 1982 года. Извержение 1982 года привело к самой страшной вулканической катастрофе в современной мексиканской истории. Он разрушил близлежащие деревни пирокластическими течениями и лахарами, покрытые вулканическим пеплом площадью около 45 000 км2 и выбросил в стратосферу около 7,5 Tg SO2. Стратосферное облако распространилось по всему миру, и последующее выпадение аэрозольных частиц было прослежено как сульфатные аномалии в снежных ямах и кернах льдов из Гренландии и Антарктиды. Чрезвычайно высокое содержание серы в магме Эль-Чичона 1982 года и в более старых пирокластических отложениях делает вероятным, что ранее взрывные извержения также вызвали выброс большого количества SO2.
Датированные отложения пирокластических потоков вблизи вулкана указывают на извержение в середине VI в. н.э., но возрастные ограничения недостаточны для корреляции этого явления с конкретным сульфатным всплеском в записях керна льда. Даже самый надежный образец из карбонизированных ветвей деревьев, датируемый 1520 ± 75 год до н.э., позволил получить калиброванный возрастной диапазон, совпадающий по крайней мере с пятью вулканическими сульфатными шипами в записях керна льда.
Возрастные показания из осадков отложений тефры
Ученые значительно уменьшили эту неопределенность в сроках извержения благодаря радиоуглеродному датированию дистальной тефры, осажденной примерно в 140 км к северо-востоку от вулкана Эль-Чичон. Органические пойменные отложения позднего голоцена дельты Усумачинта-Грихальвы содержат два различных слоя тефры, полученные в результате прошлых извержений Эль-Чихона. Также были обнаружены небольшие фрагменты пемзы с основным элементным составом, сопоставимым с составом тефры Лос Хокойос из кальдерформирующего извержения Атитлана (Гватемала), произошедшего ~84 000 лет назад. Поскольку эти фрагменты пемзы присутствуют во всех кернах донных отложений, они, вероятно, представляют собой переработанный материал, включенный в донные отложения после больших паводков. Ни один из проанализированных осколков не имел такого мажорэлементного состава, сопоставимого с составом тефры Огненной Земли, образовавшейся в результате крупного извержения 5-6 века нашей эры в Илопанго в Сальвадоре, что указывает на маловероятность того, что вулканический пепел от этого извержения достигнет бассейна наводнения.
Были проведены исследования остатков, выделенных из органических отложений из двух различных слоев тефры. Проведенный анализ показал, что большая часть тефры образовалалсь в 540 году н.э.
Возрастные ограничения последовательности обраования пляжных хребтов.
Дополнительные доказательства того, что извержение произошло примерно в 540 году нашей эры, относятся к датировке вулканического интервала в пределах последовательности пляжных хребтов Мексиканского залива. Большое количество осадков, включая перенос вулканопластических компонентов из Эль-Чичона к побережью, привело к образованию крупнейшей в мире пляжной гряды голоцена. Исключительно высокие темпы программирования (2-6 м/год) позволяют точно датировать отдельные хребты и вулканические интервалы.
Учитывая, что вулканические пласты Эль-Чичона содержат титаномагнетит, можно проследить значительное увеличение поступления титаномагнетита после извержения, так как повышенные значения магнитной восприимчивости аккумулирующих песков пляжного хребта. Ученые брали керны наносов вдоль разреза, включая отложения 6-го века н.э., и вдали от (бывших) устьев рек, чтобы избежать нежелательных последствий от динамической береговой программы или эрозии. В ходе исследований были выявлены наибольшие значения магнитной восприимчивости в песках пляжного хребта вблизи прежнего среднего уровня моря, что согласуется с накоплением тяжелых минералов в основном в завальной зоне. Наступление повышенного поступления вулканического магнетита на пляжные хребты произошло в 537 ± 17 лет.
Последствия взрыва для племени Майя
Предполагаемый возраст извержения совпадает с внезапным периодом стагнации, спада и усиления боевых действий в густонаселенных низменных районах Центральной Майи (CML). Этот период также известен как "ранне- позднеклассический перерыв" из-за отсутствия производства и возведения резных памятников на этом переходном этапе. Хотя многие теории объясняют этот "темный век" в истории майя, близость Эль-Чичона к CML делает крупное извержение, вероятно, катализатором. Распространение тефры после извержения в 540 г. н.э. неизвестно, но основные оси рассеивания пепельных пятен из двух последних извержений Эль-Чичона были направлены в сторону CML.
Наиболее пагубными последствиями для местных сообществ майя, вероятно, стали прямое воздействие падения тефры и связанных с этим гидрологических изменений на водосборный бассейн реки Усумасинта, что подтверждается свидетельствами того, что регион неоднократно подвергался воздействию пепла от взрывных вулканических событий. Денудация больших площадей в верхней части водосборного бассейна, вероятно, привела к увеличению поверхностного стока и возникновению обширных паводков в нижней части, о чем свидетельствует осаждение богатого смектитами турбидитового слоя в озере Туспан примерно 540 год н.э. Смектит может образовываться после изменения риолитической тефры после осаждения, а также может быть частью основного вулканического пепла Эль-Чичона. Высокое содержание серы в турбидите 540 года н.э. озера Туспан также согласуются с вулканической примесью.
Хотя масштабы извержения и локальное воздействие крупных вулканических извержений на социально-экологические условия низменности майя в целом требуют дальнейшего изучения, атмосферный эффект извержения может быть уверенно связан с продолжительным периодом летнего охлаждения в Северном полушарии. Данные о снижении темпов роста в трейдинге юго-западной части США и Центральной Европы указывают на снижение средней летней температуры на 1,5 °C за период 540-554 года н.э. по сравнению с периодом 500-535 года н.э. до извержения. Вполне вероятно, что извержение Эль-Чичона усилило климатическое охлаждение, которое уже было вызвано одним или несколькими предшествующими ему высокоширотными вулканическими извержениями в Северном полушарии в 536 году нашей эры. Любое воздействие вулканогенного климата на цивилизацию майя в рамках CML, вероятно, было подчинено различным прямым воздействиям извержения на окружающую среду.