Древнее оледенение и жизнь (fb2)

- Древнее оледенение и жизнь 1366K скачать: (fb2) - (epub) - (mobi) - Леонид Рувимович Серебрянный

Древнее оледенение и жизнь

В центре внимания предлагаемой книги — новейшая история эволюции биосферы, охватывающая четвертичный период. Систематизация существующих представлений о природе этого периода, и в частности о покровных оледенениях, позволяет по-новому взглянуть на процессы развития органического мира. На примере наиболее изученного последнего оледенения Земли дана картина изменения природных зон в пространстве и времени.

Серебрянный Леонид Рувимович

АКАДЕМИЯ НАУК СССР

СЕРИЯ «Человек и окружающая среда»

ИЗДАТЕЛЬСТВО «НАУКА» Москва 1980

ВВЕДЕНИЕ

Яркий солнечный день. Группа людей с рюкзаками и ледорубами неторопливо поднимается по Безенгийскому леднику, самому большому на Кавказе. Остался позади сильно раздробленный, покрытый камнями конец ледника, а впереди вверху — знаменитая безенгийская стена. Ослепительно белая, увенчанная остроглавыми вершинами, она вздымается высоко к облакам и снизу, с поверхности ледника, кажется совершенно недостижимой. Время от времени огромные глыбы снега срываются с карнизов стены и с раскатистым гулом устремляются вниз, нарушая безмолвный покой гор. К местам схода таких лавин приближаться нельзя: это верная смерть. Мир ледников привлекает своей красотой, пожалуй, только в хорошую погоду. При мощных снегопадах или затяжных ливневых дождях он суров и неприступен.

Площадь ледников на нашей планете оценивается примерно в 15 млн. км², что составляет около 10% всей суши; причем большая часть (~14 млн. км²) приходится на Антарктиду — этот природный холодильник Земли. Если растопить огромные запасы антарктического льда, уровень Мирового океана повысится более чем на 60 м, а его поверхность расширится почти на 20 млн. км², поглотив многие густонаселенные прибрежные территории. Возникает вопрос: может ли Антарктида утратить свой ледяной панцирь? Это, разумеется, зависит от глобальных изменений климата, однако по геологическим данным установлено, что в прошлом антарктический материк переживал безледный период и там существовали теплолюбивые растения и животные.

Сами ледники на первый взгляд абсолютно несовместимы с жизнью, между тем отдельные ее проявления удается обнаружить даже в этом мире белого безмолвия. На покрытых камнями и мелкоземом ледниках Кавказа можно увидеть отдельные экземпляры травянистых растений, мхов и лишайников, а также бойко снующих мух, пауков и других насекомых.

Даже чистая поверхность льда иногда может быть средой обитания, правда, самых примитивных форм. Микроскопические водоросли, десмидиевые, диатомовые, зеленые и синезеленые, нередко окрашенные малиновым, розовым и фиолетовым пигментами, довольно энергично осваивают поверхностный слой льда, нарушая его кристаллическую структуру и придавая ему своеобразный цвет. Развитие этих низших организмов, как правило, достигает оптимального уровня летом. Красноватые пятна водорослей на горных ледниках — явление не особенно редкое, причем эти водоросли встречаются и на высотах около 5000 м, где, по сути дела, маркируют верхний предел жизни в высокогорье.

Наиболее просто устроены синезеленые, которые фактически мало зависят от окружающей среды: они переносят и сильные морозы, и обильные потоки света. Вероятно, на заре развития органического мира Земли именно эти водоросли содействовали формированию атмосферы и тем самым подготовили базу для появления высших организмов. В настоящее время синезеленые сохранились в предельно суровых условиях, которые не подходят для существования других организмов. Таким образом, на поверхности ледников, возможно, кроется один из важных ключей к разгадке тайн живой природы.

Обширные ледниковые покровы и горные ледники с их постоянно низкими температурами, естественно, не представляют собой среду, оптимально подходящую для жизни. Если не считать отдельных примитивных форм, этот мир вполне можно считать безжизненным. Тем не менее он оказывает немалое воздействие на существование организмов на сопредельных территориях. Поскольку размеры ледниковых тел на протяжении геологической истории Земли неоднократно подвергались резким колебаниям, соответственно менялось и влияние оледенения на развитие жизни.

БИОСФЕРА И ЕЕ ПРОШЛОЕ

В современной науке для обозначения живого покрова Земли используется термин «биосфера». История его происхождения такова. В 1869 г. географ Ф. Ратцель ввел термин «сфера жизни». Спустя несколько лет, в 1875 г., геолог Э. Зюсс предложил объединить всю совокупность живых организмов, населяющих нашу планету, под названием «биосфера». Это понятие было тесно связано с эволюционными представлениями видных естествоиспытателей XIX в. Ж. Ламарка и Ч. Дарвина.

Определение биосферы как особой оболочки Земли широко использовалось выдающимся отечественным ученым В. И. Вернадским, который придал этому термину более глубокий смысл. В понимании В. И. Вернадского биосфера — это прежде всего область распространения жизни, охватывающая не только сами организмы, но и среду их обитания. В одной из работ этого ученого приводится еще более широкая трактовка термина «биосфера», претендующая на охват всей области влияния жизни. С этих позиций закономерной представляется наша попытка обратить внимание на процессы исторического взаимодействия оледенения и биосферы, оледенения и жизни.

Биосфера образовалась в докембрийское время, около 3,5 млрд. лет назад, в процессе эволюции материи. Космические и геологические факторы создали среду, пригодную для жизни, а ее сохранению, безусловно, во многом способствовал биотический круговорот, преемственно связанный с абиотическим круговоротом минеральных веществ, который происходил и до возникновения биосферы.

По представлению В. И. Вернадского, биосфера образует сложную, закономерно организованную, саморегулируемую систему. Биогенному круговороту, так же как и абиогенному, присуща естественная саморегуляция. Это фактически результат взаимодействия трех функционально и экологически различных групп организмов: продуцентов, консументов и деструкторов органического вещества. В последнюю группу входят микроорганизмы, осуществляющие процессы разложения остатков растений и животных, превращения их в минеральные соли и простейшие органические соединения, впоследствии вновь потребляемые зелеными растениями для синтеза органического вещества. Именно деструкторы являются активными агентами биотического круговорота, поскольку они способствуют вовлечению в него всевозможных форм жизни. В ходе геологического развития Земли природа испытывала многочисленные формы жизни, населяла ими нашу планету, объединяла их во взаимосвязанные системы, и таким образом формировалась биосфера. Ведущую роль в процессе эволюции жизни, несомненно, играли биотические факторы, которые во многих случаях определяли изменения абиотических компонентов. Посредством изменчивости и естественного отбора организмы приспосабливались к последствиям собственной жизнедеятельности. В процессе приспособления к новым природным обстановкам менялись требования к видообразованию, совершенствовались адаптационные механизмы, расширялся биотический круговорот, в целом росла организованность жизни и многообразие ее форм. Следовательно, развивалась большая устойчивость жизни.

На протяжении истории формирования биосферы поверхность Земли неоднократно подвергалась оледенениям, которые, однако, сплошными не были, поэтому никогда и не прерывали развитие жизни на Земле. Более того, они оказывали стимулирующее воздействие на этот процесс. Самая простая последовательность событий, отражающая влияние оледенений на природу Земли, представляется таким образом. Формирование ледниковых покровов сопровождалось значительным понижением уровня Мирового океана. Напротив, исчезновение льдов вело к повышению уровня океана (такие колебания уровня известны под названием гляциоэвстатических). Изменения площадей и объемов ледниковых тел вызывали упруго-эластические деформации земной коры, проявлявшиеся в форме гляциоизостатических движений.

Все эти изменения состояния суши и океана, нередко принимавшие колоссальные масштабы, предопределяли сдвиги в системах атмосферной циркуляции и океанических течений, что сопровождалось пространственными перемещениями всех природных зон. Реакции растений и животных при этом выражались в миграциях и активном образовании видов, что заметно даже у млекопитающих.

С развитием оледенении менялся газовый состав атмосферы. Регулятором состава, и в частности баланса кислорода и углерода, выступала жизнь. Этот механизм влиял на температурный режим земной поверхности. Уменьшение концентрации углекислоты вело к понижению а увеличение — к повышению температуры. Американские ученые Л. Беркнер и Д. Маршалл выдвинули гипотезу, согласно которой распространение ледников было связано с усиленным фотосинтезом, обусловленным определенными изменениями в биосфере. В свою очередь изменения температурного режима в порядке обратной связи вызывали сдвиги в структуре биосферы.

Анализ соотношений между древними оледенениями и жизнью весьма актуален: он помогает постичь истинное место и назначение живой природы и человека, определить их развитие в будущем.

ДРЕВНИЕ ОЛЕДЕНЕНИЯ

Рис. 1. Ледниковые эпохи в истории Земли (по Д. Тарлингу)

Изучение древних оледенений началось более 200 лет назад. Лучше всего выявлены следы оледенений четвертичного периода, самого молодого этапа истории Земли, продолжительностью 1,8 млн. лет. Долгое время считали, что новейший этап развития оледенений ограничивался завершающей частью четвертичного периода — плейстоценом. Однако новые исследования показали, что последний ледниковый этап имел гораздо большую длительность и своими истоками уходил в миоцен; соответственно предлагается более широкий термин: позднекайнозойский ледниковый этап. Этим этапом вовсе не ограничивается изучение системы «оледенение —жизнь», так как наша планета испытала еще несколько более древних ледниковых этапов, которые повторялись примерно через 200 — 250 млн. лет. Помимо позднего кайнозоя, следы оледенений четко установлены в карбоне-перми, раннем палеозое и докембрии. Все эти вспышки ледниковых процессов непосредственно связаны с периодами интенсивного горообразования и, таким образом, отражают результаты глубинных процессов в недрах Земли. Вероятно, оледенения были не случайными эпизодами, а вполне закономерными вехами в эволюции всей ее природы.

Вполне понятно, что изученность оледенений во многом зависит от сохранности их следов, выраженных в отложениях и рельефе. Поэтому выделение признаков древних оледенений всегда непросто, особенно в горных странах, где преимущественно представлены самые молодые ледниковые отложения и формы рельефа.

Типичные древние ледниковые отложения — тиллиты — представляют собой сильно уплотненные плохо сортированные грубозернистые обломочные фации, имеющие сходство с основной мореной ледников четвертичного периода. Однако нередко тиллиты преобразованы под действием текучих вод, особенно ярко проявившимся во время таяния ледниковых покровов.

Во многих странах уставовлены определенные диагностические признаки древних морен, позволяющие подтвердить их ледниковое происхождение. Тем не менее генезис тиллитов подвергается критике, причем образование их приписывается турбулентным потокам. При обосновании древних оледенений существенное значение придается также наличию штрихованных льдом поверхностей, валунных мостовых, курчавых скал, бараньих лбов и т. д. Убедительным аргументом служит распространенность ледниковых форм, а также наличие парагенетических комплексов ледниковых и перигляциальных (приледниковых) элементов в сочетании с находками остатков холодовыносливых растений и животных.

При выделении древних оледенений степень достоверности во многом зависит от геологического возраста. Для докембрийского времени установлены признаки не менее четырех крупных ледниковых эпох, однако в наиболее древних породах (более 2,8 млрд. лет) из-за глубокой метаморфизации трудно выявить надежные признаки ледникового происхождения. Возраст самой древней из ледниковых эпох — гуронской — около 2,3 млрд. лет назад. За ней следовали гнейсёская (950 млн. лет), стёртская (750 млн. лет) и варангская (680 — 660 млн. лет) эпохи (рис. 1). Лучше всего изучена последняя из них: её следы обнаружены почти на всех материках, в том числе и на территории нашей страны. В северных районах Скандинавии известны мостовые из валунов с четкой ледниковой штриховкой, относящиеся к варангской эпохе (рис. 2). Стёртские ледниковые отложения найдены в Австралии, Китае, Юго-Западной Африке и Скандинавии, гнейсёские — в Гренландии, Норвегии и Свальбарде (Шпицберген) , гуронские — в Канаде, Южной Африке и Индии.

Рис. 2. Варангское оледенение в северном полушарии (по Н. М. Чумакову, А. Кайё и А. М. Спенсеру)

1 — варангский ледниковый покров; 2 —местонахождения тиллитов; 3 — направления движения льда

Рис. 3. Реконструкция материка Гондваны в начале пермского периода (по В. Гамильтону и Д. Кринсли)

1 — ледниковые отложения (тиллиты); 2 — направления движения льда. На схеме показаны палеошироты

Докембрийские оледенения развивались отнюдь не в исключительных природных обстановках. Напротив, по представлениям А. В. Сидоренко, с раннего архея существовала принципиальная общность геологической истории Земли. Для архея и протерозоя установлены такие же соотношения геологических процессов, как и для последующих эпох. Поскольку древнейшие из известных пород формировались тогда, когда уже была вода в жидкой фазе, естественно, возникает предположение и о длительном развитии жизни, на что указывает присутствие живого вещества в осадочных породах докембрия. Это вещество изменило состав атмосферы и преобразовало геохимическую обстановку осадконакопления. Не исключено, что усиленная фотосинтетическая деятельность примитивных организмов стимулировала развитие древнейших оледенений. Следы оледенений обнаружены и в раннепалеозойских породах. Полнее исследованы ледниковые отложения Сахары, относящиеся к позднему ордовику (460 — 430 млн. лет назад). Местами встречаются типичные ледниковые долины U-образной формы со следами штриховки на скальных выступах. Кроме того, обнаружены водно-ледниковые осадки и многолетнемерзлые грунты (каменные полигоны). Позднеордовичские ледниковые образования, вероятно, накапливались в высоких широтах поблизости от морского берега.

Изучение позднепалеозойских тиллитов, относящихся к каменноугольному и пермскому периодам, подкрепило концепцию дрейфа материков, выдвинутую геофизиком А. Вегенером в 1912 г. Согласно этой концепции длительное время существовал обширный материк Гондвана, объединявший Южную Америку, Африку, Индию, Австралию и Антарктиду. Максимум оледенения приходился на раннепермское время. Затем в связи с начавшимся смещением этого материка к северу произошло почти одновременное таяние ледниковых покровов. Любопытно заметить, что вероятность развития оледенения Гондваны отмечалась еще в середине XIX в., когда теория материкового оледенения фактически еще не была разработана.

Рассмотрим теперь некоторые данные об оледенении в разных частях Гондваны. В Южной Америке только в бассейне р. Параны ледниковые отложения позднего палеозоя прослеживаются на территории площадью более 1,5 млн. км². Хотя во многих местностях, особенно вдоль подножий Анд, эти отложения находятся не в первичном залегании, в ходе исследований были найдены классические признаки деятельности ледников: основные морены, поверхности с валунной отмосткой, выработанные ледниками долины, бараньи лбы, озы и др. Судя по палеоботаническим данным, эти ледниковые образования относятся к разным этапам каменноугольного периода и самому началу пермского периода, 335 — 260 млн. лет назад. Вероятно, это была одна из наиболее продолжительных ледниковых эпох, включавшая не менее 17 подвижек ледников; преобладал перенос льдов с востока на запад.

Позднепалеозойские ледниковые отложения Южной Африки были описаны в 1870 г., когда было введено понятие о тиллитах серии двайка и были найдены поверхности с валунной отмосткой, долины, заполненные ледниковыми осадками, и т. д. Местами установлены признаки перемыва тиллитов текучими водами. Благодаря детальным текстурно-фациальным исследованиям удалось выделить несколько самостоятельных ледниковых лопастей, причем некоторые из них двигались с юго-востока Южной Африки в Южную Америку (рис. 3). Эти ледниковые лопасти существовали примерно в одно и то же время.

Рис. 4. Папоротникообразные ископаемой гондванской флоры (по Э. Арберу)

Всего в Южной Африке в позднем палеозое обособлено четыре ледниковых цикла в интервале 345 — 270 млн. лет назад. Так же, как и в Южной Америке, максимум оледенения приходился на конец каменноугольного и Начало пермского периодов. Оледенение развивалось в полярных широтах на низменной суше, хотя местами есть признаки существования горных ледников.

На территории Индии в 1859 г. было описано позднепалеозойское оледенение талчир, следы которого представлены слабосортированными осадками, основными моренами, поверхностями с валунной отмосткой. Находки ископаемой флоры позволили выяснить, что талчирские ледниковые слои накапливались в конце каменноугольного и самом начале пермского периодов (285 — 270 млн. лет). Всего в Индии различают три главных цикла развития этого оледенения, причем общая обстановка примерно сходна с южноафриканской.

Позднепалеозойские ледниковые отложения были обнаружены и на большей части Австралии. Здесь найдены следы горного и покровного оледенений, которые указывают на тесную зависимость от ухудшения климата, обеднения состава флоры и фауны с середины каменноугольного периода. Горное оледенение, возможно, перестало самостоятельно существовать в связи с образованием крупного ледникового покрова в начале пермского периода (280 млн. лет назад) на юго-востоке Австралии, Этот покров удерживался на протяжении примерло 10 млн. лет, а впоследствии горные ледники местами сохранялись до казанского времени (250 — 245 млн. лет назад).

В Антарктиде позднепалеозойские ледниковые отложения были найдены в Трансантарктических горах и горах Элсуэрта. Предположительно развитие этого оледенения относят к тому же самому временному интервалу, что и в других частях Гондваны (конец каменноугольного и начало пермского периодов). Антарктида около 280 млн. лет назад, как и в настоящее время, находилась в полярных широтах. Следовательно, в истории этого континента оледенения неоднократно повторялись.

Уместно заметить, что данные по ледниковым отложениям и истории оледенения позднего палеозоя — отнюдь не единственный аргумент в пользу концепции дрейфа материков. Не менее важная информация получена благодаря применению палеомагнитного метода, сейсмических исследований и бурения океанических осадков. Достаточно хорошо изучено географическое положение отдельных материков за последние 200 млн. лет; на основании этого можно проследить черты сходства и различия ископаемых организмов, пути их распространения, возможные случаи изолированного развития и т. д.

Этап активизации оледенений на рубеже каменноугольного и пермского периодов совпал со значительными изменениями состава флоры и фауны. Если каменноугольный период характеризовался господством земноводных, то с перми началось распространение пресмыкающихся. Особенно хорошо изучены пермские пресмыкающиеся Южной Африки, включавшие целый ряд травоядных и хищных форм, которые обитали в условиях умеренно теплого климата. В то же время в Северной Америке и Европе животный мир был более разнообразен: помимо пресмыкающихся, там водились различные земноводные и рыбы. Природные условия этих материков, возможно, приближались к пустынным.

Позднекаменноугольное время, как известно, совпало с накоплением мощных залежей угля, что обусловливалось быстрым ростом биомассы. Климат тогда был довольно однообразным, без резких сезонных различий, о чем свидетельствует отсутствие годичных колец у деревьев. На рубеже каменноугольного и пермского периодов резко изменилась растительность. Под влиянием оледенения на материке Гондваны распространились формации папоротникообразных — флора Glossopteris (рис. 4), приспособившиеся к перигляциальным обстановкам и резко отличавшиеся от космополитических формаций других материков. Таким образом, именно оледенение Гондваны обострило температурные контрасты полярных и экваториальных широт и дифференциацию природных зон, что сыграло важную роль в развитии биосферы.

ПОЗДНЕКАЙНОЗОЙСКИЙ ЭТАП ОЛЕДЕНЕНИЯ ЗЕМЛИ

Кайнозойская эра, самая молодая в геологической истории Земли, охватывавшая последние 70 млн. лет, была связана с коренными преобразованиями природы. В позднем кайнозое не только в полярных, но и в умеренных широтах активизировались процессы оледенения. Во время максимального развития оледенения не менее одной трети поверхности нынешней суши (около 45 млн. км²) было сковано льдом и, кроме того, площадь морских льдов в два-три раза превышала современную.

Следы позднекайнозойских оледенений по сравнению с более древними оледенениями Земли яснее выражены в строении поверхности, что облегчает задачу их исследования. Недаром именно с позднекайнозойскими оледенениями тесно связана разработка учения о материковых оледенениях, которое часто называют ледниковой теорией.

Ледники привлекали внимание ученых очень давно. Еще в XVI в. исландский ученый Т. Вигалин отметил, что в Исландии со времени открытия ее в конце IX в. ледники испытывали весьма значительные колебания в краевых зонах и эти колебания, по всей вероятности, подчинялись более крупным планетарным изменениям климата. В конце XVIII — начале XIX в. в результате детальных наблюдений в предгорных районах Альп были установлены следы более обширного распространения ледников в прошлом. Находки крупных валунов в альпийских долинах и на равнинах Средней Европы навели на мысль, что эти камни могли быть принесены только льдом. Одним из первых мнение о ледниковом периоде высказал великий немецкий поэт И.-В. Гёте, который, как известно, увлекался естественными науками.

Дальнейшее развитие ледниковой теории связано с исследованиями Л. Агассиза в Швейцарии в 30-х годах прошлого века. Опираясь на наблюдения И. Венеца, И. Шарпантье и других естествоиспытателей, ученый писал о материковом оледенении, распространявшемся на обширных пространствах Европы. Термин «ледниковая эпоха» был тогда же предложен швейцарским геологом X. Шимпером. Против этой концепции выступил известный естествоиспытатель Ч. Лайель, который склонялся к признанию переноса валунов плавучими льдами. Дрифтовая гипотеза Лайеля в середине XIX в. находила немало сторонников.

Рис. 5. Зарисовка обнажения морены у г. Хяменлинна в Финляндии (из книги П. А. Кропоткина «Исследования о ледниковом периоде», 1876)

а — ледниковый щебень; b — гранитные бугры

В изучение древнего оледенения на востоке Европы деятельно включились русские ученые. В 1856 г. московский геолог Г. Е. Щуровский опубликовал карту материкового оледенения России, ставшую прообразом нынешних палеогеографических карт. В поддержку ледниковой теории в 1871 г. определенно высказался петербургский геолог Ф. Б. Шмидт. В середине 70-х годов П. А. Кропоткин в России, О. Торелль в Швеции и А. Гейки в Великобритании почти одновременно опубликовали работы о материковом оледенении, основанные на детальных полевых наблюдениях. Среди них бесспорно наиболее значительными были «Исследования о ледниковом периоде» (1876 г.) П. А. Кропоткина. Книга отличалась глубоким Обоснованием ледниковой теории и комплексной палеогеографической трактовкой древних оледенений и их отложений (рис. 5). Благодаря этому дрифтовой гипотезе был нанесен сокрушительный удар.

Для России идеи П. А. Кропоткина играют совершенно исключительную роль. Дело в том, что на территории нашей страны древние ледниковые покровы не только обладали громадными размерами, но и образовывали целую систему со сложным распределением во времени и пространстве. Этому способствовали общеклиматические и морфоструктурные условия. Недаром геолог Г. Шпрайтцер в середине 1930-х годов писал, что по сравнению с другими древнеледниковыми областями Русская равнина наиболее подходит для выяснения проблем истории четвертичных оледенений. Действительно, на этой территории решаются многие ключевые вопросы палеодинамики ледниковых покровов. Соответственно возрастает значение идей П. А. Кропоткина, впервые обосновавшего наличие обширных покровов материковых льдов на северо-западе России.

Развитие ледниковой теории в нашей стране проходило в обстановке оживленных дискуссий со сторонниками антигляциализма и гляциомаринизма. Нападки со стороны явных антигляциалистов, отрицавших ледниковую теорию, были лишены глубокого научного обоснования и оторваны от практики конкретных геологических наблюдений и исследований, а потому и не получили сколько-нибудь прочной опоры.

Несколько иначе обстоит дело с гляциомаринистами, собравшими значительный набор фактов, свидетельствующих о широком распространении четвертичных морских отложений на равнинах Северной Евразии. Попытки синхронизировать эти морские трансгрессии с периодами активизации оледенения, как нам представляется, вряд ли могут оказаться плодотворными, так как они идут вразрез с громадной суммой геологических и палеогеографических данных. Тем не менее нет никаких сомнений в том, что морские и ледовоморские обстановки были весьма характерны для прибрежных равнин Северной Евразии во время продолжительных интервалов четвертичной истории.

Решение этой проблемы тесно связано с современной трактовкой многократности и продолжительности материковых оледенений. П. А. Кропоткин считал, что была только одна ледниковая эпоха. Однако впоследствии благодаря находкам межморенных отложений с ископаемыми остатками теплолюбивых растений и животных неоднократность покровных оледенений была доказана. Эти находки убедительно свидетельствуют о перерывах в развитии оледенений. Если ледники тогда были такие же, как в настоящее время, либо достигали еще меньших размеров, представляется возможным выделять межледниковья. К сожалению, у исследователей еще нет единого мнения по поводу числа самостоятельных межледниковий и оледенений.

Первые доказательства трехкратного оледенения Среднеевропейской равнины, основанные на изучении условий залегания моренных и межморенных отложений, были представлены А. Пенком в 1879 г. В России после классических исследований межморенных отложений, выполненных А. П. Павловым и Н. Н. Боголюбовым в конце XIX в., тоже появились убедительные аргументы в пользу выделения трех самостоятельных оледенений. В итоге последующих работ полигляциализм пустил настолько основательные корни, что попытки возродить, хотя и с известными оговорками, концепцию единого оледенения (моногляциализм) не увенчались успехом.

Идеи полигляциализма опираются на довольно упрощенную трактовку истории четвертичного периода, которая очень Часто рассматривается как чередование оледенений и межледниковий. Мало что меняется и от дополнительного обособления некоторых ледниковых стадий и межстадиалов. Такой схематичный подход во многом определялся несовершенством геохронологических представлений и неверной оценкой продолжительности ледниковых и неледниковых интервалов четвертичной истории.

Только благодаря внедрению радиоизотопных методов датирования удалось усовершенствовать абсолютную хронологическую шкалу четвертичного периода. И хотя этот процесс еще окончательно не завершен, наши представления о динамике ледниковых процессов претерпевают коренную перестройку. К настоящему времени разработаны детальные схемы периодизации позднего кайнозоя. Общее число выделяемых покровных оледенений значительно возросло, возраст древнейшего из них был определен более чем в 5 млн. лет, тогда как признаки горного оледенения были четко установлены даже в эоцене.

Рис. 6. Гляциоэвстатические колебания уровня Мирового океана в позднечетвертичное время штриховая линия — предполагаемый ход изменений

Проблемы истории позднекайнозойских оледенений — особая тема, к которой мы еще обратимся в одной из последующих глав. Здесь же уместно рассмотреть вопрос о продолжительности материковых оледенений на примере самого последнего из них. Многочисленные геохронологические данные показывают, что последняя трансгрессия материковых льдов на равнины Восточной и Средней Европы длилась всего около 10 тыс. лет и по продолжительности была соизмерима с послеледниковым временем — голоценом. Есть основания полагать, что такую же длительность имел и теплый интервал в середине валдайской (вюрмской) эпохи, 50 — 40 тыс. лет назад, описанный нами под названием карукюлаского межледниковья.

Таким образом, за последние 50 тыс. лет суммарная продолжительность двух наиболее теплых интервалов и интервала наибольшего развития покровного оледенения составляла 30 тыс. лет. Остальные 20 тыс. лет приходились на переходный этап, во время которого развивалось преимущественно горное оледенение (впоследствии покровное). Этот длительный этап, предшествовавший разрастанию ледниковых покровов классического валдая (вюрма), можно назвать предледниковым, или анагляциальным. Существование такого интервала вытекает не только из геохронологических данных, но и из гляциологических моделей Дж. Вертмана, согласно которым рост ледниковых покровов должен занимать в 2 — 3 раза больше времени, чем их распад. Известно, что в конце последнего покровного оледенения материковые льды в умеренных широтах растаяли за несколько тысяч лет.

Рассматриваемый предледниковый переходный интервал характеризовался значительными палеогеографическими событиями. В средней полосе Европы формировались лесные ландшафты более северных вариантов. Об этом убедительно свидетельствуют результаты комплексного изучения отложений озерных котловин Центральной России (Неро, Татищево, Сахта, Степная Нива и др.). Кроме того, выяснилось, что предледниковый период по времени совпал с планетарной трансгрессией Мирового океана, которая распространялась на окраины материков (в частности, на северные равнины Евразии). Это был, вероятно, завершающий этап трансгрессии, тогда как ее более ранний этап приходился на карукюлаское межледниковье (рис. 6). Непродолжительный период активизации последнего валдайского оледенения ознаменовался глубокой и резкой регрессией Мирового океана, амплитуда которой достигала 130 м.

Результаты датирования по изотопам урана показали, что и 120 — 50 тыс. лет назад в развитии материкового оледенения и в реакции Мирового океана на этот процесс существовали сходные пространственно-временные соотношения. Можно также констатировать, что основная масса радиоизотопных датировок осадков предпоследнего микулинского, или рисс-вюрмского, межледниковья заключена в относительно небольшом временном диапазоне порядка 15 — 10 тыс. лет (это подтверждается подсчетами по ритмической слоистости межледниковых озерных осадков).

Мнение об относительно небольшой продолжительности вспышек покровного оледенения в более ранние этапы четвертичной истории не бесспорно. Тем не менее, по нашему мнению, веские основания для подобных заключений содержатся в итогах сопряженного анализа микропалеонтологических и радиоизотопных данных, включая реконструкции палеотемператур океана по изотопам кислорода. Заметим, что именно такими короткими вспышками представлялись материковые оледенения плейстоцена и А. П. Павлову.

По суммарной продолжительности собственно ледниковые интервалы, связанные с наибольшими трансгрессиями материковых льдов, несомненно уступали переходным и межледниковым интервалам. Это обстоятельство имеет особенно важное значение для понимания филогенетического развития организмов, населяющих нашу планету, а также процессов формирования рельефа, почв и других компонентов природной среды.

Позднюю часть четвертичного периода (последние 700 тыс. лет), включавшую наиболее значительные материковые оледенения в умеренных широтах северного полушария, нередко называют плейстоценом. В качестве его синонима часто употребляется термин «ледниковый период», иногда он распространяется и на четвертичный период в целом (1,8 млн. лет). Строго говоря, применение термина «ледниковый период» в обоих случаях мало оправданно, так как покровные оледенения вовсе не исчерпывали содержание истории ни плейстоцена, ни тем более всего четвертичного периода. Однако громадное воздействие материкового оледенения на поверхность Земли бесспорно. Зная, какие значительные и быстрые геоморфологические преобразования вызывают ледники в наши дни, не приходится сомневаться в том, что за несколько тысяч лет плейстоценовые ледниковые покровы могли произвести значительную моделировку поверхности обширных территорий. Вопрос об оценке масштабов этой работы до сих пор остается открытым. Например, оценки разрушения ледникового ложа в области Балтийского щита за весь плейстоцен колеблются от нескольких метров до 30 — 60 и более. Не менее велики расхождения и в оценках размеров ледниковой аккумуляции. Путь для решения этих проблем — детальный объемный анализ отложений ледниковой формации. Заметим, что темпы разрушения ложа больших долинных ледников Кавказа составляют не менее 2 мм/год.

Для того чтобы объяснить некоторые важные особенности геологической деятельности древних ледниковых покровов в умеренных широтах, необходимо хотя бы вкратце упомянуть о выдвинутой в конце 60-х — начале 70-х годов советским ученым М. Г. Гросвальдом концепции широкого развития оледенений на шельфах. Очевидно, что ледниковые покровы в периоды их максимального распространения могли питаться за счет осадков, приносимых ветрами южных румбов, так как в скованный льдами Арктический бассейн эти влагонесущие воздушные потоки вряд ли могли проникать. Соответственно на южной периферии крупных ледниковых покровов происходил более интенсивный энерго- и массообмен, получавший отражение и в больших масштабах воздействия льда на ложе. С данным процессом, вероятно, была связана и интенсивная аккумуляция ледниковых отложений в краевой зоне, Следами этой деятельности служат, например, мощные ледниково-аккумулятивные образования Балтийской гряды и Валдайской возвышенности, сформировавшиеся во время последнего покровного оледенения.

НАЧАЛО ПОЗДНЕКАЙНОЗОЙСКОГО ЛЕДНИКОВОГО ЭТАПА

Новейший этап развития покровных оледенений, охватывающий поздний кайнозой, совпал с существенными изменениями органического мира Земли, включая и эволюцию самого человека. Нам представляется, что преобразования биосферы нашей планеты во многом были сопряжены с новым видообразованием и с адаптацией организмов к быстро менявшимся природным обстановкам.

Надо заметить, что в позднекайнозойское время происходило не только образование крупных ледниковых покровов в полярных и умеренных широтах. Кроме того, формировались ледники в горах даже в экваториальных районах Южной Америки, Центральной Африки и Новой Гвинеи. Вместе с тем на юге тропической зоны ощущался сильный дефицит влаги, что определило распространение пустынь с более аридными, чем в настоящее время, обстановками. Точного совпадения периодов максимального развития ледниковых покровов в умеренных широтах и максимальной аридности в тропиках, однако, могло и не быть. Важно отметить лишь общую приуроченность таких периодов к холодным интервалам позднекайнозойской истории.

До ледниковой эпохи, в раннем кайнозое, климат земного шара, по всей вероятности, был теплее и суше современного, причем система природных зон отличалась меньшей дифференцированностъю, а атмосферная циркуляция проявлялась менее интенсивно. На обширных территориях преобладали саванны и леса, а средние температуры были порядка 22° С. Хотя, конечно, и тогда существовали заметные контрасты между полярными и тропическими широтами, но даже в Антарктиде ледников еще не было.

Естественно, что для изучения истории позднего кайнозоя важно знать, когда возникло оледенение. Эту дату часто связывали с первым появлением ледниковых отложений в умеренных широтах. Однако еще более показательны данные по морской фауне. Установление холодных обстановок в бассейне Средиземного моря произошло примерно 1,8 — 1,7 млн. лет назад, и этот рубеж обычно принимают за границу неогенового и четвертичного периодов. Тем не менее есть свидетельства более раннего начала развития оледенения в северном полушарии, порядка 4 — 3 млн. лет назад. В осадочных породах Исландии за последние 3,1 млн. лет зафиксировано не менее 10 ледниковых циклов.

В южном полушарии оледенение имеет еще более древний возраст. Крупным очагом оледенения была Антарктида, которая постепенно утратила сухопутные связи с другими частями Гондваны и заняла околополюсное положение еще в начале кайнозоя. Формирование пролива между Антарктидой и Южной Америкой произошло в конце мелового периода, а связь с Австралией прервалась только в середине кайнозоя, около 35 млн. лет назад. Последующее формирование циркумантарктической системы морских течений способствовало термической изоляции Антарктиды, вокруг которой образовался пояс холодных придонных вод. Все это наряду с соответствующей перестройкой атмосферной циркуляции создало необходимые предпосылки для активизации ледниковых процессов на антарктической суше. В первой половине кайнозоя, и в частности в эоцене, очаги оледенения там существовали, вероятно, только в горах. Весьма благоприятным фактором для развития оледенения послужило поднятие Трансантарктических гор в позднем палеогене. На равнинах и плато Южного континента средние температуры тогда все еще достигали 20 — 22° С.

Только в миоцене произошло резкое похолодание, способствовавшее формированию очагов покровного оледенения. Постепенно сливаясь между собой, эти очаги объединились в единый ледниковый покров. В конце миоцена, немногим более 5 млн. лет назад, антарктическое оледенение достигло максимального развития, что обусловило необратимые изменения флоры и фауны этого континента. Оледенение сопровождалось резким уменьшением объема и понижением уровня Мирового океана. В это время Средиземное море утратило связь с океаном и там существовали обособленные водоемы, в которых накапливались мощные толщи соленосных осадков.

Последующая частичная деградация ледникового щита Антарктиды в его краевой части привела к повышению уровня Мирового океана. Отголоском этого процесса была плезанская трансгрессия в Средиземноморском бассейне, датируемая переходом от миоцена к плиоцену, около 5 млн. лет назад.

В начале плиоцена произошла окончательная изоляция Атлантического океана от Тихого в связи с поднятием Панамской глыбы. К этому времени относится образование Гольфстрима и начало развития оледенения в северном полушарии. Наиболее определенные факты имеются по западному горному обрамлению Северной Америки и по Исландии, где крупные ледники, несомненно, существовали около 3 млн. лет назад.

Дальнейшее развитие антарктического оледенения характеризовалось ситуацией, в целом довольно близкой к современной; неоднократные колебания охватывали преимущественно периферические части ледникового покрова. Например, довольно значительное сокращение масштабов оледенения отмечено 2,8 — 2,43 млн. лет назад, когда климат Антарктиды был теплее современного. Этому интервалу соответствует широкое распространение морских трансгрессий.

Обширные пространства Прикаспийской и Куринской низменностей в то время были затоплены акчагыльским морем, которое, как выяснилось, сообщалось с Мировым океаном. Проникновение океанических вод в глубь Евразии было, по-видимому, связано с таянием периферических частей Антарктического ледникового покрова. Похолодание 2,4 — 1,9 млн. лет назад вызвало понижение уровня океана и спад акчагыльской трансгрессии. В осевых частях Прикаспийской и Куринской впадин акчагыльские толщи увенчаны пресноводными и солоноватоводными слоями лиманного и лиманно-морского характера, указывающими на глубокую регрессию. Возраст этих слоев 1,95 — 1,8 млн. лет назад, что с известной долей условности может свидетельствовать об активизации материкового оледенения. Очень близкая датировка установлена для оледенения Аргентинских Анд — 2,06 млн. лет.

Напомним, что на уровне 1,8 млн. лет проводится нижняя граница четвертичного периода. В Средиземноморском районе, выше контакта астийских и калабрийских морских осадков, в это время появились более холодостойкие виды моллюсков и фораминифер. В континентальных отложениях при переходе от нижнего виллафранка к среднему в фауне млекопитающих тоже найдены более холодовыносливые формы. Изменения органического мира Средиземноморья, вероятно, были реакцией на активизацию ледниковых процессов в более высоких широтах и горных районах. Таким образом, в акчагыльское время в Южной и Северной (включая Гренландию и Исландию) полярных областях существовали крупные очаги оледенения. Поэтому проведенное нами сопоставление событий ледниковой истории Антарктиды и колебаний уровня Средиземного моря и Понто-Каспийского бассейна (табл. 1), несомненно, имеет важное значение для сравнения природных изменений в обоих полушариях.

История оледенения Антарктики в четвертичный период, к сожалению, слабо изучена. Изучение донных осадков океана у берегов этого материка показало, что 100 — 70 тыс. лет назад приантарктические воды были намного теплее (12° С) современных (1 — 2° С). Отмеченный интервал очень близок к планетарной трансгрессии Мирового океана, приходившейся на рисс-вюрмское, или никулинское, межледниковье. В то время происходило усиленное таяние Антарктического ледникового покрова.

Таблица 1

Развитие материкового оледенения Антарктиды и его корреляция с историей Средиземноморья и Понто-Каспия

Возраст,	Антарктида	Средиземноморье	Понто-Каспий
млн. лет[1]
		Плейстоцен
0,7	Расширение в краевой зоне	Калабрий (средний и верхний вилафранк)	Апшерон (эоплейстоцен)
1,85	Частичная деградация в краевой зоне	Пьяченцо (румыний)	Акчагыл
3,3	Стабилизация	Табиан (дакий)	Киммерий
5,0	Максимум материкового оледенения	Мессиний	Понт
7,0	Последовательное разрастание покрова	Тортон (паннон)	Мэотис
10,5	Оформление ледникового покрова	Серравал	Сармат
14,0

Рис. 7. Характер колебаний мощности ледникового покрова в некоторых районах Восточной Антарктиды (по В. И. Бардину)

а — ледник Бирдмора, Трансантарктические горы; б – гора Инзель, Земля Королевы Мод; в — гора Коллинз, хребет Принс-Чарльз; 1 — 3 — стадии оледенения

Последующая эпоха, сопоставляемая с вюрмской, включала три потепления, датированных по донным осадкам в 39 тыс., 31 тыс. и 25 тыс. лет назад. На наш взгляд, все эти интервалы попадают в рамки средневюрмского потепления, которое началось примерно 50 тыс. и завершилось около 25 тыс, лет назад. К этому времени была приурочена самостоятельная трансгрессия Мирового океана. Ледниковым интервалам вюрмской эпохи отвечали две четко выраженные регрессии — уровень океана понижался на 120 м относительно современной отметки.

В нескольких горных районах Антарктического материка были обнаружены серии моренных отложений, различающихся по вещественному составу, степени выветрелости и высотному положению. Эти различия послужили основанием для выделения нескольких ледниковых стадий, возраст которых до сих пор, к сожалению, не удалось установить. Тем не менее, как показали исследования советского ученого В. И. Бардина, имеются совершенно определенные свидетельства больших колебаний мощности ледникового покрова между упомянутыми стадиями (рис. 7), причем по мере приближения к современности явно намечается тенденция к понижению мощности.

В грандиозных колебаниях водного баланса Земли, связанных с чередованием оледенений и межледниковий в четвертичном периоде, обширный Антарктический ледниковый покров, несомненно, принимал активное участие, на что прежде всего указывают результаты изучения донных осадков из приантарктических районов океана. Существенно, однако, то обстоятельство, что Антарктический покров даже в межледниковые эпохи плейстоцена продолжал существовать, а таяние происходило только в его периферических частях. Такую же относительную стабильность обнаруживал и Гренландский ледниковый покров.

Напротив, Североевропейский и Североамериканский (Лаврентийский) покровы характеризовались довольно быстрыми темпами формирования в начале ледниковий и еще более быстрыми темпами распада в самом конце их и в начале межледниковий. Эти покровы называют неустойчивыми в отличие от устойчивых Антарктического и Гренландского покровов.

Закономерности развития ледниковых покровов пока еще, к сожалению, мало известны, хотя существует ряд реконструкций, опирающихся на теоретические модели. Наиболее обоснованны представления о стремительных темпах распада неустойчивых ледниковых покровов, что подтверждено фактами из истории самого последнего оледенения. Разрастание крупных ледниковых покровов, по современным представлениям, занимало в 2 — 3 раза больше времени, чем их распад.

МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ИСТОРИИ ОЛЕДЕНЕНИЙ

В предыдущей главе приводился ряд величин абсолютного возраста, иллюстрирующих историю новейшего ледникового этапа. Возникает вопрос: каким путем были получены эти геохронологические показатели и другая палеогляциологическая информация?

Здесь прежде всего надо сказать, что реконструкции истории оледенений непосредственно основываются на материалах изучения ледниковых и других генетически связанных с ними отложений. Наиболее полной информацией мы располагаем об отложениях четвертичной системы. Методы их изучения в принципе мало отличаются от обычных стратиграфических методов, применяемых в геологии. Все решает последовательность напластования. Однако в одном разрезе четвертичных отложений редко встречается более двух моренных горизонтов, и очень трудно найти разрезы, полностью вскрывающие весь комплекс ледниковых отложений. Нередко во время молодых оледенений происходила полная или частичная переработка более древних морен.

Несмотря на пробелы в геологической летописи событий, изучение самих морен дает чрезвычайно ценный материал для реконструкции динамики ледниковых покровов и обстановок моренонакопления. В современных условиях практикуется сопряженный анализ вещественного состава и строения морен, включающий гранулометрический и петрографический состав, изучение формы крупных обломков, минеральный состав мелкозема, ориентировку удлиненных обломков и т. д. Полученные данные позволяют конкретно представить себе общий характер и направление движения древних ледников, их температурный режим, взаимодействие с подстилающим ложем и другие принципиально важные индикаторы. В меньшей степени литологические материалы способствуют установлению последовательности событий, особенно при отсутствии надежной геохронологической привязки.

Важное значение для определения возраста и пространственных корреляций морен играет ископаемая флора и фауна межледниковых отложений, но интерпретация этих данных осложняется из-за неоднократных миграций организмов, обусловленных изменениями климата. Прямой путь для геохронологических исследований открывает изотопная хронометрия, которая за последние десятилетия достигла больших успехов. Применявшиеся ранее методы датирования геологических событий по изотопам урана и свинца, имеющим большие периоды полураспада, мало подходили для изучения четвертичного периода, который в целом относительно непродолжителен.

Весомый вклад в исследование четвертичной истории внесло радиоуглеродное датирование. Этот метод основан на объективных закономерностях радиоактивного распада и отличается высокой точностью по сравнению со многими другими геохронологическими методами. Радиоактивный углерод (¹⁴С) образуется в атмосфере при бомбардировке атомов азота космическими лучами, затем при окислении он входит в состав углекислоты, которая усваивается растениями и попадает в организмы животных. При жизни растений и животных поддерживается равновесие концентрации ¹⁴С в природе. С гибелью организма это равновесие нарушается, так как происходит только распад ¹⁴С с образованием азота. Период полураспада ¹⁴С составляет 5570 лет, и с теоретических позиций применение радиоуглеродного метода не превышает 50 тыс. лет.

Контроль метода был проведен на археологических образцах известного возраста и годичных кольцах деревьев. Величины возраста, полученные разными методами, обнаружили четкую сходимость в пределах последних 5000 лет, Для более древнего периода контроль, к сожалению, не был осуществлен, в частности, из-за отсутствия столь долго живущих деревьев. Однако имеются случаи хорошей согласованности результатов датирования разнотипных материалов, взятых из одного горизонта. При оценке точности радиоуглеродных датировок надо принимать во внимание возможность ошибок за счет загрязнения образцов углеродом более молодого и более древнего возраста. С этой целью проводится исследование темпов образования ¹⁴С в верхних слоях атмосферы. В качестве образцов берутся годичные кольца деревьев. Выявленные различия между предполагаемым и действительным содержанием ¹⁴С могут отражать не только изменения в эффективности обмена углеродом между атмосферой и океаном, но и колебания в притоке космической радиации. Определить степень участия этих факторов пока еще очень трудно, но можно предполагать, что существует тесная зависимость от интенсивности магнитного поля Земли, которое влияет на ионосферу, служащую барьером для солнечной радиации.

Разработка хронологии четвертичного периода — чрезвычайно сложная задача. До использования радиоизотопных методов неоднократно предлагались геохронологические шкалы, основанные на темпах накопления ритмично-слоистых осадков разного генезиса, чаще всего озерных. Сделанные на этой основе оценки продолжительности этапа развития покровных оледенений в умеренных широтах колебались от 1 млн. до 400 тыс. лет.

За последние десятилетия для изучения истории четвертичного периода широко привлекаются глубоководные донные осадки океанов. При этом детально исследовались турбулентные и донные течения, процессы оползания и переотложения рыхлых материалов. На дне океана были обнаружены выходы коренных пород, и выяснилось, что тектонический режим океанического ложа отнюдь не был таким спокойным, как полагали.

Большое внимание при изучении четвертичных осадков уделялось выявлению признаков ледниковой обработки песчаных зерен, тогда как для осадков более низких широт детально анализировалось воздействие перигляциальных процессов на строение поверхности зерен. Изменения характера поверхности зерен в разных морских обстановках — также предмет специальных исследований. Колебания температуры поверхностных вод четко проявляются и в минеральном составе донных осадков, и в насыщенности их карбонатом кальция.

Определение возраста молодых донных океанических осадков осуществляется с помощью радиоуглеродного метода, а для более древних горизонтов привлекаются другие радиоизотопные методы или проводится экстраполяция с учетом темпов осадконакопления.

Американский геохимик Ч. Эмилиани первый предложил использовать при изучении морских осадков палеотемпературный метод, основанный на определении соотношения изотопов кислорода ¹⁶О : ¹⁸О в створках фораминифер (для контроля проводятся соответствующие анализы современных образцов). Полученные данные свидетельствуют о температурах поверхностных вод во время жизни микроорганизмов. При этом предполагается, что осадконакопление происходило непрерывно и с одинаковой скоростью, так что ход изменений температуры, установленный по изотопам кислорода, является функцией времени.

Выяснилось, что при испарении воды ее молекулы, содержащие более легкий изотоп, перемещаются быстрее, чем те, которые содержат более тяжелый. Следовательно, концентрация изотопов кислорода в воде непосредственно зависит от температуры. При понижении температуры на 1° С доля изотопа ¹⁸О увеличивается на 0,02%. Во время оледенений более легкий изотоп ¹⁶О активно испарялся и включался в состав ледниковых покровов, тогда как в океанах накапливался более тяжелый изотоп ¹⁸О. Во время межледниковий талая вода, обогащенная изотопом ¹⁶О, возвращалась в океаны.

Анализ колонок донных осадков Карибского моря палеотемпературным методом ясно показал, что во время последнего материкового оледенения температура поверхностных вод понижалась на 6° С. Всего за последние 425 тыс. лет было выделено восемь крупных циклов изменений температуры (каждый цикл включал одно оледенение и одно межледниковье). Привязка к абсолютной хронологической шкале осуществлялась с помощью радиоизотопных методов: радиоуглеродного в молодой части, протактиниево-ториевого (²³¹Pa : ²⁸⁰Th) в более древней.

Для датирования вулканических пород используется калий-аргоновый метод. Полученные с его помощью результаты успешно привлекались для расшифровки летописи позднекайнозойского оледенения Антарктиды.

Рис. 8. Пыльца и споры некоторых растений умеренной зоны (рисунок М. X. Моносзон)

1 — ель обыкновенная; 2 — лещина обыкновенная; 3 — береза пушистая; 4 — дуб черешчатый; 5 — липа мелколистная; 6 — сосна обыкновенная; 7 — ольха черная; 8 — вяз гладкий; 9 — ива трехтычинковая; 10 — подорожник ланцетовидный; 11 — лисохвост луговой; 12 — полынь обыкновенная; 13 — марь белая; 14 — щитовник болотный; 15 — хвощ болотный; 16 — многоножка обыкновенная

В Европе возраст одного из древних материковых оледенений (гюнцского?) был определен в 400 — 350 тыс. лет назад, что свидетельствует в пользу относительно короткой геохронологической шкалы плейстоцена. Однако остается некоторое сомнение в правомочности полученных результатов, так как трудно точно измерить малые количества какого газообразного продукта распада, как аргон.

Методы абсолютной хронологии, основанные на применении радиоактивных изотопов, имеют неоспоримое преимущество для установления последовательности событий четвертичной истории, но есть у этих методов и свои ограничения. Прежде всего нельзя исключить вероятность различных загрязнений, попавших в анализируемые образцы. Между датированными отрезками времени остаются различные по продолжительности интервалы, особенно в эоплейстоцене, континентальные отложения которого довольно слабо изучены. Наконец, далеко не всегда находятся подходящие образцы для датирования, а сами радиоизотопные анализы дорогостоящие.

В силу вышеизложенных причин часто практикуются методы относительной геохронологии, существенно дополняющие определения абсолютного возраста. В качестве объектов исследования привлекаются костные остатки млекопитающих, раковины моллюсков, створки фораминифер и остракод, пыльца и споры растений. По этим остаткам фиксируются в основном температурные колебания, но в ряде случаев регистрируются также изменения осадков и другие показатели климатов прошлого — индикаторы условий обитания растений и животных.

Следует отметить, что имеются немалые трудности при сопоставлении данных по эволюции морских и континентальных организмов. Правда, океанологи и гидробиологи полагают, что установленную последовательность колебаний температуры морской воды можно непосредственно сопоставить с изменениями климатических условий на суше, но на самом деле эта зависимость гораздо сложнее.

Путем привязки результатов микропалеонтологических исследований морских осадков к абсолютной хронологической шкале, созданной на основе радиоуглеродных, протактиниево-ториевых и протактиниево-иониевых датировок, удалось детально проследить колебания природных обстановок за последние 175 тыс. лет. При этом в колонках с наиболее однородной текстурой осадков была выявлена постоянная скорость седиментации порядка 2,5 см в 1000 лет. Мощность всей толщи плейстоценовых отложений составляла 38 м, а продолжительность четвертичного периода — более чем 1,5 млн. лет.

Для регистрации последовательных изменений природной среды в прошлом широко используется спорово-пыльцевой анализ. Этот метод прежде всего основывается на хорошей сохранности внешних оболочек пыльцевых зерен и оболочек спор растений (рис. 8), особенно при отсутствии доступа воздуха (например, в торфе, озерных илах и глинах). Пыльца и споры производятся растениями в огромных количествах. Так, из одной сережки орешника выпадает до 14 млн. пыльцевых зерен, а из одного растения щавеля — 400 млн. Перенос пыльцы и спор осуществляется ветром, текучими водами, насекомыми, летучими мышами, птицами и даже пресноводными моллюсками. Эксперименты показали, что преобладает транспортировка этих микроскопических частиц на относительно небольшие расстояния. Поэтому «пыльцевой дождь» для конкретной территории в большинстве случаев примерно соответствует составу наземной растительности.

Пыльца и споры садятся на поверхность суши и на дно водоемов. Эти частицы очень малы (от 10 до 150 мк) и обычно бывают достаточно полно представлены даже в небольших образцах породы. Отбор образцов из геологических разрезов проводят послойно, причем большая частота отбора обеспечивает детальную информацию. В итоге спорово-пыльцевого анализа составляются диаграммы, на которых графически показано процентное содержание пыльцы и спор различных растений. Этот метод обладает высокой информативностью, во всяком случае, по сравнению с другими палеогеографическими методами.

В Англии получило распространение изучение остатков жуков, прежде всего их надкрылий, которые лучше всего сохраняются в озерных и болотных отложениях. По строению эти ископаемые формы обнаруживают сходство с современными и позволяют воссоздать условия обитания. В ряде разрезов слои с остатками жуков датированы радиоуглеродным методом, получена своеобразная летопись изменений природы. При сопоставлении с результатами спорово-пыльцевого анализа выяснилось, что благодаря высоким темпам распространения жуки быстрее реагируют на изменения температуры, чем растения. Таким путем удалось существенно дополнить представления о климатах эпохи последнего оледенения и послеледникового времени.

Рис. 9. Формирование рельефа краевой ледниковой зоны во время подвижки ледника (вверху) и после его таяния (внизу) (По В. Шенпсу)

КМ — конечная морена; ЛГ — ледяные глыбы; ЗР — зандровая равнина;

Д — дельта; О — озеро; М — моренная равнина; ОГ — озовая гряда;

К — котловина; ОЗ — озерная равнина

Рис. 10. Палеомагнитная шкала геологического времени (слева) и изменения палеотемператур за последние 5 млн. лет (справа) (по Д. Тарлингу),

Физические свойства климата неизбежно проявляются в составе и строении поверхностных отложений (рис. 9). Само присутствие донной морены указывает на пребывание ледника. По составу крупных валунов в морене можно представить пути движения ледника и характер его воздействия на ложе. Наличие ленточных отложений свидетельствует о развитии плотинных озер, получавших сток талых ледниковых вод. Для диагностики очень холодного климата важную роль играет изучение следов многолетней мерзлоты (палеокриологический метод). Современные исследователи достаточно уверенно различают такие ископаемые мерзлотные явления, как каменные полосы и полигоны, криотурбационные смятия слоев, морозобойные клинья, полигональные грунты, термокарстовые воронки, валунные поля и солифлюкционные покровы. Большой набор интересной информации о климатических условиях прошлого дает изучение лёссов и погребенных почв. Даже гранулометрический анализ лёссов позволяет раскрыть важные особенности перигляциальных обстановок. Дополнительные сведения получают благодаря применению минералогического, геохимического и других методов.

Еще одно важное средство изучения истории четвертичного периода — анализ изменения магнитного поля Земли. Палеомагнитные исследования обнаружили ряд колебаний полярности магнитного поля Земли, и эти колебания в нескольких случаях удалось датировать с помощью калий-аргонового метода. Палеомагнитный метод широко распространен для датирования как континентальных, так и морских отложений (рис. 10). Выяснилось, что присущая настоящему времени нормальная полярность была свойственна последним 700 тыс. лет, составляющим магнитную эпоху Брюнес. Предыдущие 1,7 млн. лет с обратной полярностью относятся к эпохе Матуяма. В ее пределах выделены два коротких интервала с нормальной полярностью — Ярамилло (900 тыс. лет назад) и Олдувей (1,9 млн. лет назад). Все эти события в истории магнитного поля Земли позволяют установить важнейшие геохронологические вехи четвертичного периода.

Новейшие исследования помогли подробно проследить ход изменений полярности магнитного поля Земли и наметить довольно тесные зависимости между этими изменениями и вымиранием организмов. Синхронность подобных явлений показывает, что уменьшение полярности магнитного поля Земли перед сменой знака сопряжено с быстрым притоком космической радиации к поверхности Земли, соответственно возрастают темпы мутации, вызывающей вымирание старых и появление новых видов.

Комплекс данных по глубоководным осадкам океанов позволил выделить около 1,8 млн. лет назад начало крупного планетарного похолодания, сопоставляемого с нижней границей четвертичного периода. В это время усилилась миграция североатлантической фауны в Средиземное море, средняя температура поверхностных вод там понизилась до 20° (в настоящее время 25 — 26° С). Раннечетвертичное похолодание открыло эпоху часто повторявшихся на фоне общего ухудшения климата температурных колебаний. Амплитуда этих колебаний последовательно увеличивалась, и к началу плейстоцена (около 700 тыс. лет назад) холодные интервалы проявились особенно резко. Это послужило мощным стимулом развития материковых оледенений не только в полярных, но и в умеренных широтах.

СКОЛЬКО ОЛЕДЕНЕНИЙ БЫЛО В ЧЕТВЕРТИЧНОМ ПЕРИОДЕ?

Концепция множественности оледенений давно завоевала широкое признание, однако вопрос о числе оледенений все еще остается дискуссионным. Долгое время считали, что в четвертичном периоде было не менее четырех крупных покровных оледенений, оставивших следы в рельефе и отложениях материков умеренной зоны северного полушария. С известной долей условности число оледенений иногда доводили до пяти.

Такая позиция основывалась на популярной модели оледенения Альп, разработанной в начале нынешнего столетия А. Пенком и Э. Брюкнером. В основу этой модели были положены материалы изучения рельефа альпийских предгорий, где широко распространены террасы, сложенные водно-ледниковыми галечниками. Каждый террасовый уровень прислонен к определенным конечным моренам, фиксирующим стационарное положение концов ледников во время одного и того же наступания. Таким путем четыре основные террасы были сопоставлены с четырьмя оледенениями; гюнц, миндель, рисс и вюрм.

Если во время оледенений происходила аккумуляция галечников, принесенных потоками талых ледниковых вод, то межледниковьям отвечали промежуточные интервалы врезания рек. Для обоснования альпийской модели привлекались, хотя и в весьма ограниченном объеме, материалы изучения межледниковых озерно-болотных осадков, преимущественно рисс-вюрмского возраста. Принципиально это мало повлияло на общую геоморфологическую ориентацию альпийской модели оледенения, которая оказала большое влияние на исследователей древнего горного оледенения.

Во всяком случае, названия альпийских оледенений и межледниковий широко применяются во многих горных странах, в том числе находящихся далеко за пределами Альп. Причина тут кроется в естественном желании исследователей располагать единым планетарным эталоном, с которым можно было бы сравнивать данные, полученные в разных районах.

В последние годы альпийская модель была усовершенствована в связи с выявлением в горах Центральной Европы в раннечетвертичное время еще двух древних оледенений — дунай и бибер. Несмотря на это усложнение, суть модели мало изменилась. Отдельные ее компоненты характеризуют формы рельефа, а не конкретные интервалы времени. Например, установлено, что накопление осадков вюрмской террасы происходило в течение длительного периода, включавшего два оледенения и два межледниковья. Врез, определивший обособление этой террасы, был обусловлен тектоникой, а не эрозией.

Другие схемы четвертичной истории в большей степени строились на учете характера самих отложений и условий их залегания. Еще в конце XIX в. гряды конечных морен на Среднеевропейской и Русской равнинах связывались с конкретными горизонтами ледниковых отложений. Особое внимание обращалось на находки межморенных морских и континентальных осадков. При исследовании их применялись методы микропалеонтологии, включая спорово-пыльцевой и диатомовый анализы, а при изучении самих морен — различные литологические методы (определение гранулометрического и минерального состава мелкозема, замеры ориентировки удлиненных обломков, анализ петрографического состава валунов и т. д.). В итоге проведенных работ удалось обосновать выделение нескольких крупных эпох материковых оледенений.

Таблица 2

Принципиальная схема сопоставления основных четвертичных оледенений

Альпы	Среднеевропейская равнина (по П. Вольдштедту)	Русская равнина (по И. П. Герасимову и К. К. Маркову)	Северная Америка (по Р. Флинту)
Вюрм	Вислинское оледенение	Валдайское оледенение	Висконсинское оледенение
	Вартинская стадия	Московская стадия
Рисс	Заальское оледенение	Днепровское оледенение	Иллинойское оледенение
Миндель	Эльстерское оледенение	Окское оледенение	Канзасское оледенение
Гюнц			Небраскское оледенение

Сопосnавление данных эпох в разных частях Европы показано в табл. 2. Следует сказать, что эта корреляция отражает лишь самые общепринятые закономерности. На самом деле существует очень много схем, сильно различающихся между собой в пределах не только одних и тех же стран, но и районов. Авторы некоторых схем стремились увеличить число древних оледенений, отвечающих гюнцскому, дунайскому и биберскому в Альпах. На других схемах оледенения, показанные в табл. 2, подразделяются на ряд самостоятельных.

Причины указанных расхождений во многом объясняются прерывистым залеганием толщи четвертичных отложений с частым выпадением отдельных горизонтов. Находки межледниковых слоев между двумя моренами встречаются довольно редко, и во многих случаях приходится полагаться на далеко не полную информацию. К этому надо добавить, что и результаты аналитических исследований не всегда бывают однозначными. Даже материалы спорово-пыльцевого анализа, которые очень часто используют как основу при датировании межледниковых отложений, не составляют в этом отношении исключения. Нередко на спорово-пыльцевых диаграммах отражается лишь небольшая и малопоказательная часть межледниковья. Могут быть и такие случаи, когда несколько разновозрастных межледниковых горизонтов обладают сходными спорово-пыльцевыми характеристиками.

В результате изучения состава и строения североамериканских моренных горизонтов и развитых на них ископаемых почв Г. Чемберленом и Ф. Левереттом была разработана модель с четырьмя оледенениями, напоминающая альпийскую. Но за последние годы она подверглась значительной модификации, особенно в связи с привлечением материалов спорово-пыльцевого анализа. Однако существенную роль в схеме играют погребенные почвы. Основным репером служит палеопочва сангамонского межледниковья — вероятного аналога европейского рисс-вюрма.

Лучше всего в Северной Америке изучена самая молодая висконсинская ледниковая эпоха. Оледенение в ту пору достигло гораздо меньшего распространения, чем в предыдущую эпоху — иллинойскую. В штате Иллинойс во время висконсинской эпохи образовалось семь моренных горизонтов, что свидетельствует о неоднократных колебаниях ледникового покрова. Американские исследователи считают, что в висконсинское время было по крайней мере два крупных этапа активизации оледенения, разделявшихся фармдейлским потеплением, которому отвечает самостоятельный горизонт погребенных почв. Сложно развивалось, вероятно, оледенение на территории Северной Америки и во время более древних эпох.

Проблема сопоставления горных и равнинных оледенений вызвала серьезные дискуссии. Среди исследователей высказывались мнения как в пользу параллелизации оледенений Русской равнины с альпийскими, так и против таковой. Несомненным представляется тот факт, что влияние классической альпийской схемы в нынешних условиях стало сдерживать развитие полигляциалистической концепции. На равнинах Европы схемы расчленения четвертичных отложений все более усложняются, а попытки ввести большее число самостоятельных оледенений встречают отрицательную реакцию, и потому приходится осуществлять привязку не к альпийским оледенениям в целом, а к их стадиям, хотя, строго говоря, далеко не всегда подобные корреляции глубоко обосновываются.

Возьмем в качестве примера наиболее простую стратиграфическую схему, предложенную для Среднеевропейской равнины. Она сводится к выделению трех самостоятельных оледенений: эльстерского, заальского и вислинского. Для современных исследователей сопоставление вислинского оледенения с альпийским вюрмом не вызывает особых возражений; корреляция рисса и минделя соответственно с заале и эльстером представляется лишь вероятной, а поиск аналога гюнца на севере Европы весьма проблематичен. Для европейской части СССР степень надежности подобных сравнений тоже резко убывает с нарастанием геологического возраста.

Широко распространенные местные схемы подразделения плейстоцена на ряд оледенений и межледниковый обычно включают также расчленение на ранний (нижний), средний и поздний (верхний) плейстоцен. Началу позднего плейстоцена на многих схемах отвечает микулинское межледниковье (рисс-вюрм), началу среднего — лихвинское межледниковье (миндель-рисс).

Не приходится сомневаться в том, что для более молодой части плейстоцена достоверность хроностратиграфических данных в целом более велика благодаря лучшей сохранности и морфологической выраженности соответствующих отложений. Это, впрочем, отнюдь не исключает расхождений во взглядах исследователей. Тем не менее для среднего и особенно раннего плейстоцена ситуация гораздо более сложна и дискуссионна, чем для позднего плейстоцена.

Еще несколько лет назад, подводя итоги дискуссии по стратиграфии нижнего плейстоцена, советский исследователь Н. И. Кригер отмечал, что пока можно считать доказанным существование следов только одного окского оледенения, но оговаривал вероятность выделения двух или даже трех доднепровских оледенений. В самые последние годы появились фактические аргументы для обособления трех самостоятельных оледенений в нижнем плейстоцене.

Наиболее убедительна аргументация литовских исследователей, располагавших многочисленными литологическими и палеоботаническими данными. Стратиграфическая схема нижнего плейстоцена Литвы предусматривает выделение первого, дзукийского и дайнавского оледенений, что хорошо коррелируется с новейшими западноевропейскими схемами, в частности с данными о многочленности кромерского комплекса. Эти представления увязываются и с полигляциалистической концепцией С. А. Яковлева, который признавал древнейшее ледниковье, I и II древнеледниковья, считая последнее аналогом окского оледенения.

Заметим, что типичные морены раннего плейстоцена представлены только в дзукийоком и дайнавском горизонтах, тогда как область развития более раннего оледенения, условно названного первым, была невелика и, по-видимому, не охватывала территорию Литвы. Дзукийское и дайнавское оледенения характеризовались гораздо большими масштабами и проникали даже на территорию Белоруссии, где их аналогами, вероятно, были варяжское и березинское оледенения.

Проблема стратиграфического расчленения среднего плейстоцена имеет исключительно важное значение. Несмотря на немалые достижения в изучении этого этапа, приходится согласиться с мнением Л. Н. Вознячука, что наши знания еще недостаточны для понимания процессов, отразивших воздействие среднеплейстоценового оледенения на развитие природы Русской равнины.

Главное внимание исследователей акцентировалось на анализе отложений одинцовского (рославльского) времени, поскольку от этого зависит признание самостоятельности московского оледенения. Многолетняя дискуссия по этому вопросу все еще не завершена, и наряду с достаточно обоснованным мнением о двух среднеплейстоценовых оледенениях (днепровском и московском) развиваются представления о том, что московское оледенение было лишь одной из стадий убывания днепровского оледенения.

Упомянутая дискуссия заслоняет другую не менее важную и спорную проблему истории днепровского оледенения. Ввиду ограниченности фактической информации нельзя с уверенностью отстаивать синхронный характер границы этого оледенения на равнинах Европы. Не достигнуто ясности в выделении стадий днепровского оледенения, особенно в период его наибольшего распространения. Недостаточно объясненными с позиций динамической гляциологии остаются и условия формирования гигантских ледниковых лопастей — Днепровской и Донской, разделявшихся неледниковым барьером Среднерусской возвышенности. А. А. Величко с соавторами представил факты, свидетельствующие о разновозрастности упомянутых лопастей: Донская лопасть образовалась во время окского оледенения, а Днепровская — во время днепровского.

Сложная история позднего плейстоцена, наиболее обеспеченная разносторонней документацией, заслуживает самостоятельного изложения. Все исследователи считают, что началу позднего плейстоцена соответствует микулинское межледниковье Русской равнины и эмское межледниковье Западной Европы, сопоставляемое о рисс-вюрмом в Альпах. Благодаря четкой стратиграфической выраженности и насыщенности органическими остатками эти межледниковые отложения обычно составляют основу при межрегиональных корреляциях (рис. 11).

Рис. 11. Пространственно-временные соотношения оледенений и межледниковнй позднего плейстоцена на севере Европы

Точками показаны межледниковые периоды, штриховкой — развитие оледенения

Различные представления по истории послемикулинского времени (валдая, или вюрма) можно объединить в две группы. Одни исследователи признают единое оледенение огромной длительности с наибольшим распространением ледникового покрова в конце валдая. Другая позиция, которой придерживается и автор книги, отражает наличие двух оледенений. Она находит подтверждение в хроностратиграфии межморенных осадков, лёссов и погребенных почв. Убедительные аргументы в пользу этой концепции были представлены исследователями морской геологии, геоморфологии побережий, осадконакопления в пещерах и т. д.

Оледенения позднего плейстоцена — ранне- и поздневалдайское разделялись более теплым периодом, продолжавшимся не менее 25 тыс. лет. В составе этого периода была выделена оптимальная часть — карукюлаское меж-ледниковье (50 — 40 тыс. лет), прохладный соминский интервал (40 — 32 тыс. лет), кемпинское похолодание (32 — 29 тыс. лет) и теплый брянский интервал (29 — 25 тыс. лет назад).

Карукюлаское межледниковье получило свое название от хутора Карукюла на юго-западе Эстонской ССР, близ г. Килинги-Нымме. Здесь при бурении в глубокой древней долине была обнаружена толща ледниковых отложений — морен разного состава, переслаивающихся с песками. Под плотной верхней мореной в шурфах были вскрыты спрессованные слои торфа и озерных осадков с многочисленными стволами и ветками деревьев. Неоднократное датирование ископаемой древесины и торфа по ¹⁴С позволило установить возраст в интервале 50 — 40 тыс. лет назад. Тщательное исследование растительных остатков, включая пыльцу и споры, показало, что озерные и болотные отложения района Карукюла образовались в природной обстановке современного типа. Отсюда появились основания для выделения карукюлаского межледниковья — крупного неледникового интервала в истории Русской равнины.

Сходные данные были получены и в других районах этой равнины. Тем не менее для окончательного доказательства межледниковья 50 — 40 тыс. лет назад необходимо было проверить одно существенное условие: исчезали ли полностью ледниковые покровы не только на периферии, но и в центре области древнего оледенения Европы (рис. 12).

В последние годы были проведены тщательные исследования в северных районах Скандинавии, Финляндии и на Кольском полуострове, где, согласно геологическим представлениям, располагалась центральная часть Европейского ледникового покрова, оставившего верхнюю морену.

Под этой мореной были найдены морские и континентальные отложения, возраст которых радиоуглеродным методом был определен в 50 — 40 тыс. лет назад. Эти отложения накапливались во время произрастания редкостойной северной тайги и березового криволесья, которые и в настоящее время распространены в этих районах. Таким образом, природные условия в эпоху рассматриваемого межледниковья были сходны с современными, но резко отличались в период образования верхней морены, когда север Европы был скован ледниковым покровом.

По окончании карукюлаского межледниковья, 40 — 25 тыс. лет назад, Европейский ледниковый покров еще не существовал. Этот длительный интервал характеризовался неоднократными колебаниями климата, в целом менее благоприятными по сравнению с современными и межледниковыми условиями. В средней полосе Русской равнины в то время были широко распространены хвойные леса с елью и сосной, местами с примесью березы и ольхи, а на широте Москвы изредка встречались даже широколиственные деревья. Во время непродолжительных похолоданий более теплолюбивые растения и животные устремлялись к югу и в рассматриваемой полосе доминировали таежные ландшафты.

Принимая во внимание геологические и микропалеонтологические данные, можно сделать заключение, что разрастание горных ледников в Скандинавии, несомненно, началось еще в соминское время (40 — 32 тыс. лет назад). Ориентируясь на модель развития горного оледенения, предложенную М. В. Троновым, можно наметить определенную последовательность событий того времени: закрытие склонов гор снежно-фирновыми полями, заполнение каров, образование ледниковых языков, слияние этих языков, подпруживание масс льда и нарастание их мощности, формирование крупных долинных ледников, а затем и сложных ледников дендритового типа. К концу фазы сетчатого оледенения все долины были заполнены льдом и над ними возвышались только гребни боковых хребтов. К этой картине, вероятно, следует добавить появление ледяных шапок на плоских возвышенных участках. Ледники, занявшие территорию Скандинавского нагорья, на западе и северо-западе имели сток к Атлантическому океану, и там на уровне гидростатического равновесия происходил откол айсбергов.

Рис. 12. Распространение покровных оледенений на севере Европы в позднечетвертичное время (по М. Г. Гросвальду и Л. Р. Серебрянному)

Площадь распространения материковых ледниковых покровов во время; 1 — ранневалдайского оледенения; 2 — поздневалдайского оледенения; 3 — стадии сальпаусселькя; 4 — современные ледники; 5 — площадь развития мощных многолетних морских льдов во время оледенений

Развитие оледенения в горных странах осуществлялось на фоне климатических колебаний разной направленности и амплитуды. Резко выраженная волна похолодания в кемпинское время (32 – 29 тыс. лет назад) сопровождалась активизацией ледниковых процессов. Одновременно на равнинах средней полосы Европы расширилась площадь распространения сезонного снежного покрова и возросла длительность его пребывания. В отдельных местностях на поверхности возникли мерзлотные явления типа морозобойных клиньев. Вместе с тем, судя по палеоботаническим данным, указывающим на произрастание лесов, летние температуры воздуха все еще оставались достаточно высокими.

Не исключено, что в кемпинское время горные ледники могли разрастаться настолько, что выходили в предгорья, формируя крупные ледники подножий. Эти ледники сливались между собой и распространялись на возвышенности Северной Скандинавии.

Во время брянского потепления (29 — 25 тыс. лет назад) темпы наступания ледников замедлились и. вероятно, на какой-то период установилось более или менее стационарное положение их концов. Небольшое понижение средней летней температуры воздуха могло быть причиной быстрого растекания ледникового покрова. Возраст такого перелома, с которого началось разрастание Европейского ледникового покрова, примерно оценивается в 25 тыс. лет назад. В это время очаги горного оледенения стали играть подчиненную роль по сравнению с сильно увеличившимся ледниковым щитом.

В ходе этого процесса наряду с внешним воздействием (общее похолодание климата) произошли изменения в системе атмосферной циркуляции — постепенно уменьшалась роль влагонесущих потоков воздуха с запада (возможно, в связи с ослаблением действия Гольфстрима под влиянием возросшего откола айсбергов), и в питании ледникового щита стали активно участвовать средиземноморские циклоны. Эти воздушные потоки во многом определяли баланс массы и интенсивное рельефообразующее воздействие ледникового покрова на Русской равнине. В то же время, как справедливо отмечал Г. Хоппе, на севере и северо-западе ледникового щита мог ощущаться дефицит питания.

Еще около 25 тыс. лет назад, когда ледниковый покров занимал значительную часть Фенноскандии, его мощность сильно увеличилась и подстилающая поверхность оказывала относительно небольшое влияние на движение льда, определявшееся главным образом вязкопластичным растеканием. Заметим, что сток льда осуществлялся не только в сторону Русской и Среднеевропейской равнин, но и к западу, в сторону Атлантики. В этом отношении Скандинавское нагорье перестало быть серьезным препятствием, поскольку оно было в значительной части перекрыто льдом, над которым возвышались лишь отдельные гребни и вершины. На выровненных участках нагорья нивально-ледниковая денудация способствовала срезанию ледораздельных массивов, однако оледенение Скандинавского нагорья, строго говоря, не было покровным и, вероятно, там господствовали условия, существующие теперь в горах северо-восточной Гренландии.

Максимальное распространение последнего ледникового покрова на равнинах средней полосы Европы было относительно непродолжительным. Кульминация произошла около 17 — 16 тыс. лет назад, когда ледник достиг высот Балтийской гряды и Валдайской возвышенности, а затем началась общая быстрая деградация оледенения. Сокращение мощности ледникового покрова, по-видимому, сопровождалось образованием периферических участков мертвого льда, подобно тому, как это наблюдается у краев крупных современных ледников Исландии и Шпицбергена. Преобразование активного льда в мертвый определялось трещинами, на ледниковыми ложбинами стока, мореносодержанием льда и, конечно, характером подстилающей поверхности. Вместе с тем на обширных участках краевой зоны, видимо, в условиях менее быстрой деградации формировался рельеф моренных гряд с ледяными ядрами.

Эти два типа деградации покровного оледенения — ареальный и фронтальный — достаточно хорошо изучены. Во время деградации Европейского ледникового покрова в начале преимущественно сокращалась его площадь и преобладало фронтальное отступание. Примерно 13 — 10 тыс. лет назад резко усилилось снижение поверхности ледникового покрова, сопровождавшееся соответствующим уменьшением объема, и в это время повысилась роль ареальной деградации. Только в теплое аллерёдское время (12 — 11 тыс. лет назад) Европейский ледниковый покров потерял более половины своего максимального объема. К концу аллерёда территория Русской равнины полностью освободилась от ледникового покрова.

Кратковременное похолодание и наступание льдов во время стадии сальпаусселькя (10,8 — 10,2 тыс. лет назад) были заключительными аккордами в истории последнего материкового оледенения Европы. В это время возник массивный пояс краевых ледниковых образований вдоль берегов Норвегии, в Средней Швеции, в Южной Финляндии и Центральной Карелии. По окончании стадии сальпаусселькя на территории Северной Скандинавии быстро расширялись свободные от льда площади. Отмирание остатков Европейского ледникового покрова завершилось 9 — 8 тыс. лет назад.

Подведем теперь итоги и переведем возрастные показатели из абсолютных (полученных радиоуглеродным методом) в относительные. Картина динамики последнего оледенения на севере Европы представится тогда в следующем виде.

Во время межледниковья, продолжавшегося не менее 10 тыс. лет, в горах Скандинавии ледники занимали примерно такую же площадь, как и в настоящее время. Следующий более длительный период (не менее 15 тыс. лет), названный предледниковым, характеризовался активизацией горного оледенения. Примерно в середине этого периода был короткий холодный интервал, когда ледники распространялись за пределы гор на окружающие плато и возвышенности. Как показало изучение штриховки, оставленной льдом на скальных породах, главный ледораздел тогда находился в области Скандинавского нагорья и примерно совпадал с нынешним главным водоразделом. Западнее этого рубежа ледники спускались к побережью Атлантического океана, а восточнее — в сторону Ботнического залива.

Период развития материкового оледенения продолжался всего 17 тыс. лет, из них примерно половина приходилась на этап наступания и половина — на этап убывания. Лучше всего изучен этап убывания, так как следы его четко фиксируются в строении рельефа и составе поверхностных отложений. По сути дела, в скульптуре рельефа северных районов Европы запечатлена полная последовательность деградации ледникового покрова с неоднократными колебаниями его края.

Об этапе наступания ледников мы располагаем разрозненной информацией, поскольку отложения того времени погребены под более молодыми, относящимися к эпохе деградации. Вполне вероятно, что сделанные нами оценки в ходе будущих исследований удастся уточнить, однако вряд ли особенно существенно. Конечно, нельзя исключить возможность, что самые ранние стадии формирования ледникового покрова имеют возраст, немного превышающий 25 тыс. лет назад, и в крайнем случае могли относиться к холодному интервалу — 32 — 29 тыс. лет назад. Однако это лишь предположение, пока не подкрепленное геологическими фактами, хотя оно и отвечает гляциологическим моделям, согласно которым этап разрастания ледникового покрова был по меньшей мере вдвое больше этапа его убывания.

Чтобы представить значение этих цифровых величин, обратимся к реконструированной модели последнего Европейского ледникового покрова. Во время своего максимального развития он распространялся не только на северные районы Европы, но и на крайний север Сибири, арктические острова (Колгуев, Новая Земля, Земля Франца-Иосифа и др.) и окружающие мелководные моря (Балтийское, Северное, Белое, Баренцево и др.). Высота ледникового покрова местами достигала 3 км, а его общая площадь лишь вдвое уступала современной Антарктиде.

Немногим более 10,5 тыс. лет назад край этого гигантского ледника располагался на высотах Валдая, около 10 тыс. лет назад отступил в район Финского залива, а еще через 2 тыс. лет растаял у подножия Скандинавского нагорья. По сравнению с прежними представлениями история покровного оледенения Европы оказалась несравненно более динамичной и насыщенной разнообразными событиями.

ОЛЕДЕНЕНИЕ ГОРНЫХ СТРАН

В последние годы получены новые данные по истории древнего оледенения в горных странах. В частности, довольно большой объем информации накоплен по Альпийской области, где детальные исследования ледниковых отложений и связанных с ними форм рельефа проводятся с конца XIX в. Именно на этой территории зародилась концепция вюрмского оледенения — последнего в плейстоценовой истории Альп (рис. 13), во время которого только крутые скальные вершины и гребни гор поднимались над поверхностью льда, а в предгорных областях ледники подножий сливались между собой.

Рис. 13. Распространение оледенений в Альпийской области (по А. Пенку и Э. Врюкнеру)

1 — в вюрме; 2 — в риссе; 3 — в минделе

В условиях этой эталонной горноледниковой области вряд ли приходилось надеяться на благоприятные шансы для выяснения хода развития оледенения в прошлом. Ведь разрушительное воздействие ледников наиболее интенсивно проявляется именно в горах. Тем не менее тщательные поиски подходящих объектов для детальных исследований, и в частности для радиоуглеродного датирования, увенчались успехом. В целом ряде разрезов под верхней мореной, отнесенной к вюрму, были вскрыты пресноводные и болотные осадки, нередко с обломками древесины, накоплявшиеся скорее всего во время сокращения площади оледенения в Альпах.

В свете радиоуглеродных определений возраста интервал, предшествовавший последнему оледенению, оказался весьма продолжительным. Самые молодые датировки образцов, взятых под верхней мореной, имели значения порядка 25 тыс., а самые древние — 44 — 40 тыс. лет назад. В последнем случае вмещающие отложения содержали остатки теплолюбивых растений, что дало повод австрийскому палеоботанику А. Фрицу выделить самостоятельное межледниковье — низелахское.

Рис. 14. Гистограммы радиоуглеродных датировок четвертичных отложений Средней Европы (по М. Гайху)

а — древесина и торф из внеальпийских районов; б — сталагмиты из пещер Альп; штриховкой выделены данные по южному макросклону

Даже в центральной части Альпийской области, близ г. Инсбрука, в долине р. Инн, под мореной вскрываются слоистые осадки древнего озера с остатками рыб, листьями ивы, ветками сосны, облепихи и зеленой ольхи. Древесные остатки подвергались радиоуглеродному анализу; возраст большой серии образцов составил 32 — 25 тыс. лет назад. В то время район Инсбрука был свободен от льдов и занят пресноводным озером. Температурные условия были менее благоприятны; выражено похолодание между 32 и 29 тыс. лет назад. Судя по результатам определения дейтерия в ископаемых растительных остатках, температуры 32 — 29 тыс. лет назад были на 4 — 5° ниже современных. Датирование древесины из надморенных отложений показало, что льды покинули рассматриваемую территорию около 11 тыс. лет назад.

Руководитель этих исследований австрийский географ Ф. Флири первый отметил, что диапазон классического вюрмского оледенения Альп и последнего материкового оледенения на севере Европы практически приходился на один и тот же интервал времени (рис. 14), хотя нельзя исключить, что максимумы этих оледенений не были вполне синхронными. Предвюрмский период характеризовался сокращением размеров горного оледенения, особенно во время низелахского межледниковья.

Таким образом, исследования подморенных и надморенных отложений в Альпах с широким применением радиоуглеродного датирования позволили выявить те же основные вехи эволюции оледенения, что и на севере Европы: межледниковье (свыше 40 тыс. лет назад) — длительное предледниковье (40 — 25 тыс. лет назад с более холодным интервалом около 32 — 29 тыс. лет назад) — основной период последнего оледенения (25 — 11 тыс. лет назад в центральной части Альп).

Следует отметить, что различные компоненты приведенной хронологической схемы были установлены не только в Австрийских, но также в Швейцарских, Французских и Итальянских Альпах. Наиболее любопытное и совершенно независимое подтверждение поступило в результате радиоуглеродного анализа натечных образований из альпийских пещер. Установлено, что в период наибольшего развития оледенения рост этих отложений прерывался. В послеледниковое время темпы накопления сталагмитов достигали 20 — 50 мм в столетие, а 35 — 22 тыс. лет назад в среднем были меньше. Можно предполагать, что в условиях прохладного и влажного климата предледниковья на склонах гор был развит сомкнутый покров мхов и лишайников, ограничивавший просачивание углекислоты. Правда, в отдельные фазы этот процесс, видимо, интенсифицировался, о чем можно судить по ускоренному росту сталагмитов.

Детальное изучение результатов радиоуглеродного датирования материалов из пещер разных частей Альп позволяет заметить некоторые территориальные закономерности в развитии климата и оледенения. Так, например, если в начале вюрма на севере этой горной страны рост сталагмитов прекратился около 18 тыс. лет назад, то на юге — около 14 тыс. лет назад.

Можно предполагать, что во время максимальной активизации ледниковых процессов основная масса льда концентрировалась в центре горной страны и в ее северном предгорном обрамлении, тогда как на юге еще сохранялись участки, свободные от льда и не скованные многолетней мерзлотой. По мере сокращения площади оледенения масса льда смещалась из предгорий в сторону гор, где, кроме того, активизировались процессы промерзания горных пород.

Сходные особенности можно отметить и для Скандинавского нагорья. Во время нарастания ледникового покрова в горах были участки, свободные от льда, где даже водились такие крупные травоядные животные, как мамонты (их остатки в центре Южной Норвегии были датированы 24 — 19 тыс. лет назад). Зато во время максимального распространения ледникового покрова и начальных этапов его таяния, по-видимому, Скандинавское нагорье было почти сплошь сковано льдом.

Применение радиоуглеродного метода открыло путь для пространственного сопоставления событий ледниковой истории в разных частях света. В итоге этих корреляций обнаружилась весьма сходная картина крупных изменений в динамике оледенения в позднем плейстоцене. И в Сибири, и в Северной Америке, и в Новой Зеландии была установлена та же последовательность, что и в Европе, причем расхождения в оценках возраста оказались невелики. Это замечательное сходство радиоуглеродных датировок из взаимно отдаленных районов служит веским доказательством тесных связей между солнечной активностью и процессами, протекающими в земной атмосфере и гидросфере.

Заключение о дробности оледенения, подтвержденное для позднего плейстоцена, вполне согласуется и с итогами изучения позднекайнозойской истории по морским осадкам. В целом данные морской геологии убедительно свидетельствуют о необходимости увеличения числа оледенений. Всего в глубоководных океанических осадках запечатлены следы 16 или даже 20 циклов, каждый из которых включал одно оледенение и одно межледниковье. Продолжительность каждого цикла в осадках древнее 500 тыс. лет составляла примерно 100 тыс. лет, а в более молодых осадках — 50 тыс. лет.

Рис. 15. Кривая солнечной радиации за последние 600 тыс. лет для 55° с. ш. в пересчете на изменения высоты снеговой линии (по М. Миланковичу).

Для сравнения на нижнем графике показано развитие оледенений в Европе

Новые фактические данные, установленные по морским осадкам, как будто подкрепляют мнение югославского ученого М. Миланковича. Еще в 1914 г. этот исследователь астрономо-математическим методом обосновал периодичность оледенений в связи с изменениями наклона оси Земли по отношению к плоскости эклиптики (сходные идеи еще раньше высказывались русским географом A. И. Воейковым). В 1930 г. М. Миланкович вместе с B. Кёппеном сделал важное заключение: развитию оледенений при прочих равных условиях благоприятствует не холодная зима с малым поступлением твердых осадков, а холодное лето, влияющее на сохранение снегозапасов. М. Миланкович вычислил вековой ход летних сумм солнечной радиации в течение четвертичного периода.

Расчеты М. Миланковича, впоследствии несколько уточненные и подтвержденные новейшими методами, включая радиоизотопные, свидетельствуют, что в каждом из оледенений альпийской схемы можно выделить несколько крупных похолоданий (рис. 15). Например, в вюрме — три с максимумами около 115 тыс., 75 тыс. и 25 тыс., в риссе — два с максимумами около 230 тыс. и 175 тыс. лет назад. Эта детальная возрастная шкала неоднократно использовалась в практике изучения четвертичного периода.

АБСОЛЮТНАЯ ХРОНОЛОГИЧЕСКАЯ ШКАЛА ПЛЕЙСТОЦЕНА

Возрастные оценки, вытекающие из расчетов М. Миланковича, в свое время послужили основой для составления абсолютной хронологической шкалы плейстоцена. Другие независимые пути связаны с использованием палеомагнитного, термолюминесцентного и особенно радиоизотопных методов. Большой диапазон применяемых методов и их взаимная корреляция, несомненно, способствуют получению более объективных результатов, хотя надо признать, что объем имеющейся информации пока еще весьма невелик.

Как отмечалось выше, данные палеомагнитного метода, увязанные с калий-аргоновыми датировками, использовались для определения возраста нижней границы плейстоцена. Эта граница совпала с рубежом магнитных эпох Брюнес и Матуяма. Предпринимались также попытки зафиксировать возраст более дробных подразделений палеомагнитной шкалы.

Среди результатов термолюминесцентного датирования выделяется оценка возраста лихвинского межледниковья порядка 350 тыс. лет назад. Вероятно, ранний плейстоцен, предшествовавший этому межледниковью, продолжался не менее 350 тыс. лет, что составляет примерно половину всего плейстоцена.

Ориентируясь на взаимно контролируемые и довольно многочисленные датировки глубоководных морских осадков и террас по изотопам урана, можно отметить значительные концентрации цифровых величин около 170 тыс. и 120 тыс. лет, которые, вероятно, указывают на возраст внутририсского потепления и рисс-вюрма. Эти возрастные показатели в общем увязываются с данными термолюминесцентного метода по лёссовым областям центра и юга европейской части СССР.

Наиболее детальные возрастные данные получены для рисс-вюрма. По изотопам урана удалось датировать несколько пиков морской трансгрессии: около 120 тыс., 110 — 105 тыс. и 80 тыс. лет, что как будто наводит на мысль о большой продолжительности рисс-вюрма. Это предположение, однако, не подтверждается расчетами, выполненными по континентальным ритмичнослоистым осадкам и указавшими на гораздо меньшую длительность рассматриваемого межледниковья — порядка 15 тыс. лет.

Детальный анализ радиоизотопных и палеонтологических данных показал, что самый молодой пик трансгрессии — около 80 тыс. лет — приходился на ранневюрмский межстадиал, а основной пик межледниковой трансгрессии действительно имел осредненное значение возраста 120 тыс. лет. Судя по диапазону разброса цифр относительно этого значения, следует допустить, что межледниковая трансгрессия длилась не более 20 тыс. лет.

При определении абсолютного возраста среднего и позднего валдая (вюрма) активно применялся радиоуглеродный метод. По этим данным удалось разработать детальную хронологическую шкалу, которая использовалась при характеристике истории последнего оледенения.

Таким образом, плейстоцен, или время великих покровных оледенений, составлял лишь часть четвертичного периода. Между началом этого периода и началом плейстоцена был продолжительный эоплейстоцен, характеризовавшийся развитием горных оледенений. Есть основания полагать, что в раннем плейстоцене, длившемся примерно 350 тыс. лет, размеры покровных оледенений на территории Европы последовательно увеличивались.

Анализ ископаемой фауны и флоры подводит к заключению, что в позднем эоплейстоцене и раннем плейстоцене теплые климатические интервалы постепенно приобрели характер подлинных межледниковий, но только в среднем плейстоцене волны похолоданий достигли именно ледниковых масштабов. Поэтому есть предложение относить начало ледникового этапа плейстоцена к началу рисса. Следовательно, нас отделяет от начала значительных покровных оледенений всего несколько сотен тысяч лет.

Многосторонние исследования глубоководных океанических осадков позволили выявить определенную ритмичность колебаний изотопных параметров. Эти колебания, как выяснилось, обладают примерно равными амплитудами и вполне сопоставимы с чередованием ледниковых и неледниковых интервалов в умеренных широтах. Если такая периодичность выдерживалась вплоть до ранних этапов плейстоцена, то общее число самостоятельных оледенений придется значительно увеличить, что вытекает и из модели М. Миланковича.

ПОВЕДЕНИЕ ЛЕДНИКОВ И КОЛЕБАНИЯ УРОВНЯ ОКЕАНОВ

Во время активизации оледенений значительная часть воды находилась в ледниках, которые нарастали за счет атмосферных осадков, поступавших со стороны океана. В результате уровень океана понижался, обширные мелководные области осушались и реки выносили туда песок. Тонкозернистые осадки — алевриты и глины — транспортировались в более глубокие участки дна. Таяние ледников сопровождалось последовательным повышением уровня океана и затоплением прибрежных равнин, которые становились частью материковой отмели — шельфа.

До 70% поверхности шельфа покрыто отложениями последнего оледенения, в основном грубозернистыми ожелезненными песками. Местами установлено накопление озерных и болотных осадков. При бурении на шельфе обнаружены раковины прибрежно-морских моллюсков, зубы мамонтов, кости лошадей, мускусных быков и орудия первобытных людей.

Убедительные доказательства реликтового происхождения осадков шельфа получены в результате радиоуглеродного датирования раковин, костей и особенно торфа, причем по содержанию стабильных изотопов углерода было доказано, что торф накапливался в пресноводных условиях. Имеющиеся данные показывают, что примерно 16 — 14 тыс. лет назад уровень океана достигал предельно низких значений (порядка 130 м). Судя по результатам микропалеонтологического и радиоуглеродного анализов донных осадков из глубоководных районов Тихого океана, для этого же времени установлены признаки наибольшего похолодания. Предполагают, что океан реагировал на максимальное развитие наземного оледенения с некоторым запозданием (возможно, порядка 1,5—1,0 тыс. лет).

На составленном нами сводном графике радиоуглеродных датировок (рис. 16) из областей, подвергавшихся относительно небольшим новейшим тектоническим движениям, отчетливо заметно, что падению уровня Мирового океана, связанному с распространением последнего ледникового покрова, предшествовал длительный период более высокого стояния уровня. Этот период соответствует последнему межледниковью (в Европе — карукюласкому) и предледниковью. Подтверждением служит большой фактический материал как по морским, так и по континентальным отложениям.

Рис. 16. Гляциоэвстатнческие колебания уровня Мирового океана за последние 45 тыс. лет

Точками обозначены датированные по ИС древнебереговые образования (преимущественно из относительно стабильных платформенных областей)

Рис. 17. Кривые гляцкоэвстатических колебаний уровня Мирового океана в поздне- и послеледниковое время

1 — по Н. А. Мёрдеру; 2 — по Ф. Шипарду; 3 — по Р. Фейрбридшу; 4 — по С. Ельгерсме; 5 — по Д. Тулии

Все исследователи единодушно признают ускоренное поднятые уровня океана в период таяния ледников 14 — 7 тыс. лет назад, причем наиболее быстрыми темпами этот процесс шел 11 — 9 тыс. лет назад, когда большие ледниковые щиты заканчивали свое существование. Именно с этим интервалом связано затопление многих современных прибрежных отмелей.

Имеются многочисленные фактические данные по разным районам земного шара, указывающие на приближение уровня Мирового океана к современному положению около 7,5 — 7,0 тыс. лет назад (рис. 17). Зато по поводу амплитуды и направленности дальнейшего развития процесса развернулась дискуссия. Некоторые ученые полагают, что нынешний уровень океана был достигнут только за последние тысячи или даже сотни лет, тогда как ещё 5 — 4 тыс. лет назад он находился метров на шесть ниже. Другая, не менее многочисленная группа ученых приводит свидетельства повышения в тот же период уровня океана на 3 — 4 м выше современного и последующих колебаний небольшой амплитуды.

Результаты радиоуглеродного датирования образцов из древних береговых отложений в тектонически устойчивых платформенных районах убедили нас в правомерности второй точки зрения. Особо следует подчеркнуть, что подтверждения были получены не только для открытых океанских побережий, но и для берегов морей, имеющих ограниченную связь с океаном (например, для Черного моря).

Итак, примерно 4,0 — 3,5 тыс. лет назад уровень Мирового океана поднимался на несколько метров. В результате были затоплены прибрежные низменности и устья рек, причем этот процесс усугублялся в условиях тектонического погружения. В ходе последующего быстрого спада уровня океана прибрежные мелководья вновь осушились.

Известны многочисленные попытки сопоставления колебаний уровня океана и изменений климата за последние несколько тысячелетий. В середине I тысячелетия до н. э. на фоне общего потепления климата и повышения уровня морей на 1,5 м в Европе началось развитие культур железного века. В римское время климат ухудшился, произошли значительные подвижки ледников в Альпах и уровень морей понизился на 2 м. Последующее потепление совпало с затоплением многих портов античного Средиземноморья. На южных берегах Северного моря сооружаются земляные плотины. Позднее средневековье Европы с его суровыми снежными зимами характеризовалось некоторым спадом уровня моря.

Последние 400 лет характеризуются более или менее систематическими метеорологическими и уровнемерными наблюдениями. С 1890 по 1950 г. уровень Мирового океана повышался со средней скоростью 1,2 мм/год, что согласуется с тенденцией к улучшению климата. Гляциологические исследования показали, что потепление климата в умеренных и полярных широтах в первой половине нынешнего века тесно коррелируется не только с повышением уровня океана, но и с отступанием краев ледников, при этом многие небольшие леднички в горах вообще исчезли.

Такие вековые колебания климата и ледниковых процессов, происходящие синхронно на всей планете, связаны, вероятно, с периодическими изменениями солнечной активности. Кроме того, существуют и другие объяснения природы этих колебаний (изменения состава земной атмосферы после вулканических извержений, автоколебательные механизмы и т. д.).

Какое практическое значение имеют эти исследования? Очевидно, что изменения режима ледников отражаются на показателях стока рек, начинающихся в ледниковых областях, а также определяют запасы пресной воды, аккумулированной в самих ледниках. При разработке проектов экономического развития таких территорий важно знать поведение ледников. Чтобы получить такую информацию, необходимо, конечно, глубоко проникнуть в сущность механизма колебаний ледников. Такие исследования проводятся не только на основе тщательных натурных наблюдений в труднодоступных ледниковых областях, но и в лабораторных условиях. В основе разработки теории колебаний ледников лежит численное моделирование с использованием электронно-вычислительных машин.

Несмотря на достигнутые успехи, пока еще нельзя дать надежные долгосрочные прогнозы поведения ледников. Нет уверенного ответа и на вопрос: грозит ли человечеству новое наступание ледников? Не исключено, что очередная волна похолодания и разрастания ледников может произойти еще при жизни нынешнего поколения, во многих горноледниковых районах Средней Азии, Кавказа, Альп, Скандинавии, Кордильер за последние годы участились случаи наступания ледников, однако устойчива ли эта тенденция, сказать трудно.

Если за основу прогнозов принять имеющиеся результаты радиоуглеродного датирования молодых подвижек ледников в горных странах, то очередной период резкой активизации оледенения следует ожидать только около 4300 г. При этом расчете сделано допущение, что сохранится такой же интервал пониженной интенсивности ледниковых процессов, как между двумя последними вспышками оледенения в Альпах (серии зимминг и фернау). Такой интервал продлится еще 2,6 тыс. лет, и наблюдающиеся за последние десятилетия разнонаправленные тенденции развития оледенения следует оценивать лишь как небольшие колебания. От начала очередного материкового оледенения нас отделяет не менее 15 тыс. лет.

ЛЕДНИКОВЫЕ УБЕЖИЩА И ТЕМПЫ РАССЕЛЕНИЯ РАСТЕНИЙ

Вопрос о возможности жизни высших растений и животных в горах во время оледенений давно привлекал внимание ученых разных специальностей. Особенно много материалов накоплено по Скандинавскому нагорью, где во время последнего оледенения в принципе могли существовать небольшие участки, свободные от льда. Впервые такое предположение было высказано в конце XIX в. норвежским ботаником А. Блиттом и шведским зоологом Р. Сернандером. В качестве наиболее подходящих мест для ледниковых убежищ, или рефугиумов, скандинавские исследователи отмечали высокогорные районы. Здесь были обнаружены изолированные местообитания некоторых видов растений и животных, удаленные от основного ареала либо представляющие собой разобщенные части ареала.

Среди растений таких видов насчитывается около 30. Многие из них концентрируются в двух районах нагорья: в массивах Ютунхеймен, Доврефьелль и Тролльхеймен на юге и от долины Сальтдаль до западного Финнмарка на севере. Виды, встречающиеся в обоих районах, например лапландский рододендрон, называют бицентричными, а встречающиеся только в одном районе — уницентричными.

Концепция ледниковых убежищ не избежала строгой критики. Ее острие было направлено против использования для палеогеографических реконструкций современных ареалов. В самом деле, разобщенные местонахождения растений и животных в горах можно рассматривать не только как ледниковые убежища, но и как результат образования островных ареалов в связи с похолоданием в позднем голоцене.

Помимо собственно горных убежищ, Р. Сернандер, Р. Нурхаген и другие исследователи выделяли прибрежные убежища, не покрывавшиеся льдом во время оледенений. К таким участкам были отнесены побережье Мере, некоторые из Лофотенских островов, берег Финнмарка и др. (рис. 18). Тем не менее высказывались и сомнения по поводу существования прибрежных убежищ. Шведский ботаник X. Шёрс отметил, например, отсутствие веских фактических аргументов палеонтологического характера и недостаточность использования современных ареалов.

В ряде пунктов на западном побережье Норвегии с помощью спорово-пыльцевого анализа было установлено существование богатой и разнообразной арктоальпийской флоры в позднеледниковое время и в раннем голоцене, задолго до того как появилась возможность для миграции растений по суше. Наиболее вероятно, что в ту пору семена растений заносились с запада морскими течениями, ветром и птицами. Таким образом, предположение о существовании убежищ в ледниковую эпоху не подтверждается с биогеографических позиций.

Геологи и географы полагали, что во время оледенений мощность льдов уменьшалась по направлению к западному побережью Северной Скандинавии, к которому спускались только языки выводных ледников. Между этими языками якобы оставались свободные от льда участки. Непосредственно в пределах Скандинавского нагорья убежища могли быть приурочены к скалистым вершинам и гребням, поднятым над выровненной поверхностью основной части нагорья. Высота этой поверхности составляет 1000 — 1200 м над уровнем моря, тогда как сильно расчлененные скальные гребни и вершины возвышаются до 1500 — 2000 м и более.

Обширные валунные поля, встречающиеся на основной выровненной поверхности нагорья, особенно в его западной части, образовались в результате частой смены процессов таяния и замерзания. Для этого, однако, вовсе не требовалось много времени: судя по нынешним быстрым темпам морозного выветривания, каменные россыпи вполне могли сформироваться в голоцене. Во всяком случае, нет никаких поводов относить их именно к эпохе оледенения.

Рис. 18. Распространение горных маков в Норвегии (по Р. Нурхагену)

1 — Papaver relictum; 2 — P. Nordhagenianum subsp. ovatilobum; 3 — предполагаемые убежища ледникового времени

На востоке нагорья развит покров основной морены. Изучение состава встречающихся в ней валунов показало, что эти обломки были принесены не местными ледниками, а мощным ледниковым покровом, местами поднимавшимся до 1500 м над уровнем моря. Вершины и гребни, находящиеся выше этой отметки, и в настоящее время покрыты льдом и снегом. Следовательно, вряд ли они могли представлять собой обнаженные скалы в эпоху оледенения. Итак, возникает противоречие между фактами, указывающими на сплошное распространение последнего ледникового покрова, и биогеографической аргументацией в пользу существования убежищ для некоторых видов растений и животных. Правда, по мнению шведского географа Р. Даля, участки наибольшего развития оледенения могли перемещаться во времени и пространстве. Эта концепция представляется довольно логичной. Во всяком случае, она помогает объяснить, каким образом на территории нагорья на начальных и заключительных стадиях оледенения могли оставаться свободные от льда участки.

Помимо убежищ в горных странах, несомненно, существовали убежища на сопредельных равнинах и в предгорьях, расположенные поодаль от Европейского ледникового покрова. Во время деградации оледенения и в послеледниковое время из этих очагов происходило длительное расселение растений и животных. Чтобы составить представление о ходе данного процесса, ученые обратились к анализу остатков организмов, сохранившихся в ископаемом состоянии, чаще всего в болотных и озерных отложениях. Для опознавания этих остатков применялись палеонтологические методы. Особенно эффективную помощь оказал спорово-пыльцевой анализ, обеспечивающий наибольшую полноту информации. Возраст устанавливался радиоуглеродным методом.

Для примера рассмотрим последовательность распространения ели обыкновенной — характерной древесной породы европейской тайги (рис. 19). Во время последнего оледенения она произрастала в более южных районах Русской равнины, а в центральных районах уступала место холодовыносливой сибирской ели, которая растет даже там, где существует многолетняя мерзлота.

Улучшение климата в самом конце ледниковой эпохи вызвало миграцию ели обыкновенной к северу, и около 10 — 8 тыс. лет назад она постепенно заселила центральные районы Русской равнины, хотя тогда она еще не играла видную роль в составе лесов. Одновременно ель сибирская отступила в северо-восточные районы. К концу указанного интервала времени ель обыкновенная проникла в восточную часть Прибалтики и на юг Онего-Ладожского перешейка.

За следующие полторы тысячи лет (8 — 6,5 тыс. лет назад) темпы расселения ели на севере уменьшились, и только на западе Прибалтики и на севере Польши распространение ели еще продолжалось. Именно в это время, по-видимому, произошло слияние двух миграционных потоков ели с юга, со стороны Карпат, и с востока, со стороны Русской равнины.

Во время послеледникового климатического оптимума (6,5 — 5,8 тыс. лет назад) появились наиболее благоприятные условия для увеличения ели в лесах и расширения ее ареала. Эта порода проникла в северные районы Эстонии, и тем самым завершился процесс ее распространения на северо-западной окраине Русской равнины.

На территории Финляндии и Швеции ель мигрировала очень быстрыми темпами. Примерно 3,6 — 3,3 тыс. лет назад эта порода появилась в Центральной Лапландии, а еще спустя несколько столетий достигла подножий Скандинавского нагорья. Расселение ели в центральные и южные районы Швеции произошло в самые последние тысячелетия и продолжается до сих пор.

Приведенные факты показывают, что ель в послеледниковое время мигрировала из центральных районов Русской равнины на северо-запад. Для других пород в пределах той же территории были выявлены несколько иные пути расселения (рис. 20). Так, например, липа в послеледниковое время продвигалась двумя разными путями — на север вдоль восточного побережья Балтийского моря и на северо-запад из Подмосковья по возвышенностям в бассейнах рек Тверцы и Меты к побережью Финского залива. Спустя 2,5 тыс. лет оба миграционных потока соединились на севере Эстонии, тогда как на обширной промежуточной территории в бассейне Чудского и Псковского озер расселение липы происходило с большим запозданием.

Рис. 19. Распространение ели на востоке и севере Европы

1 — основной ареал ели около 8 тыс. лет назад; 2 — разреженные островные местообитания ели около 8 тыс. лет назад; 3 — граница современного ареала и островные местообитания ели европейской; 4 — граница современного ареала ели сибирской; 5 — изохроны появления ели (возраст по ¹⁴С указан в тыс. лет)

Несмотря на очень быстрые темпы распространения в послеледниковое время теплолюбивых широколиственных пород — липы, дуба, вяза, выяснилось, что даже во время климатического оптимума они не проникали далеко на север Европы, за пределы своих нынешних ареалов. Северных границ эти породы деревьев достигли около 4,5 — 4,0 тыс. лет назад, и с тех пор имели место только небольшие осцилляции. Такой вывод расходится с представлениями о продвижении теплолюбивых древесных пород на территории Сибири к берегам морей Северного Ледовитого океана во время послеледникового климатического оптимума и о последующем возвращении их в пределы современных ареалов.

Чтобы представить себе общую направленность миграций растительности на территории Русской равнины в голоцене, обратимся к исследованиям, выполненным в центрально-черноземных областях с применением спорово-пыльцевого и радиоуглеродного анализов.

Во время последнего плейстоценового оледенения на возвышенных участках этой территории распространялись перигляциальные травянистые сообщества в сочетании с зарослями ерника (кустарниковых берез) и ольховника. Структура растительного покрова отличалась мозаичностью и во многом зависела от пространственного распределения разных типов многолетнемерзлых грунтов. Однако по крупным долинам даже в это суровое время произрастали редкостойные таежные леса из сосны, ели, лиственницы и березы. Подобную ярусность растительности с лесами по долинным таликам и кустарниково-травянистыми сообществами на плакорах в настоящее время можно наблюдать на предгорных равнинах в Восточной Якутии.

Улучшение климата в конце плейстоцена вызвало таяние многолетней мерзлоты и распространение переувлажненных грунтов в перигляциальной зоне Русской равнины. В составе травянистых сообществ того времени было много осок. В более сухих местообитаниях в изобилии росли полыни и маревые. Значительно улучшились условия произрастания древесных пород, однако редколесья все еще концентрировались преимущественно по речным долинам. Основной фон растительного покрова составляли перигляциальные кустарниково-травянистые сообщества. Пространственная структура растительности претерпевала изменения под влиянием климатических пульсаций. Похолодания способствовали большему распространению открытых перигляциальных ландшафтов, потепления стимулировали расширение площадей редкостойных лесов.

Процесс перестройки перигляциальной растительности закончился в раннем голоцене, когда установилась широтная дифференциация растительных зон, близкая к современной. В бореальный период (9 — 8 тыс. лет назад) на северо-западе Среднерусской возвышенности произрастали сосновые и березовые леса. По направлению к югу и юго-востоку в лесах наряду с сосной и березой становилось больше широколиственных пород. На севере возвышенности среди этих пород в первую очередь появлялись липа и вяз, на юго-западе и западе главную роль играл дуб. Проникновение широколиственных пород происходило с запада и юго-запада, из Подольского рефугиума термофильной флоры. Южная граница лесной зоны в бореальное время пересекала центральную часть Среднерусской возвышенности по линии Железногорск — Кромы. К юго-востоку от этого рубежа возрастала роль лугово-степных сообществ, которые в сочетании с массивами лесов формировали зону лесостепи, сменявшуюся на юге возвышенности степной зоной.

Рис. 20. Распространение широколиственных пород на северо-западе СССР и юге Финляндии в послеледниковое время

Изохроны появления: 1 — липы; 2 — вяза; 3 — дуба. Изохроны начала широкого распространения в лесах: 4 — липы; 5 — вяза; 6 — дуба. Цифрами обозначены значения возраста (в тыс. лет) от 1950 г. Штриховыми линиями с подсечками выделены северные границы современных ареалов соответствующих пород

В атлантический период (7 — 5 тыс. лет назад) вся лесная зона на Русской равнине значительно продвигалась к северу, соответственно в том же направлении смещалась и степная зона. При этом лесостепная зона значительно сужалась, поскольку положение южной границы лесной зоны сравнительно мало менялось. Сходный вывод о стабильности южной границы лесной зоны в атлантический период сделан и для юга Западной Сибири.

Палеоботанические данные свидетельствуют, что в это время северные и западные районы Среднерусской возвышенности были заняты лесами с большой примесью широколиственных пород: на севере липы, на западе дуба. Вся южная половина возвышенности была занята степями, и северная граница степной зоны доходила до верховьев Оки.

Что же лежит в основе миграции растительных зон в эпоху климатического оптимума голоцена? Ведущую роль здесь, по-видимому, играл температурный фактор. Повышение температуры в разных условиях произвело неоднозначный эффект: в гумидных районах оно не сопровождалось критическим изменением относительной влажности, а в аридных привело к резкому увеличению дефицита увлажнения. Реакция растительности на эти изменения и определила отмеченное выше перемещение зон в северном направлении. Стимулом для движения степей к северу могло быть даже небольшое повышение температуры.

Суббореальный период (5 — 3 тыс. лет назад) ознаменовался новыми тенденциями в развитии растительности, что диктовалось планетарными климатическими изменениями. Признаки наступания леса на степь приобрели отчетливое выражение со второй половины суббореального периода. Граница лесной зоны в бассейне Верхней Оки тогда смещалась к югу примерно на 70 км, соответственно в том же направлении мигрировала и зона лесостепи, причем даже в южных районах Среднерусской возвышенности по речным долинам распространялись значительные массивы ольшаников и широколиственных лесов. Таким образом, палеоботанические данные однозначно указывают на нарастание увлажненности во второй половине суббореального периода. Мнение о сухом и теплом климате этого интервала, разделявшееся некоторыми исследователями, не подтверждается.

В субатлантический период в обстановке еще более влажного и прохладного климата продолжалось продвижение лесной растительности к югу. Широкое распространение ели в лесных районах центра Русской равнины затронуло северную и северо-западную окраины Среднерусской возвышенности. На ее крайнем западе по долинам росли сосновые боры, а на севере — липовые и дубово-липовые леса. В центральных и южных районах встречались дубравы, сочетавшиеся с разнотравно-злаковыми и злаково-разнотравными сообществами, создавая характерную мозаичность лесостепной растительности. Типичные степи были оттеснены на юго-восток возвышенности.

В субатлантическое время большое влияние на развитие растительности оказала деятельность человека. Можно выделить несколько этапов рубки лесов в связи с развитием подсечно-огневого земледелия, особенно в начале и конце I тысячелетия н. э. Однако наиболее значительные преобразования ландшафта произошли за последние 200— 300 лет, в эпоху сплошной распашки земель.

Выявленные по палеоботаническим и радиоуглеродным данным смены растительности на территории Среднерусской возвышенности в голоцене вполне согласуются и с материалами зарубежных исследователей. Например, существование степного периода в середине голоцена и последующее наступание леса на степь установлено на территории Венгрии, Чехословакии, США. В этих исследованиях можно усмотреть модель растительных смен во время межледниковий плейстоцена. Тем самым данные о расширении лесной зоны к северу и югу за пределы занимаемого ею ныне ареала во время климатических оптимумов межледниковий вызывают сомнение.

Проблема ледниковых убежищ флоры и фауны детально изучалась во многих горных странах, в частности на Большом Кавказе, где размеры последнего плейстоценового оледенения были довольно велики. Морфологические следы его четко выражены в характере продольных и поперечных профилей крупных долин, в выположенности верхнего яруса гор, в системе краевых ледниковых образований. Помимо облекающего покрова льда и фирна на высотах более 2300 — 2400 м многие кавказские долины были заняты ледниками, и оледенение местами приобретало сетчатый характер.

Во время максимального развития оледенения лесной пояс на Кавказе был вытеснен в предгорные и равнинные районы. Перигляциальные растительные сообщества могли тогда спускаться до подножий гор, а лесная растительность соответственно мигрировала на подгорные равнины. Изучение местонахождений реликтовых и эндемичных видов растений указывает на существование убежищ в окрестностях Эльбруса, аридных котловинах Балкарии, Лескенских лесах, на Бечасынском плато и в некоторых других районах. Некоторым из этих убежищ приписывается очень молодой, голоценовый возраст, другим — более древний, ледниковый и даже плиоценовый (Лескенские леса).

С помощью спорово-пыльцевого анализа, проведенного географом Е. С. Малясовой для озерно-болотных отложений урочища Криют в Юрской продольной депрессии, удалось доказать, что здесь на высотах 2100 — 2200 м в раннем голоцене произрастали субальпийские редколесья с большой примесью бука, граба, дуба, хотя основной фон составляли береза и ольха. Судя по составу спорово-пыльцевых спектров, поблизости, но, конечно, на меньших высотах располагался пояс буковых лесов с примесью других широколиственных пород.

В конце раннего голоцена, на рубеже бореального и атлантического периода (около 8 тыс. лет назад), Безенгийский ледник спускался примерно на 12 км ниже, чем в настоящее время. Между тем буковые леса ныне вообще не заходят в Безенгийскую долину. Приведенные факты свидетельствуют, что в самом конце ледниковой эпохи в данном районе существовало убежище лесной флоры. По-видимому, на фоне происходившего тогда улучшения климата лесная растительность расселялась вверх по долинам вслед за отступавшими ледниками.

Во время климатического оптимума голоцена (атлантический период) растительные пояса быстро перемещались вверх, и в итоге на северном макросклоне Центрального Кавказа буковые леса с участием граба и дуба поднялись до 2150 — 2200 м над уровнем моря. Верхняя граница субальпийского березового редколесья находилась на уровне 2350 — 2400 м. Далее над поясом редколесий расстилались высокогорные луга. Амплитуда вертикальных миграций отдельных растительных поясов в атлантический период оценивается нами примерно в 300 м.

С середины суббореального периода (около 4 тыс. лет назад) на фоне понижения температуры проявилась нисходящая миграция растительных поясов, усугубившаяся благодаря возросшей увлажненности в субатлантический период. Преобразованию высокогорных ландшафтов способствовало их хозяйственное освоение. Этот процесс, вероятно, начался в конце I тысячелетия н. э. и усилился за последние 150 — 200 лет. Масштабы антропогенных процессов и их направленность, конечно, отличались в разных районах высокогорного Кавказа, однако там, где проводился неумеренный выпас скота, естественный растительный покров претерпел существенные изменения.

РАЗВИТИЕ ФАУНЫ МЛЕКОПИТАЮЩИХ В ЧЕТВЕРТИЧНОМ ПЕРИОДЕ

Одним из важных критериев для проведения нижней границы четвертичного периода служит появление в Европе таких современных форм млекопитающих, как однопалые лошади (род Equus), примитивные быки (род Bos и родственные ему роды Bison и Leptobos), настоящие слоны (род Elephas), верблюды (род Camelus) и др. Однако проследить влияние оледенений на состав фауны той эпохи не всегда удается в полной мере.

В целом в доледниковое время общее число видов наземных холодовыносливых млекопитающих было сравнительно невелико, и только широкое распространение перигляциальных биотопов в плейстоцене способствовало выработке соответствующих адаптации у животных. Тем не менее пополнение фауны млекопитающих за счет холодовыносливых видов в течение плейстоцена отличалось медленными темпами, и многие исследователи приводят свидетельства явного преобладания холодовыносливой фауны только в вюрме. Это, как видно, было итогом длительного эволюционного процесса.

Большинство арктических и бореальных видов млекопитающих появилось задолго до вюрма. Шведский ученый Б. Куртен отмечает, что еще в гюнце на территории Европы обитали северный олень, овцебык и копытный лемминг, в минделе — слон-трогонтерий и рысь, в риссе — мамонт, волосатый носорог, лось и песец, а в вюрме — только белый медведь. По представлениям В. И. Громовой, появление северного оленя и овцебыка относится к минделю, а волосатого носорога — к миндель-риссу. Эти отличия, во многом обусловленные расхождениями в оценках геологического возраста вмещающих отложений, не меняют общего заключения о том, что позднеплейстоценовую териофауну надо рассматривать прежде всего как закономерный итог всей предыдущей эволюции. По расчету Б. Куртена, из 119 видов современных млекопитающих Европы, для которых известны ископаемые остатки, в позднем плейстоцене появилось всего 28 видов.

Пути развития териофауны в плейстоцене отличались большой сложностью, причем нередко новые виды появлялись в результате местного развития или проникали из сопредельных районов, а старые исчезали вследствие вымирания или перехода, в другие виды. Соотношения между появлением новых видов и вымиранием старых для разных временных интервалов были различны, хотя в целом как будто проявлялась тенденция к нарастанию динамичности этих процессов к концу плейстоцена. Правда, надо заметить, что в том же направлении увеличиваются объем и надежность исходной информации.

Определенный интерес представляют данные о морфологических изменениях животных в плейстоцене. Например, при анализе размеров костей сибирских мамонтов, датированных по ¹⁴С, выяснилось, что наиболее крупные особи существовали 40 — 30 тыс. лет назад, когда на севере Сибири обильно произрастали травы и кустарники, служившие пищей для многочисленных мамонтовых стад. Во время более теплого предыдущего и более холодного последующего интервалов размеры тела животных несколько уменьшались, что, вероятно, отражало менее благоприятные экологические условия для жизни мамонтов, Б. Куртен утверждает, что бурый медведь во время оледенений был крупнее, чем во время межледниковий. Однако эта закономерность оказывается справедливой только для Европы, а в Азии соотношения противоположные. Даже современные формы, распространенные в северо-восточных районах этой части света, не уступают самым крупным плейстоценовым бурым медведям Европы.

В. Куртен высказывает предположение, что большинство плейстоценовых млекопитающих Европы достигло максимальных размеров в среднем плейстоцене, а в позднем преобладала тенденция к их уменьшению. Это мнение пока подтверждается только для некоторых представителей семейства Bovidae, к которому относятся быки, антилопы, бараны и др.

Вопрос о развитии межледниковых фаун млекопитающих тоже довольно сложен. Во время межледниковий в Европе господствовали фауны умеренного типа с оленями, кабанами, лесными слонами и носорогами. Для оледенений характерны тундровые и таежные фауны с мамонтами, волосатыми носорогами, северными оленями, леммингами, песцами. На основе анализа фактических данных палеогеограф А. А. Величко пришел к заключению, что, несмотря на довольно раннее появление представителей холодостойкой фауны, на территории Европы, особенно в ее южных областях, в нижнем и среднем плейстоцене сохранялось немало теплолюбивых видов. Резкое изменение в составе фауны произошло лишь во второй половине позднего плейстоцена.

Действительно, даже во время эмского межледниковья (рисс-вюрм) в Средней Европе существовали теплые лесные комплексы фауны. Например, в нижних горизонтах травертинов Тюрингии, относимых к рисс-вюрму, были обнаружены такие формы, как древний лесной слон, носорог Мерка, бизон, тур, лось, благородный олень, косуля, лань, бобр, кабан, медведь с переходными чертами между Ursus arctos и U. spelaeus, при крайней немногочисленности видов, характерных для открытых ландшафтов. Состав фауны в целом указывает на преобладание лесных биотопов. Остатки бегемота широко встречаются в рисс-вюрмских межледниковых отложениях на юге Европы, вплоть до Закавказья, а также на западе и северо-западе, от Франции до Англии. В центре Лондона в этих межледниковых отложениях найдены остатки льва, а в Варшаве — остатки слона с крупными прямыми бивнями. Насыщенность теплолюбивыми формами отличает фауну рисс-вюрма.

Фауна вюрма (рис. 21), к сожалению, еще недостаточно четко дифференцируется во времени, хотя в отдельных районах предпринимались попытки наметить последовательность теплых и холодных интервалов. Румынские исследователи П. Самсон и К. Радулеску изучали остатки животных из пещерных стоянок Добруджи. Здесь установлена четырехкратная смена фаун млекопитающих: при похолоданиях распространялись мамонт, волосатый носорог, северный олень, зубр, сайга, лошадь и даже песец, а при потеплениях — кабан, гигантский и благородный олени, первобытный бык, осел.

Рис. 21. Характерные виды млекопитающих средней полосы Европы в позднем плейстоцене (рисунки Э. Тениуса)

1 — волк; 2 — песец; 3 — барсук; 4 — бурый медведь; 5 — леопард; 6 — лисица; 7 — росомаха; 8 — красный волк; 9 — выдра; 10 — пещерный медведь; 11 — пещерный лев; 12 — шакал; 13 — рысь; 14 — большерогий олень; 15 — лось; 16 — пещерная гиена; 17 — европейская дикая кошка; 18 — кабан; 19 — косуля; 20 — лань; 21 — лошадь Пржевальского; 22 — первобытный зубр; 23 — северный олень; 24 — европейский осел; 25 — серна; 26 — первобытный бык; 27 — овцебык; 28 — альпийский козел; 29 — благородный олень; 30 — сайга; 31 — волосатый носорог; 32 — мамонт

В более северных районах Европы во время межстадиалов вюрма также обитали теплолюбивые животные. Так, Р. Херманн относил появление носорога Мерка вместе с волосатым носорогом в центре Северо-Германской низменности к одному из вюрмских межстадиалов.

Для Восточной Европы В. И. Громов выделил единый, приходившийся на рисс и вюрм верхнепалеолитический комплекс холодостойкой фауны с мамонтом, мускусным быком, северным оленем, песцом и копытным леммингом. А. А. Величко уточнил геологический возраст памятников среднего и позднего палеолита. Верхнепалеолитический комплекс фауны стал «моложе»: вторая половина вюрма — валдая.

В. И. Громов и др. выделяют ранний и поздний верхнепалеолитические комплексы, отражающие две различные тенденции. Первая из них сводится к постепенной эволюции от теплолюбивой фауны к холодостойкой с последовательным вымиранием наименее приспособленных к холоду форм. Соответственно холодолюбивый макрокомплекс отличается меньшим родовым и видовым разнообразием. Вторая тенденция характеризует, быстрые изменения состава фауны, связанные с миграциями животных под влиянием резких климатических колебаний.

Реконструируя природные условия перигляциальной зоны валдайского оледенения, многие исследователи допускали значительное расширение площади открытых биотопов и деградацию лесной растительности. Эти представления использовались при характеристике условий существования животных и человека на Русской равнине в позднем палеолите. Новые данные о широком распространении лесных биотопов в перигляциальной лесостепи заставляют пересмотреть прежние взгляды.

Многие местонахождения позднеплейстоценовой фауны в Европе приурочены к родниковым и пещерным отложениям. Самые богатые сборы ископаемых костей сделаны в залежах известковых туфов — травертинов в Каншнтадте (под г. Штутгартом), Эрингсдорфе и Таубахе (близ г. Веймара), а также в пещерах, где находились стоянки первобытных людей и местообитания хищных животных. Такие пещеры детально исследовались в различных горных районах Центральной и Южной Европы. По мнению Б. Куртена, результаты изучения позднеплейстоценовых пещерных отложений более или менее четко доказывают существование двух этапов вюрмского оледенения с промежуточным теплым интервалом.

В пещере Торньютон в Южном Девоншире (Англия) во время эмского межледниковья обитали бегемот, степной носорог, лань и благородный олень. В слоях вюрмского времени найдены кости мамонта, северного оленя, волосатого носорога и следы пребывания человека. Четко выражен межстадиальный горизонт с остатками лесных форм: благородного оленя, лося и др. Во многих пещерах Южной Европы также выделяют две холодные стадии вюрма, во время которых лесной пояс занимал более высокое положение, чем сейчас. Промежуточная теплая эпоха отличалась нарастанием аридности и степной фауной.

Детализировать историю развития териофауны в позднем плейстоцене можно лишь зная возраст остатков животных. Используя массовые данные по датированию остатков млекопитающих на Плато Прерий, американский зоолог Б. Слоутер пришел к заключению, что 50 — 25 тыс. лет назад существовал межледниковый период. Тогда в составе фауны заметно выделялось множество крупных травоядных млекопитающих и хищников. Слоутер обратил внимание на резкие климатические пульсации во время рассматриваемого межледниковья, особенно четко выявляемые в его поздней части.

Следует подчеркнуть, что наши представления о палеоэкологии крупных плейстоценовых млекопитающих далеко не совершенны. Так, существует мнение, что северный олень — типичное животное перигляциальной зоны. Однако большое количество костей этого животного обнаружено при раскопках городища раннего железного века (I тысячелетие до н. э.) в районе Каширы, а также в других городищах данной эпохи в бассейнах Оки и Верхней Волги. Таким образом, мнение о строгой приуроченности северного оленя к перигляциальной обстановке не подтверждается. Это заключение в равной мере относится и к мамонту. Оба животных вполне могли существовать в конце эмского межледниковья на территории Англии, особенно в условиях широкого развития естественной формации приатлантических верещатников. Тем не менее не исключено, как отмечалось выше, что появление этих животных в данной области может быть поставлено в связь с возросшим палеоэкологическим влиянием североевропейского оледенения.

Большой интерес представляет радиоуглеродная датировка костей пещерного медведя в районе Одессы. Для анализа использовался материал сборов А. Д. Нордманна. сделанных в середине прошлого века. Остатки пещерного медведя и других млекопитающих были обнаружены в двух пещерах в самой Одессе и соседней деревне Нерубай в горизонте желтых суглинков. Причем в обоих случаях списки фауны оказались весьма сходными: волк, лисица обыкновенная и корсак, куница, пещерный лев, пещерная гиена, суслик, бобр, заяц, лошадь, волосатый носорог, кабан, лось, благородный олень, большерогий олень, лань, косуля, северный олень, тур, зубр, мамонт и др.

Здесь представлены экологически различные группы животных с явным преобладанием форм, свидетельствующих о довольно теплом климате (кабан, лось, тур, зубр и др.). Немногочисленны холодовыносливые: мамонт, волосатый носорог, северный олень. Сосуществование этих животных указывает на разнообразие биотопов Северного Причерноморья. Весь комплекс вполне мог развиваться в конце среднего вюрма, это подтверждает и радиоуглеродная датировка порядка 27 тыс. лет назад. Правда, высказываются предположения и о смешанном характере комплекса за счет переотложения.

Сложный путь развития териофаун плейстоцена можно проследить на примере изучения риксдорфского горизонта в окрестностях Берлина, Этот горизонт, представляющий собой межморенные песчано-галечниковые отложения, привлек внимание одного из основоположников ледниковой теории О. Торелля и других исследователей прошлого века. Среди костей млекопитающих обнаружены как холодовыносливые, так и теплолюбивые формы. Нельзя исключить возможность переотложения здесь костей текучими водами. Есть мнение и о том, что кости лесного слона, мамонта и носорога Мерка были принесены ледником.

В составе риксдорфской фауны выделяется более южная группа с благородным оленем, ланью, лосем, бобром, пещерным львом и пещерной гиеной и более северная группа с мамонтом, волосатым носорогом, зубром, мускусным быком, северным оленем и росомахой. Помимо того, установлено присутствие большерогого оленя, лошади, медведя и волка. Условно эту смешанную фауну относят к одному из интервалов вюрма, однако наличие таких давно вымерших форм, как лесной слон или носорог Мерка, идет вразрез с таким предположением, поскольку свидетельствует о более древнем возрасте. Доказать же выборочное переотложение именно таких форм довольно трудно.

ВЫМИРАНИЕ ЖИВОТНЫХ В ПОЗДНЕМ ПЛЕЙСТОЦЕНЕ

Вопрос о вымирании организмов во время материковых оледенений заслуживает особого внимания. Эту, казалось бы, совершенно очевидную причинную зависимость не просто подтвердить на фактическом материале, поскольку необходимо располагать точными датировками поэтапного распространения ледников и связанного с ним резкого похолодания и исчезновения соответствующих видов. Более того, не всегда можно провести обоснованные и четкие сопоставления между вымиранием организмов и изменениями природного окружения.

В принципе оледенение должно было сопровождаться ухудшением среды обитания животных на перигляциальной суше. Оледенение не только непосредственно вело к гибели растений и животных, но и создавало неблагоприятные условия для их существования: перенаселенность отдельных местообитаний, обезлесение, новые отношения к разным врагам и конкурентам, нарушения в ритме репродукции и т. д. В поисках лучших условий многие животные покидали прежние местообитания, и в процессе этих миграций значительная часть популяций погибала. Тем не менее размеры области отрицательного влияния оледенения на органический мир многими исследователями, вероятно, сильно преувеличиваются.

Существуют разные точки зрения на причины гибели крупных животных в ледниковую эпоху. Одни ученые полагают, что такой причиной было само оледенение. Известный геолог В. И. Громов, например, связывал наиболее критический момент в развитии органического мира с максимальным — рисским оледенением. Другие исследователи, в частности авторитетный зоолог И. Г. Пидопличко, допускали, что современные степные животные Юга СССР непосредственно связаны с плиоценовой фауной в пределах своих нынешних ареалов, причем многие из них встречаются в отложениях всего четвертичного периода. Вместе с тем ученый признавал влияние изменений климата в четвертичном периоде на развитие фауны, но основную роль в ее преобразовании отводил деятельности человека. Такую же позицию занимали и другие исследователи.

Истоки этой дискуссии восходят еще ко второй половине прошлого века, когда впервые были получены сведения о составе фауны в конце последнего материкового оледенения. Естественно, эти данные ставились в зависимость от изменений климата и ледников. Такое объяснение, однако, не получило всеобщего признания, особенно после того, как Ч. Дарвин во время кругосветного путешествия на «Бигле» обратил внимание, что в некоторых местностях остатки вымерших животных концентрируются в слоях, имеющих послеледниковый возраст. На этом основании английский исследователь А. Уоллес в качестве основной причины массовой гибели животных назвал деятельность первобытного человека.

Как известно, на протяжении плейстоцена состав фауны менялся неоднократно, но каждый раз освобождавшиеся экологические ниши занимали новые представители того же рода, так что общий баланс биосферы не нарушался. В конце плейстоцена на земном шаре произошло колоссальное по своим масштабам исчезновение крупных млекопитающих. По подсчетам американского ученого П. Мартина, в это время погибло не менее 200 родов, причем главным образом крупных травоядных и трофически связанных с ними хищников. Благодаря применению радиоуглеродного метода остатки этих животных в ряде мест были датированы, и оказалось, что вымирание фауны совпало со временем распространения культур позднепалеолитических охотников, специализировавшихся на добыче крупных зверей.

Впоследствии сокращение состава фауны крупных млекопитающих частично восполнилось за счет увеличения биомассы мелких млекопитающих и насекомых, однако общий баланс экосистем был существенно нарушен и, несмотря на возросшее поголовье домашнего скота, не восстановился.

Любопытно заметить, что в фауне морских беспозвоночных, являющейся признанным индикатором изменений биосферы, около 11 тыс. лет назад произошли резкие перемены: холодовыносливые комплексы уступили место более теплолюбивым. Однако вымирание, тем более на уровне родов, не было зафиксировано.

Несмотря на крупные масштабы миграций растительных зон и поясов, позднеплейстоценовое вымирание фактически не затронуло флору. Благодаря применению спорово-пыльцевого и диатомового анализов были довольно детально изучены сложные смены растительных формаций. Свидетельствами вымирания родов диатомей или высших растений в позднем плейстоцене мы не располагаем, хотя в более ранние этапы плейстоцена, например, в средней полосе Европы установлено исчезновение многих родов растений (магнолия, секвойя, лапина и др.), которые ныне сохранились в отдельных районах Восточной Азии и Северной Америки.

Масштабы позднеплейстоценового вымирания фауны крупных млекопитающих в Европе были меньше, чем в других частях света. Для сравнения напомним об исчезновении гигантских сумчатых в Австралии, гигантских лемуров на Мадагаскаре и, наконец, огромной группы млекопитающих в Северной Америке (не менее 28 видов, входивших в позднеплейстоценовый ранчолабрейский комплекс: мастодонт, мамонт, колумбов слон, верблюд, лошадь, гигантский броненосец, гигантский мегатерий, тапир и др.).

Тем не менее и для Европы видовой состав, а также обилие позднеплейстоценовых фаун млекопитающих наряду с более крупными размерами особей убедительно свидетельствуют о состоянии естественного климакса в развитии животного мира. Положение весьма быстро изменилось во время интенсивного таяния последнего ледникового покрова.

В более ранние этапы плейстоцена фауна млекопитающих Европы неоднократно испытывала изменения с исчезновением теплолюбивых форм. Причем помимо общих филогенетических факторов, несомненно, активно проявлялись смены биотонов, обусловленные динамикой оледенения. Следы этого влияния, в частности, видны в разобщенности ареалов некоторых мелких млекопитающих. В холодные ледниковые интервалы эти животные укрывались в убежищах на юге внеледниковой территории. Нередко подобная изоляция сопровождалась образованием подвидов и даже видов. Так, из выхухолей (Desmanidae), широко распространенных в Европе в плиоцене и раннем плейстоцене, до настоящего времени сохранились два территориально разобщенных вида — пиренейский выхухоль (Desmana pyrenaica) на севере Пиренейского полуострова и европейский выхухоль (D. moschata) в южных и юго-восточных районах Русской равнины. Ископаемые остатки европейского выхухоля с позднего вюрма известны из пещерных отложений Центральной Европы.

Период наибольшего распространения последнего материкового оледенения характеризовался усилением роли холодостойких млекопитающих. Они имели благоприятные предпосылки для широкого расселения на равнинах Европы в условиях сокращения лесных биотопов и развития многолетней мерзлоты. Одновременно более теплолюбивые виды мигрировали далеко на юг, в средиземноморские районы. Именно к данному периоду относится расселение вплоть до Северного Причерноморья холодовыносливых млекопитающих, включая мамонта, северного оленя, песца и копытного лемминга.

Деградация последнего оледенения в средней полосе Европы сопровождалась повышением роли лесных биотопов и их последовательным продвижением к северу. К этому же времени относится расцвет охотничьих культур поздних стадий палеолита, специализировавшихся на добыче крупных травоядных млекопитающих. Люди вступили в единоборство с неблагоприятными природными условиями, обнаружив удивительную адаптацию к суровой обстановке; фактически началось активное преобразующее влияние человека на животный мир.

Надо заметить, что крупные звери составляли один из наиболее существенных компонентов природного окружения древнего человека, что и определило раннее развитие охотничьего промысла, но только в позднем палеолите охота заняла важную позицию в хозяйственной жизни. Об этом свидетельствуют произведения палеолитического искусства, посвященные в основном изображению оленей, лошадей, бизонов, зубров, носорогов, мамонтов, которые играли важную роль в пищевом рационе. Наряду с ними изображались и хищные животные — соперники по охоте и враги первобытных людей.

Ко времени деградации последнего оледенения относят вымирание большой группы крупных млекопитающих Европы, в том числе мамонта, волосатого носорога, овцебыка, большерогого оленя, пещерного медведя, пещерного льва и пещерной гиены. Видимо, тогда на большей части Европы исчезла дикая лошадь. Вместе с антилопой-сайгой она была постепенно оттеснена во внутренние районы Азии. В конце позднеледниковья — начале послеледниковья северный олень мигрировал на север Европы. Сильно сократились популяции многих видов крупных млекопитающих, например первобытного зубра. Рассмотрим особенности позднеплейстоценовой истории некоторых типичных видов млекопитающих.

Рис. 22. Мамонты в перигляциальной обстановке (рисунок А. Ван-Олдена)

Мамонт настоящий (Mammuthus primigenius Blum.), произошедший от степного слона (М. trogontherii Pohl.), сложился во время рисского оледенения. В вюрмское время мамонты широко распространились во всей Северной Евразии. Первые сведения об ископаемых мамонтах появились еще в середине I тысячелетия до н. э. Долгое время бивни этих животных были ходовым меновым товаром в Сибири. По сохранившейся статистике можно составить некоторое представление о количестве самих находок. Например, в 1903 г. в Якутске было продано 57,6 тыс. фунтов бивней мамонтов, что, вероятно, соответствует 50 тыс. особей. В многолетнемерзлых толщах Сибири, помимо костных остатков, сохранились целые трупы мамонтов. В Старуни, в северных предгорьях Карпат, найден труп мамонта, захороненный в алевритах и пропитанный нефтью и солями.

Об адаптации мамонта к условиям холодного климата свидетельствуют его длинный волосяной покров, небольшие уши и бивни, с помощью которых он разгребал снег в поисках корма (рис. 22). Как отмечалось выше, он мог существовать и в условиях умеренной зоны. Судя по геологическому положению ископаемых остатков мамонта и характеру флоры и фауны, это крупное травоядное животное предпочитало открытые безлесные биотопы. Мамонт расселялся в вюрме в пределах всей Европы, от Крайнего Севера до Закавказья. Миграции мамонтов, вероятно, подчинялись определенным климатическим ритмам.

Данные радиоуглеродного метода позволили установить, что в длительный предледниковый период (40 — 25 тыс. лет назад) мамонт был наиболее широко распространен, в конце последнего оледенения (13 — 9 тыс. лет назад) животные встречались реже. Несомненно, они вымерли в самом начале послеледникового времени, когда произошло резкое изменение климата. Мамонт, найденный в районе Хельсинки, имеет возраст около 9 тыс. лет.

Наиболее оптимальные условия для обитания мамонтов в Евразии в предледниковый период доказываются результатами сравнительно-морфологических исследований А. Е. Гейнца и В. Е. Гарутта. Именно в этот период мамонты были наиболее крупными, что связывается с обилием кормовых ресурсов.

Мамонты, жившие в эпоху наступания последнего ледникового покрова, отличались гораздо меньшими размерами. Довольно большая группа радиоуглеродных датировок порядка 24 — 18 тыс. лет назад установлена для ископаемых остатков мамонтов, обнаруженных на юге Скандинавского нагорья, а также на севере Белоруссии и в восточных предгорьях Альп.

Во время максимального развития оледенения (16 — 14 тыс. лет назад) сильное похолодание могло привести к изменению экологических условий и вымиранию значительной части поголовья мамонтов на севере Евразии. Уцелевшие группы животных мигрировали в более южные районы, откуда вернулись на север только в самом конце ледниковой эпохи. Именно с этим интервалом, по всей вероятности, были связаны последние страницы истории мамонтов.

Роль первобытных охотников в истреблении гигантских травоядных животных была достаточно велика. Об этом свидетельствуют хотя бы произведения первобытного искусства конца палеолита, запечатлевшие загонную охоту и применение западней. Колоссальные скопления костей мамонтов использовались даже для укрепления каркасов жилищ. Тем не менее считать главной причиной гибели животных деятельность человека нет достаточных оснований. Дело в том, что данные о характере заселения севера Евразии в позднем палеолите весьма неопределенны. Антропогенный фактор все же мог существенно дополнять влияние климата, которое по окончании ледниковой эпохи привело к широкому распространению лесов, что, естественно, и сузило сферу обитания мамонтов.

Сходные причины вызвали гибель волосатого носорога (Coelodonta antiquitatis Blum.), трупы которого сохранились в многолетней мерзлоте Сибири и алевритах Старуни. Это крупное травоядное животное с длинным густым волосяным покровом было хорошо приспособлено к условиям холодного климата (рис. 23). В вюрмскую эпоху оно заселяло открытые биотопы в перигляциальной лесостепи и степи, однако, судя по находкам в Добрудже и Северном Причерноморье, могло проникать и далее к югу. Волосатый носорог часто встречается в риссе, но особенно широко в вюрме. Самые древние радиоуглеродные датировки остатков этого животного — с р. Индигирки (СССР) около 38 тыс. и из окрестностей Глазго (Шотландия) 27,5 тыс. лет назад. По-видимому, волосатый носорог вымер немного раньше мамонта, поскольку его остатков нет на стоянках позднего мадлена.

Большерогий олень (Megaloceros giganteus Blum.) развился из формы с небольшими рогами (М. giganteus antecedens), приуроченной к лесным и отчасти степным биотопам, обитавшей в рисс-вюрме. Более поздние популяции (М, giganteus giganteus), судя по огромным рогам, исключавшим возможность существования в лесах (рис. 24), водились в условиях открытого ландшафта. В. И. Громова отмечает обилие этих популяций в эпохи межстадиальных потеплений вюрма и обращает внимание на сравнительно редкие находки костей большерогого оленя не только на мустьерских, но и на позднепалеолитических стоянках. Распределение подвидов этого животного во времени не ясно, поскольку мало точных датировок. На основании имеющихся разрозненных определений возраста можно предполагать, что во время последнего оледенения олени подвида giganteus обитали на равнинах Европы — на юге перигляциальной лесостепи и в перигляциальной степи вплоть до Большого Кавказа. Самые молодые находки остатков большерогого оленя на Среднеевропейской равнине и в Сконе (Южная Швеция) были отнесены к аллерёду. По-видимому, окончательное исчезновение этого животного произошло в позднем дриасе (11 — 10 тыс. лет назад).

Рис. 23. Волосатый носорог (рисунок Б. Куртена)

Рис. 24. Скелет большерогого оленя, найденного в межледниковом торфянике в Ирландии (реконструкция Древерманна)

Лось (Alces alces) встречался в рисс-вюрме (есть, например, в травертинах Тюрингии). Формы, близкие к современным, появляются в вюрме, когда эти обитатели открытых биотопов с широко раскинутыми рогами постепенно приспособились к жизни в лесах. Подобно современным, вюрмские лоси распространялись от приледниковой зоны до степей, но всюду в небольшом количестве. Данные по фауне пещер Добруджи показывают, что лоси обитали как во время теплых, так и холодных интервалов вюрма. Однако оптимальные условия для их распространения появились только во второй половине голоцена, когда наметилась тенденция к укрупнению размеров особей.

Рис. 25. Северный олень. Рисунок на стене пещеры Кесслерлох в Швейцарии (по Б. Куртену)

Рис. 26. Зубр, раненный копьями. Роспись охрой в пещере Нио во Франции (по Я. Корнуоллу)

Северный олень (Rangifer tarandus), в настоящее время населяющий тундру, лесотундру и тайгу, в I тысячелетии до н. э. заходил в более южные районы лесной зоны (до Оки). Во время климатического оптимума эмского никулинского межледниковья (рисс-вюрм), когда распространились широколиственные леса, эти животные, по-видимому, мигрировали из средней полосы Европы на север.

Северный олень в вюрмокое время был одним из самых распространенных животных Европы (рис. 25). Его остатки обнаружены на стоянках позднего мустье, ориньяка, солютре и особенно мадлена. Множество рогов найдено в позднеледниковых отложениях Средней и Восточной Европы вплоть до ее горного обрамления. Единичные местонахождения есть в Венгрии и даже на севере Испании и Италии.

Овцебык, или мускусный бык (Ovibos moschatus Zimm.), развился в позднем плейстоцене из близкого вида, приспособленного к более теплым климатическим условиям. В конце последнего оледенения он встречался в перигляциальной лесостепи и на севере перигяяциальной степи (Витебская и Воронежская области, Средний Урал). Причину вымирания этого вида во время деградации последнего оледенения нередко связывают с деятельностью позднепалеолитических охотников.

В Северной Америке, на севере Канадского Арктического архипелага и в Гренландии овцебык выжил в свободных от льда убежищах, обнаружив удивительную адаптацию к суровым приледниковым условиям. Например, в Северо-Восточной Гренландии, где сохранилась довольно крупная популяция овцебыков, вегетационный период длится менее двух месяцев. Скудный и редкий растительный покров тундры приурочен главным образом к узкой прибрежной полосе, окаймленной высокими горами.

Зубр (Bison priscus) в рисс-вюрме населял леса Средней Европы наряду с лосем, бобром, туром, древним слоном и носорогом Мерка. Во время оледенений вюрма он приспособился к безлесным биотопам и наряду с мамонтом, волосатым носорогом, северным оленем и овцебыком встречался на севере перигляциальной лесостепи. Возможно, в условиях лесного ландшафта и теплого климата формировались более мелкие особи зубров, а в условиях открытых перигляциальных местообитаний — более крупные. В позднем вюрме появляются очень крупные зубры, нашедшие отражение в произведениях позднепалеолитического искусства (рис. 26).

После деградации оледенения зубр мельчает, постепенно превращаясь в форму Bison bonasus, сохранившуюся до настоящего времени в заповедниках. Датский исследователь М. Дегербёль поставил под сомнение прямую унаследованность Bison bonasus от В. priscus и выдвинул предположение, что в позднем вюрме существовали два самостоятельных вида, из которых один исчез, а другой выжил.

Первобытный бык, или тур (Bos primigenius), так же, как и лось, встречался в рисс-вюрме и вюрме (в теплые и холодные интервалы). В голоцене он широко распространился с эпохи неолита (рис. 27).

До сих пор неясна картина вымирания дикой лошади (Equus caballus L.). Существовало множество морфологически различных популяций, которые отражали разнообразие природных условий. На протяжении плейстоцена происходило измельчание этих животных. Самые маленькие лошади встречались во второй половине вюрма в период развития культур позднего палеолита. Одновременно существовали крупные и мелкие формы. По мнению В. И. Громовой, первые были приурочены к лесным биотопам (в качестве пастбищ использовались сырые луга и болота), вторые — преимущественно к перигляциальным биотопам.

Лошадь была важным, если не самым основным, объектом промысла позднепалеолитических охотников (рис. 28). На стоянке Солютре в Центральной Франции обнаружен слой с остатками костей не менее 100 тыс. диких лошадей. Вероятно, в этой местности стада лошадей были загнаны к крутому обрыву, с которого животные падали и разбивались насмерть. Здесь же встречаются орудия ориньякской культуры позднего палеолита.

Под влиянием интенсивной охоты и сведения лесов ареал дикой лошади сильно сократился. В настоящее время только в Джунгарии сохранилась небольшая популяция лошади Пржевальского (Equus przewalskii), находящаяся на грани вымирания. Исторические документы свидетельствуют о существовании в средние века в Западной Европе дикой лошади — тарпана (Equus gmelini). В Польше ее встречали еще в XVIII в., а на Украине — в первой половине XIX в. До сих пор окончательно не установлено, был ли тарпан результатом естественного развития Equus caballus или просто результатом одичания группы домашних лошадей.

Осел (Asinus hydruntinus Reg.) появился только в позднем плейстоцене, начиная с рисс-вюрма. Остатки его часто находят на стоянках позднего палеолита на территории всей Средней Европы, в том числе и вместе с холодостойкой фауной. В неолите, а на востоке Европы даже в мезолите увеличивается число местонахождений остатков осла, который, по-видимому, был одним из первых домашних животных.

Рис. 27. Первобытные быки. Рисунок на стене грота де ла Мейри во Франции (по О. Абелю)

Рис. 28. Дикая лошадь. Рисунок на стене пещеры Ла-Пасиега в Испании (по Г. Обермайеру)

Рис. 29. Пещерный медведь (рисунок Б. Куртена)

Остатки пещерного медведя (Ursus spelaeus) очень часто встречаются в пещерах (рис. 29), однако преимущественно в виде отдельных костей. В 1979 г. польским спелеологам удалось обнаружить в одной из пещер Татрских гор прекрасно сохранившийся скелет этого животного, что позволит точно установить его размеры и вес. Пещерный медведь появился в Европе еще в миндельское время, пережил несколько оледенений и межледниковий и вымер в конце вюрма. Установлено, что одновременно существовал и бурый медведь (Ursus arctos), однако оба вида редко встречались вместе. Пещерный медведь отличался строением скелета и зубов; по всей вероятности, он в основном был фитофагом.

Предположение о ведущей роли первобытного человека в истреблении пещерного медведя окончательно не доказано, хотя остатки этого животного встречаются даже на мустьерских стоянках в горах Центральной Европы. Вымирание животного происходило постепенно, путем оттеснения небольших популяций в изолированные горные районы. Это ухудшало условия репродукции и приводило к уменьшению размеров особей. В конечном итоге пещерный медведь полностью исчез.

Польский ученый В. Ковальский обратил внимание на тот факт, что находки костей животного в пещерах можно объяснить лишь их лучшей сохранностью. В настоящее время сходная ситуация наблюдается в пещерах центральной части Татр, содержащих много костей бурого медведя, хотя эти животные устраивают свои берлоги не в пещерах, а под выкорчеванными деревьями. Однако вне пещер костные остатки плохо сохраняются вследствие резкого преобладания различных эрозионных процессов.

Из-за крайне неравномерного размещения пещер трудно представить, что какой-либо вид крупных млекопитающих был тесно с ними связан. В позднем палеолите заселение пещер человеком происходило весьма нерегулярно, за исключением, может быть, отдельных районов Франции и Испании, тем более в условиях высокогорий. Таким образом, конкурентная борьба с человеком за кров явно не могла быть причиной вымирания пещерного медведя. Скорее всего, здесь сыграло роль сокращение подходящих биотопов.

Пещерный лев (Felis leo spelaea), пещерная гиена (Crocuta crocuta spelaea) и саблезубый кот (Homothermm latidens), по-видимому, не были важными объектами промысла позднепалеолитических охотников (рис. 30). Все три вида вымерли в конце вюрма.

Рис. 30. Пещерный лев. Рисунок на стене пещеры Ле Комбарель во Франции (по Брёйлю)

Подводя итоги, надо отметить, что в Европе большое число видов крупных млекопитающих смогло пережить позднеплейстоценовые оледенения и сохранилось в составе современной фауны. К этой группе относятся лось, благородный олень, косуля, кабан, волк, бурый медведь и др. Зубр находился на грани истребления в историческое время и уцелел только в заповедниках, тогда как первобытный бык и лошадь полностью исчезли в естественном состоянии, но сохранились в составе поголовья домашнего скота.

Влияние изменений климата и структуры биотопов активно отразилось на вымирании большерогого оленя, пещерного медведя, пещерного льва и пещерной гиены. С теми же факторами иногда связывают гибель таких видов животных, как мамонт, волосатый носорог, хотя в данном случае невозможно исключить активное воздействие антропогенного фактора: эти крупные звери, несомненно, играли немалую роль в обеспечении ресурсами мяса возросшего позднепалеолитического населения Европы. Причиной гибели животных могло быть и отсутствие адаптации к глубокому снежному покрову, появившемуся в эпоху последнего оледенения. Однако установлено, что мамонт и волосатый носорог были широко распространены именно во время этого оледенения и вымерли лишь на последних стадиях его деградации. Следовательно, вряд ли можно говорить о повышенной снежности в то время.

Сложность решения проблемы усугубляется из-за недостаточной точности реконструкций природных обстановок прошлого. Как известно, оценки климата в основном сводятся к установлению средних показателей температур и осадков, тогда как на гибель животных могли повлиять в первую очередь сдвиги в экстремальных, а не средних показателях. Позднеплейстоценовое вымирание фауны производит особо сильное впечатление, поскольку речь идет о наиболее молодом этапе истории животного мира (о предыдущих этапах мы знаем гораздо меньше). Окончательному вымиранию должно было предшествовать прогрессировавшее уменьшение размеров особей и численности популяций. Для того чтобы проследить ход этого процесса, необходимо тщательно изучить костные остатки, определить их возраст.

Наконец, следует заметить, что анализ остатков животных из ныне известных стоянок не всегда полно отражает состав фауны в окружающих районах — помимо разной степени сохранности могли сказаться сезонность охотничьего промысла и специализация, характерная для первобытного населения данного района. Отдельные группы первобытных людей выбирали объектом своей охоты определенные виды животных: мамонтов, северных оленей, диких ослов, зубров. Эта специализация, достаточно ясно прослеживаемая и на многослойных стоянках, сильно влияет на интерпретацию современными исследователями картины развития животного мира.

Б. Куртен приводит интересные материалы по пещере Фогельхерд в Вюртемберге (ФРГ), где выявлена четкая последовательность культурных горизонтов палеолита. В раннем вюрме неандертальцы, представители мустьерской культуры, специализировались главным образом на добыче дикой лошади и в меньшей степени — мамонта. В конце среднего вюрма появился кроманьонский человек, носитель ориньякской культуры. Охота на лошадей тогда продолжалась, однако возросло значение мамонта и в меньшей степени — северного оленя. В позднем вюрме, с которым совпало развитие мадленской культуры, северный олень и дикая лошадь выдвинулись в промысле на первое место, а значение мамонта резко сократилось.

Эти весьма показательные данные вряд ли можно использовать для целей точной характеристики динамики животного мира в вюрме, поскольку трудно исключить фактор специализации местных охотников. Гораздо более надежные результаты дают привлечение массовых данных по группам стоянок и их сравнительная оценка. Кроме того, необходимо учитывать сведения о находках остатков животных, не связанных с культурными горизонтами. Только таким путем можно составить наиболее объективное представление о временной дифференциации териофаун.

Как известно, эволюция видов, их выживание и исчезновение определяются долговременными непрекращающимися изменениями в окружающей среде. За время существования жизни на Земле непрерывно происходила гибель организмов, которые не смогли приспособиться к изменившимся условиям. Перестройка природной среды в конце плейстоцена характеризовала один из этапов этой сложной истории развития и, вполне естественно, могла привести к вымиранию каких-то групп животных. Следует, однако, заметить, что благодаря высокой мобильности животные отличаются повышенной способностью к выживанию. Во всяком случае, именно таким путем можно объяснить отсутствие массового исчезновения родов животных в периоды деградации более древних плейстоценовых оледенений.

В конце последнего оледенения под влиянием ряда факторов естественного отбора многие животные оказались в стадии предельного равновесия со средой. Но тогда возросло значение кратковременных внезапных изменений, способных вызвать коренную перестройку цепи взаимосвязанных экосистем. Такие трансформации были внесены в связи с быстрым развитием охотничьих культур позднего палеолита, и совместное действие природных и антропогенных факторов оказало глубокое влияние на животный мир.

ПЕРВОБЫТНЫЕ КУЛЬТУРЫ И ИСТОРИЯ ЧЕТВЕРТИЧНОГО ПЕРИОДА

Одна из причин повышенного интереса к истории четвертичного периода заключается в том, что к этому периоду относятся многие находки остатков первобытного человека и предметов его материальной культуры. Установление возраста и корреляция этих находок сильно зависят от представлений о строении толщи четвертичных отложений и о динамике ледниковых процессов. В свою очередь

следы ископаемого человека и его культур помогают глубже понять геологическую историю четвертичного периода и выяснить важнейшие закономерности эволюции оледенения.

Биологические особенности развития человека в принципе подчинялись тем же закономерностям, что и для ряда других животных, но в отличие от последних человек выступал и как носитель культуры. Поэтому к истории человека в четвертичном периоде можно подходить с двух позиций: изучения его костных остатков и исследования орудий как свидетельств его культурного и социального уровня развития. Каменные орудия и другие предметы деятельности первобытного человека встречаются гораздо чаще, чем костные остатки. Соответственно археологи, изучающие орудия, оказывают существенную помощь палеоантропологам в выяснении эволюции древнего человека.

Рассмотрим последовательность первобытных культур на фоне событий истории четвертичного периода. Прежде чем перейти к этим вопросам, надо обратить внимание на соотношение социального и биологического факторов эволюции человека. С позиций современной эволюционной биологии и экологии в процессе развития не организм приспосабливается к внешней среде, а, напротив, экосистема приспосабливает к себе организм, а точнее, всю популяцию (или вид) и формирует его. При этом в экосистеме идет естественный отбор с исключением нетрансформировавшихся или неадекватно трансформировавшихся особей. Организм включается в сложные системы организации жизни и утрачивает свою самостоятельность, причем это еще в большей степени проявляется в таком процессе, как эволюция человека с присущей ему социальной формой движения материи.

В ходе социальной эволюции человеческий организм тоже утрачивает свою биологическую самостоятельность и включается в социальную форму движения материи. Сложившийся в процессе исторического развития общества особый тип биологической организации и жизнедеятельности людей закрепляется в их генетике. Иными словами, условия жизни общества ассимилируются организмом людей. Социальный фактор все более детерминирует свои связи с биологическим, последовательно ослабляя его значение. Здесь уместно привести меткое высказывание Н. П. Дубинина о том, что человек ставит «под свой контроль эволюцию всех форм жизни, включая и собственные биологические особенности»^[2].

Хотя социальное существование, бесспорно, определяет и биологическую природу человека, и его способ биологического существования, не приходится отрицать и активное воздействие окружающей среды на жизнь человека, особенно на ранних этапах его истории. Это влияние претерпевало немалые изменения в четвертичном периоде с его богатой и разнообразной гаммой природных событий. «Мы должны знать,— писал К. Маркс,— какова человеческая природа вообще и как она модифицируется в каждую исторически данную эпоху»^[3].

Неоднократные смены различных природных обстановок в четвертичном периоде, несомненно, оказывали влияние на формирование миграционных потоков, механизма адаптации и другие проявления жизнедеятельности первобытных людей. Чтобы проследить эти связи, надо наметить общие пути прогресса человечества и его культур, отличавшихся конкретными типами орудий. В истоках этого процесса лежит обработка природного камня, затем человек научился выплавлять наиболее мягкие металлы — медь и олово и изготовлять их сплав — бронзу. С открытием железа и применением железных орудий человек сделал огромный шаг на пути к современности. Вся история первобытного человечества с позиции прогресса орудий подразделяется на каменный, бронзовый и железный века.

Начало каменного века уходит в низы четвертичного периода (рис. 31), а его окончание на Ближнем Востоке совпадает с открытием металлов около IV тысячелетия до н. э. В Англии каменный век продолжался до II тысячелетия до н. э., а у туземцев Австралии сохранялся до недавних пор.

Рис. 31. Схема развития первобытных культур Старого Света (по К. Оукли)

1 — основные традиции изготовления орудий; 2 — культуры ручных рубил; 3 — культуры чопперов; 4 — культуры отщепов; 5 — культуры пластиновидных орудий

Культуры ранней стадии каменного века обычно называют палеолитическими, поздней стадии — неолитическими. Кроме того, выделяют еще переходную стадию между палеолитом и неолитом — мезолит. Каменные орудия палеолита изготовлялись путем отщепления или отслоения кремня или других силикатных пород. В неолите человек научился изготовлять каменные орудия путем стачивания камня вместо отбивки. Так как уже в позднем палеолите в Европе, Африке и Азии появились люди современного типа, мы не будем обсуждать проблемы развития культур мезолита и более молодых стадий, а ограничимся только культурами палеолита (рис. 32).

Самые древние из известных орудий — грубооббитые гальки базальта, кварца и кварцита — найдены в нижнечетвертичных отложениях Восточной Африки. Это массивные гальки, оббитые только с одной стороны (рис. 32, а), В вышележащих слоях обнаружены каменные орудия, оббитые в большей степени; их относят к ранней культуре ручных рубил, которая известна под названием аббевильской. Такие же орудия встречаются во многих районах Европы, но предполагают, что главный очаг их распространения был в Африке.

Рис. 32. Орудия палеолита

а — односторонне оббитая галька из нижнечетвертичных отложений ущелья Олдувей в Восточной Африке (по Коулу); б — аббевильские орудия из Англии (слева) и Марокко (справа) (по К. Оукли); в — ашельское ручное рубило из Восточной Англии (по Беркиту); г — клактонские орудия из Англии (по Брёйлю); д — соанские орудия из Северо-Западной Индии (по К. Оукли)

Аббевильские ручные рубила изготовлялись путем двусторонней оббивки (рис. 32, б). Камню придавалась нужная форма в результате нанесения ударов другим камнем, служившим отбойником. Назначение ручных рубил до конца не выяснено: по-видимому, это было охотничье и кухонное оружие, которым добивали затравленных зверей и расщепляли их кости. В связи с ухудшением климата и распространением на севере материкового оледенения, отвечавшего, вероятно, миндельскому альпийской схемы, носители аббевильской культуры ручных рубил вынуждены были покинуть Европу и концентрировались в Африке.

Следующая серия находок ручных рубил в Европе относится к миндель-рисскому межледниковые. Эти орудия имели меньшие размеры и более уплощенную, правильную геометрическую форму — заостренную или миндалевидную, с довольно ровными краями и мелкооббитой поверхностью (в противоположность неровным краям и крупнооббитым поверхностям рабочих частей аббевильских рубил). Ручные рубила, характерные для ашельской культуры (рис. 32, в), широко встречаются в отложениях рисс-вюрмского межледниковья на территории Западной Европы, Африки и Южной Азии. Сходство формы орудий, найденных в отдаленных друг от друга районах, довольно велико, несмотря на различия природных материалов.

Наряду с развитием культур ручных рубил — аббевильской и ашельской — складывалась другая культурная традиция, характеризовавшаяся изготовлением отщепов с применением техники скола. Кремень не оббивали, а откалывали от него тонкие пластины, поступавшие в дальнейшую обработку. Мелкими ударами пластинам придавали режущую форму, и они превращались в остроконечники, скребла, рубильца. Культуры отщепов преобладали в раннем палеолите в восточных районах Европы. На западе Европы, в частности в Южной Англии и Франции, они господствовали преимущественно во время оледенений, тогда как культуры ручных рубил распространялись там в межледниковья. Более ранняя стадия культур отщепов известна под названием клактон (рис. 32, г), а более поздняя — леваллуа. Тем не менее обнаружено много стоянок, на которых отщепы встречаются вместе с ручными рубилами.

Несколько отличная культура каменных орудий — соанская — преобладала в Восточной Азии. Здесь наиболее типичным орудием был чоппер, т. е. ударное орудие (рис. 32, 3), но часто использовались и отщепы. Чопперы известны по находкам в пещерах Чжоукоудянь под Пекином, где встречены остатки синантропа, а также в Индии, Бирме, на Яве. По всей вероятности, культура отщепов и чопперов преобладала в Юго-Восточной Азии в течение всего плейстоцена. Не исключено, что клактонская культура отщепов в Европе тоже произошла от соанских культур на каком-то раннем этапе их развития.

Совершенно иная техника обработки камня распространилась в Европе, Африке и Западной Азии в конце рисс-вюрмского межледниковья. Это культура мустье (рис. 33), сформировавшаяся на основе клактонской культуры отщепов, а в некоторых районах испытавшая влияние культур ручных рубил. Типичные орудия мустьерской культуры — набор скребков и ручных рубил различной формы, изготовленных путем двусторонней обработки камня. По форме мустьерские рубила напоминают ашельские, но отличаются большей миниатюрностью. Они применялись в качестве режущего и ударного инструмента. Обычно тонкие кремневые отщепы откалывались от дисковидного ядрища — нуклеуса. Мустьерские культурные традиции, относящиеся к среднему палеолиту, развивались в Европе до середины вюрмской эпохи.

Вторая половина вюрма и особенно период последнего материкового оледенения выделялись необычайно быстрым прогрессом культур позднего палеолита. В это время началось изготовление каменных орудий (рис. 34) с применением усовершенствованной техники скола: от правильных граненых призматических нуклеусов откалывались длинные тонкие пластины, подвергавшиеся вторичной обработке сколом и топкой ретушью. Каменные орудия приобрели высокий уровень специализации (скребки, резцы, орудия с затупленным краем, ножи и др.). Появились орудия из рогов и костей животных. Благодаря более совершенным орудиям возникли и более эффективные формы охоты, что улучшило рацион населения. Изменилась и социальная структура: на смену первобытному стаду пришла материнская родовая община.

Культуры позднего палеолита развивались не только в средней полосе Европы, но и в Юго-Западной Азии, включая Иранское нагорье. Предполагают, что именно Ближний и Средний Восток был родиной этих культур и оттуда они несколькими группами миграционными волнами распространились на восток до Китая и на запад к берегам Средиземного моря и Атлантического океана.

На начальном этапе позднего палеолита, 40 — 25 тыс. лет назад, в средней полосе Европы развивались специализированные охотничьи культуры: в основном ориньякская на западе и сунгирьская на востоке. Важнейшими объектами промысла были мамонт, волосатый носорог, северный олень, лошадь и другие крупные животные, входившие в состав верхнепалеолитического комплекса. В то время проявились склонности людей к искусству, о чем свидетельствуют настенные изображения животных и скульптуры людей и зверей.

Рис. 33. Мустьерские орудия из Франции (по К. Оукли)

Рис. 34. Позднепалеолитические орудия из Англии и Франции (по К. Оукли)

В 1923 г., изучая пещеру Монтеспан, известный французский спелеолог Н. Кастере нырнул в подземную реку и вынырнул в большом зале, на стенах которого сохранились изображения зубров, оленей и мамонтов. В центре зала стояла скульптура медведя, сделанная из необожженной глины. Рядом валялся медвежий череп, который некогда был надет на скульптуру. Можно предположить, что в статую метали копья, чтобы приворожить удачу на охоте. В некоторых пещерах ориньякские охотники с этой же целью рисовали колдунов.

Период наибольшего развития оледенения совпал с распространением солютрейской культуры на западе, авдеевской и елисеевичской — на востоке Европы. В эту суровую пору продолжалась облавная охота на крупных животных, включая прежде всего мамонта, что обеспечивало мясной пищей довольно значительную часть населения. Стоянки существовали в условиях перигляциальной лесостепи с локальными проявлениями многолетней мерзлоты.

Последняя стадия позднего палеолита — мадленская культура на западе Европы и синхронные ей культуры в восточных районах (костенковская, мезинская и др.). В то время значительно усовершенствовалась техника изготовления орудий и достигло небывалого расцвета искусство. В связи с изменениями окружающей среды (деградация покровного оледенения и многолетней мерзлоты, улучшение климата, распространение лесов) стала изменяться хозяйственная основа жизни первобытных людей. Расширялась специализация охотничьего промысла. Люди все чаще покидали пещеры и устраивали открытые стоянки. Началась миграция населения на освобождавшиеся от льда территории.

ЭВОЛЮЦИЯ ГОМИНИД

В предыдущем разделе мы познакомились с основными вехами в развитии первобытных культур на общем фоне истории плейстоцена с ее сменами оледенений и межледниковий. Теперь рассмотрим историю самого человека и его ближайших человекообразных предков. Все они с точки зрения зоологической систематики относятся к семейству гоминид — Hominidae, которое насчитывает несколько ископаемых видов и один вид современного человека Homo sapiens («человек разумный»).

Вплоть до позднего плейстоцена ископаемые гоминиды представлены немногочисленными находками. Самые важные из них были сделаны в Африке, Азии (на Яве, в Китае) и Европе. Сведения о гоминидах позднего плейстоцена более обширны. Попытаемся проследить важнейшие линии их эволюции в четвертичном периоде.

В 1925 г. южноафриканский ученый Р. Дарт обнаружил части черепа и челюстей, принадлежавших обезьяноподобному существу, в пещерных травертинах близ Таунгса (Ботсвана). Дарт полагал, что это особый вид — южная обезьяна, или австралопитек. Впоследствии в других пещерах Южной Африки, особенно в Трансваале (ЮАР), также были найдены похожие черепа и кости конечностей. Возраст вмещающих отложений вызывал немало споров, поскольку травертины не имели четких признаков напластования.

Вместе с остатками австралопитека встречались кости многих вымерших ныне видов животных, причем некоторые из них исчезли в Европе еще в плиоцене. Известно, однако, что многие группы таких животных нашли убежище в Африке и существовали там длительное время. Находки остатков лошади в составе рассматриваемой фауны дали основание относить вмещающие пещерные отложения к раннечетвертичным.

Внешне череп австралопитека сходен с черепом крупной обезьяны, однако емкость мозговой коробки составляла около 600 см³, что гораздо меньше, чем у современного человека. Эти существа по походке и осанке не очень сильно отличались от нынешних людей, много общего у них было и в строении конечностей и зубов.

Жили австралопитеки не в тропических лесах, а в более аридных условиях. Нет никаких фактов, показывающих, что они изготовляли орудия или умели пользоваться огнем, хотя на одной из стоянок вместе с черепами австралопитеков найдены черепа павианов, очевидно, убитых при помощи каких-то орудий. Отсюда и возникло предположение, что австралопитеки охотились на павианов.

На некоторых южноафриканских стоянках (Кромдрай, Сварткранс) обнаружены черепа обезьяноподобных людей с очень маленькими резцами и клыками и крупными молярами и премолярами, что, возможно, указывает на более вегетарианскую пищу. Череп более массивный и прочный, обычно с отчетливо выраженным сагиттальным гребнем; характерны совершенно плоское лицо и низкий лоб. В отличие от австралопитеков эти гоминиды получили название парантропов. Весьма условно их возраст был отнесен к началу среднего плейстоцена.

Важные находки остатков древнего человека были сделаны в районе ущелья Олдувей в Танзании. Там в крутой стенке уступа на протяжении 25 км обнажаются четвертичные отложения мощностью более 100 м, вмещающие несколько форм ископаемых гоминид, их орудия и стоянки. С помощью калий-аргонового метода возраст вулканических пород, залегающих в основании этой толщи, был определен примерно в 1,75 млн. лет.

Нижнюю часть толщи, вскрывающейся в ущелье Олдувей,— базальтовый слой I, наиболее богатый остатками гоминид,— относят к раннему плейстоцену. Вышележащий слой II среднеплейстоценового возраста образовался из материала, принесенного подземными потоками и из озерных осадков. В слое I найден почти полностью сохранившийся череп со всеми 16 верхними зубами. Он, в сущности, сходен с черепами южноафриканских парантропов. На четырех уровнях слоя I обнаружены остатки другой формы гоминид, получившей название Homo habilis, а также примитивные каменные орудия. Преобладает мнение, что здесь действительно найдены остатки древнейшего представителя рода Homo, к которому относятся и современные люди. Эта форма резко отличается от австралопитека прежде всего большей емкостью мозговой коробки (680 см³). Правда, отдельные исследователи придерживаются мнения, что рассматриваемая форма из слоя I — всего лишь чуть более развитый австралопитек.

Из слоя II извлечены остатки двух других гоминид. Один из них по всем признакам явный парантроп, и тем самым подтверждается существование данной формы в начале среднего плейстоцена. Другой первоначально был отнесен к Homo habilis, но затем сложилось представление, что это примитивный представитель вида Homo erectus («человек прямоходячий»), или питекантропа. Заметим, что в пещере Сварткранс (ЮАР) наряду с парантропом были обнаружены кости существа, названного телантропом. В настоящее время считают, что это тоже питекантроп.

Важное значение для изучения эволюции первобытного человека имеют открытия американских ученых Ф. Кларка Хауэлла и Б. Патерсона в районе озера Рудольф. На его северном побережье в Южной Эфиопии обнаружены 40 зубов и две нижние челюсти гоминид. Среди них встречаются формы с широкими зубами, типичные для парантропа, и формы с мелкими зубами, принадлежащие австралопитеку. Слои вулканического пепла из вмещающих отложений при помощи калий-аргонового метода датированы в 4 млн. лет назад.

В нижнеплейстоценовых отложениях на южном берегу озера Рудольф Патерсон нашел часть плечевой кости гоминида. Возраст кроющих лав, определенный также калий-аргоновым методом, 2,5 — 2,9 млн. лет. Детальный анализ костей привел к заключению, что они принадлежат австралопитеку. Открытия, сделанные в районе озера Рудольф, свидетельствуют о гораздо большей древности австралопитеков по сравнению с прежними представителями. По-видимому, оба вида — и австралопитеки и парантропы — вполне оформились еще в позднем плиоцене.

Из всех находок ископаемых гоминид лучше всего, наверное, изучен яванский питекантроп. Голландский анатом и врач Э. Дюбуа, увлеченный идеей поиска переходного звена между обезьяной и человеком, в 1891 г. обнаружил на Яве, в аллювиальных осадках на левом берегу р. Соло, черепную крышку, бедренную кость и несколько зубов. Находки были сделаны в разных местах: бедренная кость, например, в 12 м от черепной крышки.

Судя по строению черепа, питекантроп занимал промежуточное положение между антропоморфной обезьяной и человеком. Он выделялся крупными выступающими вперед надглазничными валиками и покатым лбом. Вероятно, это было весьма примитивное существо, довольно сходное с обезьяной. В то же время бедренная кость по размерам и строению мало отличалась от человеческой, ее обладатель явно отличался прямой походкой. Зубы были как у человека, но надо заметить, что у некоторых обезьян они обнаруживают сходство с человеческими зубами.

Дюбуа считал, что питекантроп и есть промежуточное звено между обезьяной и человеком. Дискуссия по этому поводу продолжалась длительное время. Новые аргументы удалось получить в 30-х годах нынешнего столетия, когда на Яве в 135 км от того места, где вел раскопки Дюбуа, были найдены еще один почти полный череп, фрагмент нижней челюсти с несколькими зубами, задняя часть черепа вместе с частью верхней челюсти и зубами и черепная крышка. На соседней стоянке был обнаружен череп ребенка.

Эти материалы позволили достаточно полно изучить строение черепа питекантропа. Он действительно был сильно уплощен вверху, отличался очень низким лбом, выступающими челюстями и надбровными дугами. Средняя емкость мозговой коробки составляла 860 см3, максимальная — не более 1000 см³.

Слои, вмещающие остатки питекантропа, относятся к среднему плейстоцену и отвечают эпохе миндельского оледенения. Находки 1930-х годов приурочены к двум горизонтам. Верхний из них соответствует тринильским отложениям и подстилающим черным глинам серии джетис. Фауна млекопитающих из этих глин имеет раннеплейстоценовый возраст. Под джетисским горизонтом вскрыты осадки, которые, судя по палеонтологическим данным, сформировались в самом начале четвертичного периода. Некоторые исследователи согласились с Дюбуа в том, что кости питекантропа были найдены в первичном залегании. Другие, однако, пришли к заключению, что кости были переотложены водными потоками, которые возникли в периоды бурных тропических ливней. Результаты палеоботанического изучения тринильского горизонта показали, что питекантроп жил в эпоху повышенного увлажнения, когда средняя годовая температура была примерно на 6° ниже современной.

В 1918 г. в каменоломне у дер. Чжоукоудянь под Пекином шведский ученый И. Андерсон нашел кости различных ископаемых животных. Через несколько лет там же были обнаружены зубы древнего человека, а во время раскопок 1927 г.— еще один коренной зуб, который, по мнению антрополога и анатома Д. Блейка, принадлежал к особому виду, названному синантропом.

В последующие годы в этом районе были найдены черепа и части лицевых скелетов по крайней мере 14 синантропов разного возраста. Если принимать во внимание также зубы и фрагменты челюстей, то общее число особей составит 44. Возраст вмещающих пещерных отложений был определен как среднеплейстоценовый, синхронный эпохе миндельского оледенения. Судя по фаунистическим данным, обитатели пещеры жили в условиях более влажного климата, чем современный.

К сожалению, все пекинские находки погибли во время второй мировой войны. Сохранились только слепки, рисунки и фотографии остатков синантропов.

По размерам и строению черепа синантроп обнаруживает большое сходство с яванским питекантропом. Правда, черепная крышка у него не столь уплощенная и лоб менее покатый, но сохраняются выступающие вперед надбровные дуги и челюсти. Наиболее существенный показатель — большая емкость мозговой коробки (от 850 до 1325 см³), в среднем на 100 см³ больше, чем у яванского питекантропа. У современного человека средняя емкость мозговой коробки 1350 см³. Строение зубов и челюстей отличается многими примитивными чертами, указывающими на сходство с обезьянами, однако по сравнению с современными обезьянами несомненна большая близость к человеку. Зубы у синантропа расположены по плавной кривой, как у австралопитека; у современных обезьян жевательные поверхности боковых зубов образуют два параллельных ряда, а впереди выступают острые клыки. Кости скелета пекинского и яванского человека почти такие же, как у современных людей, и свидетельствуют о прямой походке. Отличия синантропа от питекантропа не столь велики, чтобы выделять самостоятельные виды.

Пекинский человек изготовлял разнообразные орудия из местных пород: зеленого песчаника, кварца, вулканических пород, рогового камня, реже из кремня. Часто встречаются скреблообразные дисковидные орудия из отщепов, слегка ретушированные по краю изделия типа остроконечников и др. Судя по очагам, обнаруженным в Чжоукоудянской пещере, в ту пору уже применялся огонь. Важным занятием была охота, отличавшаяся довольно высокой специализацией. Среди остатков животных, обнаруженных в одном из слоев, 70% принадлежало оленю. Найдены также кости пещерного медведя, пещерной гиены, буйвола, слона, носорога Мерка и др.

В Европе обнаружено много каменных орудий, свидетельствующих о пребывании древних людей, но их костные остатки встречены всего в нескольких пунктах. Древнейшая находка — нижняя челюсть с зубами, поднятая в 1907 г. немецким археологом О. Шетензаком в песчаном карьере у дер. Мауэр под Гейдельбергом (ФРГ). Вмещающие аллювиальные осадки содержат также кости и зубы древнего слона, этрусского носорога, лошади древнего типа, близкой к лошади Стенопа, двух видов медведя (один из них напоминает плиоценового этрусского медведя), льва, дикого кота, бобра, кабана, бизона, благородного оленя, косули, лося. По составу фауны был сделан вывод о раннеплейстоценовом возрасте (возможно, даже начала миндель-рисского межледниковья), причем главным основанием для датировки послужило присутствие этрусского носорога (рис. 35).

Гейдельбергская челюсть благодаря очень крупным размерам и полному отсутствию наружного подбородочного выступа имеет сходство с челюстью антропоморфной обезьяны. Однако весь зубной ряд и каждый зуб в отдельности почти не отличаются от зубов современных людей.

Рис. 85. Этрусский носорог (рисунок Б. Куртена)

Яванского питекантропа, пекинского синантропа и гейдельбергского человека теперь причисляют к одному виду Homo erectus, который развивался 1 млн. — 500 тыс. лет назад. Помимо описанных классических находок, за последние десятилетия были сделаны новые открытия, свидетельствующие о широком распространении Homo erectus в Европе, Африке и Азии. Как отмечалось выше, к этому виду относят остатки человека из верхней части слоя II в Олдувее и телантропа из пещеры Сварткранс в Африке. Три челюсти и теменная кость, найденные в Тернифине (Алжир) в 1954 — 1955 гг., имеют сходство с синантропом и, следовательно, тоже принадлежат виду Homo erectus.

Человек современного типа Homo sapiens появился в среднем плейстоцене, судя по находке затылочной кости черепа в Вертешсёллёше (Венгрия) в отложениях середины или конца миндельского оледенения. Емкость мозговой коробки (около 1400 см³) близка к среднему показателю для современного человека и гораздо выше, чем у Homo erectus. По крайней мере, в течение некоторого периода Homo erectus и Homo sapiens были современниками, хотя, вероятно, и населяли разные территории.

По сравнению с другими немногочисленными остатками раннепалеолитических людей лучше всего определен возраст фрагментов черепной крышки, которая обнаружена на глубине 7,2 м от бровки 30-метровой террасы р. Темзы, сложенной слоистыми галечниками в районе Сванскомб (Англия). Вместе с остатками черепа залегают кости слона, носорога и оленя, а также кремневые орудия с характерными ручными рубилами, относимые к началу среднего ашеля. Геологические, археологические и палеонтологические данные указывают, что сванскомбский человек жил в эпоху миндельского оледенения. По своей анатомии он мало отличался от современного и имел емкость мозговой коробки 1300 см³.

Другой представитель ископаемых гоминид был обнаружен в районе Штайнхайма на р. Мурр, в 3 км к северу от г. Штутгарта (ФРГ). Здесь довольно хорошо сохранился весь череп, кроме нижней челюсти, погребенный в межледниковых галечниках миндель-рисского или рисс-вюрмского возраста. Для черепа характерны такие примитивные черты, как выступающие надбровные дуги и массивная верхняя челюсть. Емкость мозговой коробки составляла около 1100 см³. Сходна с современной и общая форма черепа.

Две нижние челюсти с несколькими зубами и поврежденная черепная крышка были найдены на стоянке Эрингсдорф близ г. Веймара (ГДР). Черепная крышка имеет сходство с черепом из Штайнхайма, но емкость мозговой коробки больше — около 1450 см³. Здесь же обнаружены кости древнего слона, носорога Мерка, лошади и остатки растений, указывающих на умеренный климат. Присутствуют также каменные орудия ранней стадии мустьерской культуры. Возраст всех этих находок отнесен ко второй половине рисс-вюрмского межледниковья.

Таковы вкратце основные сведения об остатках палеолитических людей типа Homo sapiens в Европе вплоть до начала вюрмской эпохи. Помимо того, костные остатки обнаружены близ Вероны и Рима в Италии, на стоянках Фонтешвад во Франции и Крапина в Югославии. Веронская находка датируется миндель-рйссом, а остальные рисс-вюрмом. Все они обнаруживают явное сходство с Homo sapiens. Этот вид, следовательно, был распространен в Европе и связан с ашельской культурой. Только череп из Штайнхайма имеет некоторые признаки близости к питекантропу.

В Восточной Африке накоплено много археологических данных, свидетельствующих о развитии ангельской культуры в раннем и среднем плейстоцене, но, к сожалению, там не найдено остатков гоминид этого возраста.

Одна из самых ранних (1856 г.) находок первобытных людей — черепная крышка и фрагменты костей конечностей из пещеры в районе Неандерталь, близ г. Дюссельдорф (ФРГ). Вмещающие отложения относятся к раннему вюрму (культура поздней стадии мустье). Многочисленные находки сходного типа были сделаны в Европе, Западной Азии и Северной Африке. Это свидетельства широкого распространения неандертальского человека (Homo neanderthalensis). Палеонтологический материал представлен многочисленными черепами и костями конечностей в противоположность редким домустьерским находкам. Вместе с остатками неандертальского человека часто встречаются позднемустьерские орудия и кости мамонта и волосатого носорога — типичных животных вюрмской эпохи.

Неандертальский человек по своей анатомии весьма отличался от Homo sapiens. У него был крупный череп с низким сводом, плотными швами, массивными надбровными дугами, весьма покатым лбом и уплощенной мозговой коробкой. Челюсти и зубы также крупнее, чем у современного человека, на нижней челюсти отсутствовал подбородочный выступ. В целом неандертальский человек по множеству признаков приближался к древнейшим гоминидам и тем самым к антропоморфным обезьянам. Емкость мозговой коробки (около 1450 см³) превышала среднее значение у современного человека.

Остальные части скелета неандертальца тоже весьма специфичны: бедренные, лучевые и локтевые кости сильно изогнуты и массивны, шейный отдел позвоночника очень короток, остистые отростки шейных позвонков направлены почти горизонтально, голова, вероятно, выдвинута вперед. Несмотря на довольно короткий рост (155 см), это человек отличался недюжинной физической силой.

Неандертальцы — единственные гоминиды, жившие в Европе, Северной Африке и Западной Азии в раннем вюрме, в эпоху развития поздней стадии мустьерской культуры. Это были искусные охотники. Применяя копья с кремневыми наконечниками, они успешно охотились на мамонта, волосатого носорога, оленя, зубра и др. Постоянным врагом человека был пещерный медведь.

Человеческая популяция в ту пору состояла в динамическом равновесии с популяциями диких животных. Естественное регулирование данного равновесия отвечало экологическому соотношению численности особей в системе «хищник — жертва». Однако имеется достаточно много фактов, указывающих, что неандертальские люди находились на довольно высокой ступени развития; они могли

изготовлять совершенные и разнообразные орудия, занимались коллективной охотой, устраивали сложно оборудованные жилища. Некоторые группы неандертальцев имели по две области обитания: летом они жили в лесостепи, а зимой — в пещерах, где обогревались жаром костров. Так как неандертальцы жили в эпоху холодного климата, можно предположить, что тогда использовалась теплая одежда — меха и шкуры убитых зверей.

У неандертальцев впервые возник обряд хоронить покойников. На одном из неандертальских поселений в пещере Шанидар в Иране недавно были выявлены признаки ритуального обряда. Судя по данным пыльцевого анализа, тело усопшего покрывали цветущими растениями, среди которых опознан ряд лекарственных. Возможно, целебные свойства трав были известны неандертальским лекарям.

Еще в 1908 г. у дер. Ля-Шапель-о-Сен во Франции был найден хорошо сохранившийся скелет взрослого неандертальца, который был похоронен в прямоугольной могиле, сверху прикрытой плитами известняка. Рядом с покойником лежал мустьерский остроконечник из яшмы, а также рога бизона и масса костей других животных. Вероятно, уже в то далекое время существовала идея о загробной жизни, в которой умершему воину и охотнику понадобится не только его оружие, но и талисман — рога убитого им зверя.

В пещере Монте-Чирчео в Италии обнаружили череп неандертальца внутри круга из аккуратно выложенных камней, а в Тунисе близ местечка Эль-Геттар под кучей камней, имевших шаровидную форму, погребено множество костей и зубов животных и около 2000 мустьерских орудий. В обоих случаях мы сталкиваемся с загадочными обрядами неандертальцев, исполнение которых, видимо, требовало немало коллективных усилий.

Всюду, где жили неандертальцы, углубления в стенах пещер заполнены многочисленными черепками и костями пещерных медведей. Вероятно, это были первобытные культовые помещения.

С окончанием эпохи мустьерской культуры неандертальцы вымерли, уступив место людям современного европейского типа, Однако прежде чем перейти к их характеристике, отметим еще две группы доисторических людей с неандерталоидными чертами. Одна из них обитала в Южной Африке на территории Зимбабве и ЮАР, другая — в Азии на о-ве Ява. Черепа этих людей отличались крупными размерами надбровных дуг, массивными челюстями. Емкость мозговой коробки не превышала 1300 см³. В целом по строению черепа установлено сходство с неандертальским человеком, а по строению костей конечностей — с Homo sapiens. Каменный инвентарь относится к мустьерскому типу леваллуа, но в составе ископаемой фауны присутствуют только современные виды, что указывает на молодой возраст.

В позднеплейстоценовых отложениях в районе Нгандонга на р. Соло на Яве были найдены 11 черепов и две большие берцовые кости. В строении черепов установлено много черт сходства с чертами неандертальцев, но берцовые кости больше похожи на кости современного человека. Емкость мозговой коробки 1150 — 1300 см³.

Истинные причины исчезновения неандертальцев в конце мустьерской эпохи нам неизвестны, хотя существует немало различных предположений, в том числе и прямо указывающих на роль колебаний климата и ледников. Новые обитатели Европы, связанные с культурами позднего палеолита, известны под названием «кроманьонцы» (от стоянки Кроманьон на юге Франции). Они существовали в холодную эпоху, когда быстро прогрессировали хозяйственная жизнь, техника изготовления орудий и общественное устройство, что было продиктовано необходимостью быстрой адаптации к изменениям окружающей среды. При этом они обнаруживали незаурядную волю, навыки, знания, духовную и физическую силу.

К этой эпохе относятся самые первые свидетельства отрицательного воздействия человека на среду. Например, при раскопках стоянки Амвросиевка, находящейся в степной зоне Украины, была обнаружена огромная масса костей зубров, что соответствовало 983 особям животных, тогда как на стоянке жило не более 100 человек. Значительная часть этой охотничьей добычи, вероятно, превышала потребности и оставалась неиспользованной. С развитием техники позднего палеолита влияние человека на окружающую среду постепенно расширялось.

Остатки людей позднего палеолита обнаружены во всех частях Старого Света за исключением Австралии и Антарктиды. Среди наиболее полных находок отметим скелет женщины из пещеры Певиленд в Великобритании, датированный 18 460 ± 340 лет назад. Эта самая древняя датировка остатков человека, полученная с помощью радиоуглеродного метода, относится к эпохе наибольшего

распространения последнего материкового оледенения и подтверждает факт приспособленности кроманьонцев к неблагоприятной приледниковой обстановке.

Возвращаясь к общей проблеме эволюции человека, можно сделать следующие заключения. Наиболее вероятными предками гоминид были рамапитеки и кениапитеки, жившие в позднем миоцене или раннем плиоцене.

Для кениапитека получена датировка 14,5 млн. лет. Древнейшая датировка австралопитека 5,5 млн. лет. Разрыв между ними в 9 млн. лет еще слабо изучен, и трудно объяснить, почему из многочисленных антропоидов, живших в неогене (всего не менее 20 родов и 30 видов), только один австралопитек положил начало роду Homo. Вероятная причина состояла в ограниченности эволюционных морфофизиологических изменений вида, в недостаточной степени развития биологических механизмов передачи информации, в слишком благоприятных либо, напротив, чрезмерно трудных условиях существования.

Древнейший вид рода Homo появился в самом начале четвертичного периода. Климатические изменения этого времени способствовали формированию сложных механизмов адаптации древнего человека. В первую очередь это касалось пищи. В интервалы большей аридности не хватало растительной пищи, и, чтобы выжить, пришлось перейти к добыче животных с помощью каменных орудий. Это определило дальнейшее развитие человека.

Австралопитеки использовали в качестве орудий природные материалы. Представители вида Homo habilis стали сами изготовлять орудия. Возможно, был период сосуществования этих гоминид, которые имели разный пищевой рацион. Важную роль в дальнейшем их развитии сыграло приобретение прямой походки, что определило развитие мозга и другие биологические особенности человека. Значение этого фактора было всесторонне охарактеризовано Ф. Энгельсом в его работе «Роль труда в процессе превращения обезьяны в человека»^[4].

Еще недавно неандертальцев считали прямыми предшественниками современных людей, однако положение изменилось в связи с находками более древних представителей вида Homo sapiens в Сванскомбе, Штайнхайме, Эрингсдорфе. Соответственно распространилось мнение, что неандерталец был боковой ветвью общей эволюции в Евразии и отделялся в пространстве от более южной и восточной популяций Homo sapiens. Физические особенности его находились в соответствии с природным окружением. Неандертальцы, жившие на Яве и в Южной Африке, находились в условиях изоляции. Вероятно, представители Homo sapiens переселились в Европу в середине вюрма с Ближнего Востока и вытеснили неандертальцев.

ПО СЛЕДАМ ПЕРВОБЫТНЫХ ОХОТНИКОВ

Перед кроманьонским человеком, заселившим в конце плейстоцена обширные пространства Старого Света, открывались новые колонизационные возможности в связи с необычными природными обстановками того времени. Здесь имеется в виду существование сухопутных мостов между материками в связи с понижением уровня Мирового океана в ледниковую эпоху. На этом фоне произошло переселение людей позднего палеолита из Азии в Америку.

Максимальная глубина Берингова пролива 33 м; с юга к нему примыкает Берингово море, отличающееся исключительно ровным рельефом дна и постепенным понижением поверхности материкового шельфа. Подводная платформа, погруженная не более чем на 140 м, тянется с севера на юг на 2100 км. В плейстоцене она не подвергалась поднятиям и неоднократно осушалась в связи с понижением уровня океана во время оледенений.

Во время последнего материкового оледенения из Азии на Аляску проникли антилопа-сайга и як — холодовыносливые животные, приспособленные к существованию в малоснежных ландшафтах. В то же время волосатый носорог не смог преодолеть этот барьер и сохранился только в Сибири, а многие американские млекопитающие: верблюд, мастодонт, черный медведь и др.— не проникали в Азию. Вероятные причины здесь следует искать в конкуренции со стороны местных животных, занимавших сходные экологические ниши.

Вместе с млекопитающими из Азии в Америку переселялись первобытные люди. Выяснению этого процесса долго препятствовала недостаточная археологическая изученность. Однако в последние годы в ряде пунктов Северо-Востока Азии были обнаружены стоянки позднего палеолита, свидетельствующие, что люди вышли к берегам Берингова моря в эпоху последнего материкового оледенения.

Рис. 36. Вымирание некоторых родов крупных млекопитающих в позднечетвертичное время в Северной Америке (по П. Мартину)

Верхняя шкала — возраст по ¹⁴С (в тыс. лет).

Травоядные: 1 — мастодонты; 2 — мамонты; 3 — лошади; 4 — тапиры; 5 — верблюды; 6 — ламы; 7 — мелкие наземные ленивцы (Nothrotherium); 8 — наземные ленивцы (Megalonyx); 9 — наземные ленивцы (Paramylodon); 10 — пеккари; 11 — лесные пеккари; 12 — вилорогие антилопы (Tetromeryx); 13 — вилорогие антилопы (Capromeryx); 14 — гигантские бобры. Хищные: 15 — еноты; 16 — ягуары; 17 — саблезубые кошки

Возникает вопрос, каким путем осуществлялась миграция первобытных людей на территории Северной Америки. Ведь известно, что в период последнего оледенения в горах и на равнинах там активизировались ледниковые процессы. Новейшие исследования с широким привлечением радиоуглеродных датировок показали, что на протяжении рассматриваемого периода между ледниками восточных подножий Кордильер и Лаврентийским ледниковым щитом существовал коридор, свободный от льда. Канадский археолог Б. Ривс установил, что этот коридор, простиравшийся на 2400 км от Северного Ледовитого океана до 49-й параллели, мог служить путем для миграции первобытного населения.

Значение рассматриваемого пути особенно возросло в конце последнего ледникового периода, 12 — 9 тыс. лет назад, когда происходило усиленное таяние льда. На это время приходилось несколько волн миграций первобытных охотничьих культур, памятники которых обнаружены во многих внеледниковых районах Нового Света. По данным П. Мартина, расселение позднепалеолитических людей из Канады до Мексиканского залива заняло всего 350 лет, а до Огненной Земли — примерно тысячу лет.

Вместе со скоплениями костей крупных стадных млекопитающих на американских стоянках позднего палеолита встречались многочисленные каменные и костяные наконечники копий. Наконечники насаживали на деревянное древко, и с этим примитивным оружием, первобытные охотники шли на промысел громадных зверей. Кроме того, на этих же стоянках были найдены кремневые ножи для изготовления наконечников, скребки для освежевания туш и обработки шкур.

Детальный анализ ископаемых костей в сочетании с их радиоуглеродным датированием (рис. 36) показал, что еще 10 тыс. лет назад в Северной Америке обитали мамонты, бизоны, верблюды и лошади, а через 2 тыс. лет эти животные исчезли, кроме одного вида бизона, которого застали европейские колонисты. Основной причиной гибели крупных стадных животных многие американские исследователи считают деятельность первобытного населения, применявшего эффективные методы загонной охоты. По ориентировочным подсчетам, за несколько тысячелетий было произведено и использовано до 14 млн. наконечников копий.

История массового вымирания крупных млекопитающих Америки не раскрыта до конца, поскольку слабо выяснена роль климатических изменений в этих процессах. Не исключено, что усиление аридности климата по окончании ледниковой эпохи тоже могло неблагоприятно повлиять на условия обитания этих зверей и тем самым усугубило резкое изменение состава животного мира Нового Света.

В истории раннего заселения Америки есть еще одна сложная проблема. Коренные обитатели этого материка — индейцы и эскимосы — принадлежат к различным этническим группам. Возможно, предки этих групп пришли через Берингов мост в Америку разными путями и в разное время. Предки индейцев, охотники на крупных млекопитающих, появились, вероятно, несколько раньше, чем предки эскимосов. Примерно 10 тыс. лет назад, в начале послеледникового времени, в результате повышения уровня Мирового океана Берингов мост был затоплен и, таким образом, прекратилось великое переселение первобытных людей из Азии в Америку.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Современные природные условия нашей планеты заметно выделяются на общем фоне ее геологической истории. В первую очередь необычайно увеличилась площадь материков и их средние высоты. Климат земного шара с его четко выраженными широтными поясами и резкими термическими контрастами существенно отличается от климатов геологического прошлого, когда преобладали относительно небольшие широтные различия.

Причины зональной дифференциации земного шара, вероятно, тесно сопряжены с позднекайнозойским этапом развития оледенений. Сходное по характеру воздействие оказывали и оледенения предыдущего этапа, приходившегося на рубеж каменноугольного и пермского периодов. Оценить степень этого воздействия довольно сложно, поскольку объем геологической информации и ее достоверность возрастают с приближением к современной эпохе. Именно поэтому влияние позднекайнозойских оледенений мы склонны всегда преувеличивать.

Стратиграфические, геоморфологические и биологические факты свидетельствуют о том, что ледниковые эпохи в истории Земли повторялись примерно через каждые 250 — 200 млн. лет, однако ни одна из этих эпох не сопровождалась полным оледенением земной поверхности. Ледниковые покровы преимущественно сосредоточивались в высоких широтах, и всегда оставались достаточно большие пространства, не занятые льдом, на которых продолжалось развитие жизни.

Ледниковые отложения в разрезах переслаиваются с неледниковыми, что свидетельствует о более или менее значительных перерывах в развитии оледенения. Более того, если подсчитать продолжительность интервалов геологического времени, с которыми связано формирование крупных ледниковых покровов в докембрии, силур — девоне, пермь — карбоне и позднем кайнозое, то в сумме эти ледниковые эпохи, очевидно, составят не более 3% от общей продолжительности истории Земли.

Хотя оледенения отличались небольшой продолжительностью, их последствия по своим масштабам были весьма значительны. Изучение древних оледенений Земли имеет важное научное значение не только в связи с анализом процессов формирования системы природных зон и ландшафтной структуры нашей планеты. Следует обратить внимание и на целый ряд практических задач, относящихся к анализу состава и строения ледниковых отложений, которые являются почвообразующими породами, служат фундаментами различных сооружений и основанием транспортных систем на обширных территориях. В качестве примера можно сослаться на комплексный анализ плейстоценовых осадков для оценки устойчивости фундаментов строящихся атомных электростанций.

Изучение древних оледенений обеспечивает конкретной фактической информацией прогностические исследования, направленные на выявление закономерностей колебаний климата, от которых во многом зависят актуальные проблемы человечества. Растущее воздействие людей на окружающую среду требует увеличения объема количественных данных о темпах природных процессов, включая и ледниковые. Повышение достоверности и надежности реконструкций этих процессов в прошлом позволяет более обоснованно оценивать изменения природы в будущем. Для этих целей необходимо учитывать большой набор факторов в их взаимодействий, установить их пространственную организованность и соподчиненность. В этих прогнозах ледники и климат занимают ведущие позиции.

ЛИТЕРАТУРА

Введение

Лукашев К. И., Кадацкий В. В. Развитие биосферы в голоцене. Минск; Наука и техника, 1978.

Маркин В. А. Когда цветут ледники.— Наука и жизнь, 1979, №2.

География Антарктиды / К. К. Марков, В. И. Бардин, В. Л. Лебедев, А. И. Орлов, И. А. Суетова. М.: Мысль, 1968.

Биосфера и ее прошлое

Беркнер Л., Маршалл Л. Кислород и эволюция.— Земля и Вселенная, 1966, № 4.

Вернадский В. И. Биосфера. М.: Наука, 1967 (Избранные соч., 5).

Вернадский В. И. Размышления натуралиста. М.: Наука, 1977. Кн. 2.

Камшилов М. М. Факторы эволюции биосферы Земли.— Вопр. философии, 1979, № 3.

Древние оледенения

Сидоренко А. В. Осадочная геология докембрия и ее значение для познания допалеозойской истории Земли.— Сов. геология, 1975, № 2.

Сидоренко А. В. Проблемы литологии докембрия и полезные ископаемые.— Вести. АН СССР, 1976, № 1.

Ушаков С. А., Ушакова Л. А. Реконструкция расположения и глобальная динамика покровных и горных оледенений в фанерозойской истории Земли.— В кн.: Материалы гляциологических исследований: Хроника. Обсуждения. М., 1977, вып. 29.

Ice ages: ancient and modern/ Ed. by A. E. Wright, F. Moseley. Liverpool: Seel House Press, 1975.

Kummel B. History of the Earth, San Francisco: Freeman, 1970.

Tarling D. H. The geological-geophysical framework of ice ages.— In: Climatic change / Ed. by J. Gribbin. Cambridge Univ. Press, 1978.

Позднекайнозойский этап оледенения Земли

Асеев А. А. Древние материковые оледенения Европы. М.: Наука, 1974.

Громов В. И. Палеонтологическое и археологическое обоснование стратиграфии континентальных отложений четвертичного периода на территории СССР. М.: Изд-во АН СССР, 1948.

Кропоткин П. А. Исследования о ледниковом периоде. СПб. 1876.

Марков К. К., Лазуков Г. И., Николаев В. А. Четвертичный период. М.: Изд-во МГУ, 1965. Т. 1.

Плейстоцен / К. К. Марков, А. А. Величко, Г. И. Лазуков, В. А. Николаев. М.: Изд-во МГУ. 1968.

Павлов А. П. Представления о времени в истории, археологии и геологии. Пг., 1920.

Серебрянный Л. Р. Динамика покровного оледенения и гляциоэвстазия в позднечетвертичное время. М.: Наука, 1978.

Троицкий С. Л. Современный антигляциализм. М.: Наука, 1975.

Spreitzer H. Eiszeitstudien in Russland.— Jahrb. geogr. Ges. Hannover fur 1934 — 1935.

Начало позднекайнозойского ледникового этапа

Бардин В. И. О проблеме оледенения Антарктиды.— В кн.: Антарктида. М.: Наука, 1978, вып. 17.

Лисицын А. П. Процессы океанской седиментации. М.: Наука, 1978.

Серебрянный Л. Р. Оледенение Антарктиды в свете палеогеографических данных.— В кн.: Антарктида. М.: Наука, 1980, вып. 19.

Stratigraphic micropaleontology of Atlantic basin and borderlands / Ed. by F. M. Swain. Amsterdam: Elsevier, 1977.

Методы изучения истории оледенений

Руководство к изучению новейших отложений / Под ред. П. А. Каплина. М.: Изд-во МГУ, 1976.

Рухин Л. Б. Основы литологии. Л.: Недра, 1969.

Серебрянный Л. Р. Применение радиоуглеродного метода в четвертичной геологии. М.: Наука, 1965.

Старик И. Е. Ядерная геохронология. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1961.

Сколько оледенений было в четвертичном периоде?

Величко А. А. Природный процесс в плейстоцене. М.: Наука, 1973,

Герасимов И. П., Марков К. К. Ледниковый период на территории СССР. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1939.

Гросвальд М. Г., Серебрянный Л. Р. География материкового оледенения севера Европы в верхнем плейстоцене.— В кн.: Материалы гляциологических исследований: Хроника. Обсуждения. М., 1970, вып. 17.

Нижний плейстоцен ледниковых районов Русской равнины. М.: Наука, 1967.

Тронов М. В. Факторы оледенения и развитие ледников. Томск: Изд-во Томск, ун-та, 1972.

Флинт Р. Ледники и палеогеография плейстоцена. М.: Изд-во иностр. лит., 1963.

Яковлев С. А. Основы геологии четвертичных отложений Русской равнины. Л.: Госгеолтехиздат, 1956.

Норре G. The Wurm ice sheets of Northern and Arctic Europe.— Acta geogr. lodz., 1970, N 24.

Penck A., Bruckner E. Die Alpen in Eiszeitalter. Leipzig, 1901— 1909, Bd. 1—3.

Shepps V. C. Pennsylvania and the Ice Age. Harrisburg (Perm.), 1962.

Woldstedt P. Das Eiszeitalter. Stuttgart, 1954, 1958, 1965, Bd. 1-3.

Оледенение горных стран

Миланкович М. Математическая климатология и астрономическая теория колебаний климата. М.; Л.: ОНТИ, 1939.

Fliri F. Beitrage zur Geschichte der alpinen Wurmvereisung: Forschungen am Banderton von Baumkirchen (Inntal, Nordtirol).— Z. Gletscherk. und Glazialgeol., 1972, Bd. 8, H. 1 — 2.

Geyh M. A. Zeitliche Abgrenzung mit ¹⁴C-Daten von Kalksinter und organischen Substanzen.— Beih, Geol, Jahrb., 1970, N 98.

Абсолютная хронологическая шкала плейстоцена

Геохронология четвертичного периода. М.: Наука, 1980.

Поведение ледников и колебания уровня океанов

Каплин П. А. Новейшая история побережий Мирового океана. М,: Изд-во МГУ, 1973.

Fairbrtdge R. W. Eustatic changes in sea level.— In: Physics and chemistry of the Earth. London, 1961, vol. 4.

Shepard F. P. Thirty five thousand years of sea level.— In: Essays in marine geology in honour of K. O. Emery. Los Angeles, 1963.

Ледниковые убежища и темпы расселения растений

Галушко А. И. Основные рефугиумы и реликты в высокогорной флоре западной части Центрального Кавказа.— В кн.: Растительный мир высокогорий и его освоение. Л.: Наука, 1974

Серебрянная Т. А. История растительности Среднерусской возвышенности в голоцене: Автореф. дис. ...канд. геогр. наук. М.: Изд-во МГУ, 1978.

Серебрянный Л. Р. Распространение древесных пород на северо-западе СССР в послеледниковое время.— В кн.: Палинология голоцена и маринопалинология. М.: Наука, 1973.

Серебрянный Л. Р. Миграция ели на востоке и севере Европы в поздне- и послеледниковое время.— Бюл. Комис. по изучению четвертичного периода, 1974, № 41.

Тумаджанов И. И. История лесов Северного Кавказа в голоцене.— В кн.: Вопросы голоцена. Вильнюс, 1961.

Dahl E. Biographical and geologic indications of unglaciated areas in Scandinavia during the glacial ages.— Bull. Geol. Soc. Amer., 1955, vol. 66, N 12, pt 1.

Hafsten U. Plantegeografi. Trondheim, 1972.

Love D. Dispersal and survival of plants.— In: North Atlantic biota and their history/Ed. by A. Love, D. Love. Oxford: Pergamon Press, 1963.

Nordhagen R. Skandinaviens fjell-flora og dens relasjoner til den siste istid.— In: Nordisk naturforskarsmotet. Helsingfors, 1936.

Развитие фауны млекопитающих в четвертичном периоде

Величко А. А. Геологический возраст верхнего палеолита центральных районов Русской равнины. М.: Изд-во АН СССР, 1961.

Городцов В. А. Старшее Каширское городище.— Изв. Гос. акад. истории материальной культуры, 1934, вып. 85.

Громов В. И. и др. Схема корреляции антропогеновых отложений Северной Евразии.— В кн.: Корреляция антропогеновых отложений Северной Евразии. М.: Наука, 1965.

Громова В. И. Краткий обзор четвертичных млекопитающих Европы. М.: Наука, 1965.

Цалкин В. И. Млекопитающие бассейна Оки и Верхней Волги в начале нашей эры.— Бюл. МОИП. Отд. биол., 1961, т. 66, вып. 1.

Hermann R. Uber Rhinoceros mercki Jag. im Diluvium West-preussens.— Z. Dtsch. geol. Ges., 1912, Bd. 63.

Kahlke H. D. Revision des Saugetierfaunen der klassischen deutschen Pleistozan-Fundstelen von Siissenborn, Mosbach und Taubach.— Geologie, 1961, Js. 10, N 4/5.

Kurten B. Pleistocene mammals of Europe. Chicago, 1968.

Kurten B. Daggdjurens tidsalder. Stockholm: Forum, 1971,

Nordmann A. Palaeontologie Suedrusslands. Helsingfors, 1858-1860. Pt 1 — 4.

Samson P., Radulescu C. Beitrage zur Kenntnis der Chronologie des jungeren Losses in der Dobrudscha (Rumanische Volksrepublik).— Eiszeitalter und Gegenwart, 1959, Bd. 10.

Slaughter В. Н. Animal ranges as a clue to late-Pleistocene extinction.— In: Pleistocene extinction. New Haven, 1967.

Sutcliffe A. J., Zenner F. E. Excavations in the Torbryan caves, Devonshire. I. Tornewton Cave.— Proc. Devon Archaeol. Explor. Soc., 1962, vol. 5.

Thenius E. Die Grosssaugetiere des Pleistozans von Mitteleuropa.—Z. Saugetierk., 1962, Bd. 27, H. 2.

West R. G. Pleistocene geology and biology. L.: Longmans, 1968.

Вымирание животных в позднем плейстоцене

Гейнц А. Е., Гарутт В. Е. Определение абсолютного возраста ископаемых остатков мамонта и шерстистого носорога из вечной мерзлоты Сибири при помощи радиоактивного углерода (¹⁴С).— Докл. АН СССР, 1964, т. 154, № 6.

Давиташвили Л. Ш. Причины вымирания организмов. М.: Наука, 1969.

Дарвин Ч. Путешествие натуралиста вокруг света на корабле «Бигль». М.: Географгиз, 1953.

Обермайер Г. Доисторический человек. СПб., 1913.

Пидопличко И. Г. О ледниковом периоде: История четвертичной фауны европейской части СССР. Киев: Изд-во АН УССР, 1954.

Толмачев А. И. Основы учения об ареалах. Л.: Изд-во ЛГУ, 1962.

Фарб П. Популярная экология. М.: Мир. 1971.

Abel О. Lebensbilder aus der Tierwelt der Vorzeit. Jena, 1927.

Cornwall I. Bones for the archaeologist. London, 1956.

Degerbel M., Iversen J. The bison in Denmark. Copenhagen, 1945.

Kahlke H. D. Die jungpleistozanen Saugetierfaunen aus dem Travertingebiet von Taubach, Weimar, Eringsdorf.- Alt-Thuringen, 1958, Bd. 3.

Kowalski K. The Pleistocene extinction of animals in Europe.— In: Pleistocene extinctions. New Haven; London, 1967.

Martin P. S. Prehistoric overkill.— In: Pleistocene extinctions. New Haven; London, 1967.

Pfizenmayer F. W. Mammutfunde in Sibirien.— Natur und Volk, 1937, Bd. 67.

Sauer C. O. A geographic sketch of early man in America.— Geogr. Rev., 1944, vol. 34, N 4.

Soergel W. Die Massenvorkommen des Hohlenbaren. Jena, 1940.

Wallace A. R. My life, a record of events and opinions. London, 1905.

Первобытные культуры и история четвертичного периода

Герасимов М. М. Люди каменного века. М.: Наука, 1964.

Дубинин Н. П. Социальное и биологическое в современной проблеме человека.— Вопросы философии, 1972, № 10.

Ефименко П. П. Первобытное общество. Киев: Изд-во АН УССР 1953

Кларк Д. Г. Д. Доисторическая Европа. М.: Изд-во иностр. лит., 1953.

Рогинский Я. Я., Левин М. Г. Антропология. М.: Изд-во АН СССР, 1963.

Формозов А. А. Памятники первобытного искусства. М.: Наука, 1966.

Чайлд Г. Прогресс и археология. М.: Изд-во иностр. лит., 1949.

Oakley К. Р. Man the toolmaker. London, 1952.

Oakley K. Man frameworks for dating fossil man. L.: Weiden-feld and Nicolson, 1964.

Эволюция гоминид

Рогинский Я. Я. Проблемы антропогенеза. М.: Высшая школа, 1977.

Семенов Ю. И. Как возникло человечество. М.: Изд-во АН СССР, 1964.

Симпсон Д. Г. Темпы и формы эволюции. М.: Изд-во иностр. лит., 1948.

Breail H., Lantier R. Les hommes de la pierre ancienne. Paris, 1951.

Clark G. World prehistory: A new outline. Cambridge, 1969. Koenigswald G. H, R. Die Geschichte des Menschen. 2 Aufl. Berlin, 1968.

Le Gros Clark W. The fossil evidence for human evolution. Chicago Univ. Press, 1964.

Weidenreich F. Apes, giants and man. Chicago, 1946.

По следам первобытных охотников

Martin P. S. The discovery of America.— Science, 1973, vol. 179.

Prehistoric man in the New World / Ed. by J. D. Jennings, E. Norbeck. Chicago Univ. Press, 1964.

Reeves В. О. К. The nature and age of the contact between the Laurentide and Cordilleran ice sheets in the western interior of North America,— Arct. and Alp. Res., 1973, vol. 5, N 1.

Примечания

1

В оригинальном издании цифры в таблице расположены на границе между данной и выше расположенной стадиями - В. П.

(обратно)

2

Дубинин Н. П. Социальное и биологическое в современной проблеме человека.— Вопр. философии, 1972, № 10, с, 53,

(обратно)

3

Маркс К., Энгельс Ф. Соч. 2-е изд., т. 23, с. 623.

(обратно)

4

См.: Маркс К., Энгельс Ф. Соч, 2-е изд., т. 20, с, 486-499.

(обратно)

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ

БИОСФЕРА И ЕЕ ПРОШЛОЕ ДРЕВНИЕ ОЛЕДЕНЕНИЯ ПОЗДНЕКАЙНОЗОЙСКИЙ ЭТАП ОЛЕДЕНЕНИЯ ЗЕМЛИ НАЧАЛО ПОЗДНЕКАЙНОЗОЙСКОГО ЛЕДНИКОВОГО ЭТАПА

МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ИСТОРИИ ОЛЕДЕНЕНИЙ СКОЛЬКО ОЛЕДЕНЕНИЙ БЫЛО В ЧЕТВЕРТИЧНОМ ПЕРИОДЕ? ОЛЕДЕНЕНИЕ ГОРНЫХ СТРАН

АБСОЛЮТНАЯ ХРОНОЛОГИЧЕСКАЯ ШКАЛА ПЛЕЙСТОЦЕНА ПОВЕДЕНИЕ ЛЕДНИКОВ И КОЛЕБАНИЯ УРОВНЯ ОКЕАНОВ ЛЕДНИКОВЫЕ УБЕЖИЩА И ТЕМПЫ РАССЕЛЕНИЯ РАСТЕНИЙ

РАЗВИТИЕ ФАУНЫ МЛЕКОПИТАЮЩИХ В ЧЕТВЕРТИЧНОМ ПЕРИОДЕ ВЫМИРАНИЕ ЖИВОТНЫХ В ПОЗДНЕМ ПЛЕЙСТОЦЕНЕ

ПЕРВОБЫТНЫЕ КУЛЬТУРЫ И ИСТОРИЯ ЧЕТВЕРТИЧНОГО ПЕРИОДА ЭВОЛЮЦИЯ ГОМИНИД ПО СЛЕДАМ ПЕРВОБЫТНЫХ ОХОТНИКОВ ЗАКЛЮЧЕНИЕ ЛИТЕРАТУРА