О чем может рассказать 8000-летняя пыльца?
Палинологический анализ, изучение пыльцы растений, — один из методов, помогающих реконструировать далекое прошлое нашей планеты.
Кем были древние сибиряки — охотниками или скотоводами?
В мае 2017 года в журнале Quaternary Science Reviews была опубликована статья, которая указывала на параллели между древним климатом в Барабинской лесостепи и экономической жизнью ее обитателей. Авторы статьи анализировали период с 6 по 3 тысячелетие до н.э. (именно таков возраст образцов, поднятых со дна сибирского озера Большие Тороки).
Ученые установили: 7−8 тысяч лет назад древние сибиряки, жившие между руслами Оби и Иртыша, занимались в основном охотой и рыболовством, так как климат был относительно влажный и нежаркий, и леса на описываемой территории было больше.
Затем — в период с 7 до 5 тысяч лет назад — тайга отступила на север, стало теплее и суше, и барабинцы переквалифицировались в скотоводов.
Вот, казалось бы, и все — однако чтобы получить эти выводы, ученым пришлось проделать немалую работу, буквально по крупинкам (а точнее, пыльце растений) собирая необходимые данные.
Что это вообще за времена такие?
Это голоцен. Эпоха четвертичного периода, начавшаяся около 12 тысяч лет назад и продолжающаяся по сей день. По сравнению с «ледниковым периодом», достаточно мягкая с точки зрения климата. Впрочем, если говорить о том самом времени, когда жители барабинской лесостепи стали массово заниматься скотоводством, то оно называется голоценовым оптимумом.
«Это достаточно дискуссионный термин, — отмечает одна из соавторов статьи, кандидат биологических наук Наталия Алексеевна Рудая. — Он обозначает период, когда климатические условия были особенно хорошими, оптимальными. В данном случае, если говорить о Барабе, это с 7 до 5 тысяч лет назад. Затем снова стало более влажно и прохладно».
Как ученые это узнали?
На помощь исследователям приходит палинология. Вы никогда не задумывались, куда девается пыльца растений (за вычетом той, что собрали пчелы)? Она оседает на землю, перекрывается отложениями или же скапливается в ближайшем водоеме (например, озере), где оседает на дно и ждет своего часа, а спустя несколько тысяч лет попадает в руки ученых.
И как они ее добывают?
Весьма непросто. Если бы пыльца лежала на дне, аккуратно расфасованная в пакетики или хотя бы однородными кучками, работы у ученых порядком поубавилось. Однако все гораздо сложнее.
Представим себе озеро возрастом около 8 тысяч лет (именно столько было тому, на котором работали ученые). Повидало оно немало, и на протяжении всего этого времени на его дне скапливался осадок, куда попадали органические частицы — в том числе и нужная исследователям пыльца.
Условия, как говорит Наталия Рудая, практически идеальные. Водоем сберегает все, что в него попало, как архив. Доступа воздуха туда нет, следовательно, необходимая органика сохраняется достаточно хорошо.
Фото: «Наука в Сибири»
Чтобы добыть образцы, специалисты бурят дно озера и поднимают пробы на поверхность. Плодом усилий становится колонка керна — достаточно длинный (он может достигать нескольких метров) цилиндрический кусочек подводного грунта.
А дальше?
А дальше керны переезжают в лабораторию. Сначала их подсушивают, а затем — чистят. «Идет постепенная очистка образца, — рассказывает Наталия Рудая. — Например, соляной кислотой убираются все карбонаты, плавиковой — силикаты. В итоге получается небольшое количество органики: в основном, пыльца растений, микроскопические останки животных и так далее. Потом все это заливается глицерином и идет на микроскоп».
Фото: «Наука в Сибири»
Палинологов, конечно, интересует только пыльца. По внешнему виду зерен ученые могут определить, к каким растениям эти зерна относятся. Чтобы результат был статистически достоверен, нужно насчитать примерно 300 единиц каждого вида (причем, счет идет вручную).
«Затем делаются электронные таблицы, у нас для этого есть специальное программное обеспечение, — объясняет Наталия Рудая. — В базу данных вносятся все образцы, дальше программа делает статистику. После этого можно строить спорово-пыльцевые диаграммы: как соотносятся глубина залегания, возраст керна и концентрация каждого таксона растений. Дальше начинается интеллектуальная обработка и интерпретация».
И что можно узнать?
Например, можно реконструировать древнюю растительность или климат: было ли холодно, тепло, сухо; сколько продолжался климатический период, прежде чем его сменял другой, и так далее.
Фото: «Наука в Сибири»
«Для этого применяется достаточно сложный статистический аппарат, комплекс статистик, построение математических функций, — говорит Наталия Рудая. — При наличии большой базы данных по современным пробам мы можем сравнить полученную нами информацию и, используя математические методы, получить количественную реконструкцию климата — допустим, изменения среднеиюльских температур за последние десять тысяч лет».
Что с графиками делают потом?
Их увязывают с археологическими данными. Имея на руках информацию о находках на этой территории (останки животных, птиц и рыб, артефакты и так далее), можно сделать выводы о соотношении климата и образа жизни людей, живших в тех или иных условиях.
Оптимум голоцена, о котором шла речь выше, был более сухой и теплый — об этом говорят данные, полученные сотрудницей ИАЭТ СО РАН и аспиранткой Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН Снежаной Викторовной Жилич.
Именно в это время барабинцы усилили свою скотоводческую деятельность (понятно, что как таковое скотоводство появилось гораздо раньше), хотя в прежние времена, пока было прохладно и влажно, занимались охотой на водоплавающих птиц, зверей и рыболовством (что соответствует археологическим данным). «Бараба была лесной и водной территорией», — отмечает Наталия Рудая.
Впрочем, голоценовый оптимум закончился — и снова увеличилась таежная компонента, среднеиюльская температура понизилась на один градус (в стабильных условиях это достаточно много). Жители Барабы изменили уклад, связанный с выпасом животных, и снова обратились к исконным занятиям — ловле рыбы и лесной охоте. Произошло это примерно 2 тысячи лет назад. «Еще ближе к нам появилось земледелие, и здесь уже сложно делать реконструкции, так как человек начинает сильно менять ландшафт», — говорит Наталия Рудая.
А остальные озера?
По словам исследовательницы, в работе у ученых еще несколько озер (и уже вышла статья с количественной реконструкцией по Телецкому и Хотон-Нур в Монголии) — в Алтайском крае, республике Алтай и прилегающих частях Монголии. «Получается такая сеть, — комментирует Наталия Рудая, — которая потом даст реконструкции более широкого, регионального уровня. Затем они соберутся в схему и позволят сформировать общую картину».