С древнейших времён человечество сохранило память о глобальных изменениях природной среды. Легенды, хроники и устные предания донесли до нас описания масштабных событий прошлого — солнечных затмений, катастрофических наводнений, длительных засух и извержений вулканов, которые отражают реальные исторические процессы. Как справедливо отмечал Карл Маркс, история существует в двух взаимосвязанных формах: история природы и история человечества. Эти две стороны неразделимы, поскольку с момента появления людей они постоянно влияют и определяют друг друга.
Наука о древней географии
Сегодня изучением истории природной среды занимаются палеогеографы — учёные, которые в сотрудничестве с геологами и другими специалистами ищут и анализируют следы былых изменений ландшафтов, климата и экосистем. Ирландский профессор Г.Ф. Митчелл образно сравнил палеогеографа с двуликим Янусом: один его взгляд обращён в глубины прошлого, другой — в будущее. Именно эта двойственная направленность определяет главную цель дисциплины — создание «ретроспективно-прогнозных» моделей. Только понимая древние физико-географические процессы в их хронологической последовательности, можно осмыслить механизмы современных природных явлений и дать научно обоснованный прогноз их дальнейшего развития. Таким образом, палеогеография, подобно историческим наукам, обеспечивает «связь времён», не позволяя потерять ни одно звено в этой непрерывной цепи.
Что исследует палеогеография?
Палеогеография, или древняя география, — это динамично развивающаяся область знания, которая изучает историю растительности, климата, почв и других компонентов природной среды в их сложном взаимодействии и изменении во времени и пространстве. Такой «взгляд в прошлое» позволяет глубже понять суть современных природных процессов и даже предсказать их эволюцию в будущем.
Например, реконструкция истории лесов даёт учёным возможность, следуя принципу «от прошлого — к настоящему — в будущее», выявлять текущие и перспективные тенденции развития лесных экосистем. Конечно, можно возразить, что хозяйственная деятельность человека во многих регионах уже давно нарушила естественную динамику растительности, изменив её первоначальный облик. Это действительно так, но именно палеогеография способна восстановить картину нетронутых лесов прошлого и указать лесоводам наиболее эффективные пути восстановления ландшафтов с учётом общей логики развития природы.
Пыльцевая летопись Земли
Прочесть страницы древней истории растительности помогает палеоботаника. В геологических отложениях сохранились разнообразные следы прошлого: остатки древесины, семена, плоды, отпечатки листьев, древние почвы. Однако наиболее полная и непрерывная хроника лесов запечатлена в «пыльцевой летописи», где «буквами» выступают микроскопические пыльцевые зёрна. Цветущие деревья ежегодно производят мириады этих частиц — достаточно сказать, что одно лишь соцветие сосны за лето выбрасывает миллионы пыльцевых зёрен.
Пыльца разных растений подхватывается воздушными потоками, смешивается и осаждается на поверхность. В результате формируются пыльцевые спектры, которые отражают состав растительности обширных территорий. Это удивительное свойство академик В.Н. Сукачёв, основоположник пыльцевого анализа в СССР, назвал «великим даром природы». Оно позволяет исследователю, не покидая лаборатории, определять характер растительного покрова той местности, откуда был взят образец грунта.
Стоит отметить, что метод пыльцевого анализа не сразу получил всеобщее признание. Некоторые учёные сомневались в возможности достоверной идентификации растений по пыльце и спорам. Казалось маловероятным, что количественные соотношения ископаемой пыльцы ели, берёзы, сосны и других деревьев в почвенных пробах могут точно соответствовать реальному участию этих пород в лесах прошлых эпох. Однако это соответствие было многократно доказано путём сравнения современных пыльцевых спектров с фактическим составом растительности в различных регионах.
Кроме того, пыльцевые диаграммы одновозрастных отложений, показывающие изменение спектров во времени, демонстрируют поразительное сходство. Это можно объяснить только тем, что изменения в составе пыльцы в разных геологических слоях отражают реальный процесс однотипного развития растительного покрова определённого региона в прошлом. Подобная закономерность была, в частности, подтверждена десятками пыльцевых диаграмм торфяных отложений в центральных районах Русской равнины.
Изучая пыльцу, которая прекрасно сохраняется в геологических слоях разного возраста, исследователи могут не только читать летопись древней растительности, но и реконструировать климатические, почвенные, гидрологические и иные условия прошлого, поскольку растения всегда чутко реагируют на любые изменения природной среды.
Главные задачи и значение палеогеографии
Можно выделить две ключевые проблемы, которые фокусируют всё разнообразие палеогеографических исследований: взаимодействие человечества и природной среды в прошлом и прогнозирование дальнейшего развития природы — от регионального уровня до масштабов всей биосферы. Очевидно, что обе эти проблемы имеют жизненно важное значение для нынешнего и будущих поколений. Палеогеография способна внести весомый вклад в их решение, поскольку к настоящему времени она накопила огромный массив эмпирических данных. Их анализ и обобщение позволяют на основе ретроспективно-прогнозных моделей приступить к реализации крупных проектов по преобразованию среды в нужном для человечества направлении.
Особый интерес в этом контексте представляет четвертичный, или антропогенный, период, охватывающий, по современным данным, последние примерно 3,5 миллиона лет. Этот период отмечен глобальными катаклизмами, связанными с многократным наступлением и отступлением обширных материковых оледенений. На фоне этих ритмических и направленных изменений голоцен — современный этап истории Земли — предстаёт как тёплая межледниковая эпоха, во многом схожая с предыдущими, хотя растущее влияние антропогенного фактора придаёт этому времени особую специфику. Изучение голоцена под таким углом позволяет ответить на важнейшие вопросы о современных и будущих взаимосвязях между природой и человеком.
Актуальность этой проблемы усиливается тем, что, по всей вероятности, наше время относится к завершающей фазе межледниковья, которое, судя по прошлому опыту, должно смениться новой ледниковой эпохой. Палеогеографические данные о возможности нового глобального похолодания и оледенения заслуживают самого пристального внимания и изучения. Учёным предстоит уточнить время наступления следующего природно-климатического цикла и оценить его потенциальные последствия.
Несмотря на относительно короткую продолжительность голоцена, начавшегося 10–12 тысяч лет назад, этот период отмечен значительными изменениями природной среды и невероятно быстрым, постоянно ускоряющимся развитием человеческой цивилизации. Именно в голоцене, который составляет менее одной сотой части четвертичного периода, человечество прошло уникальный по интенсивности путь — от конца палеолита через мезолит, неолит и другие эпохи до современности. Поэтому в научных работах значительное внимание уделяется экологическим аспектам развития человека в прошлом и прослеживается нарастание роли его деятельности в преобразовании естественных ландшафтов на протяжении голоцена.
Первые шесть глав данной книги посвящены описанию конкретных экспедиций в разные регионы нашей страны. В каждой из них рассматривается та или иная крупная палеогеографическая проблема и перспективы её решения. В двух заключительных главах на примере динамики природных условий Северной Евразии в голоцене обсуждаются некоторые теоретические вопросы палеогеографии этого времени и более древних этапов четвертичного периода.
Автор выражает надежду, что изложенные проблемы палеогеографии голоцена, известные, как правило, лишь узкому кругу специалистов, привлекут внимание всех, кто интересуется древней историей природы и общества нашей страны.
Изучение истории лесов, например, дает возможность ученым, используя принцип «от прошлого - к настоящему - в будущее», выявлять современные и перспективные тенденции их развития. Нам могут возразить: о каком лесоводческом прогнозировании может идти речь, когда деятельность человека во многих районах давно нарушила естественный ход развития лесной растительности, изменив их первоначальный облик? Все это так, но именно палеогеография способна восстановить картину былых, не тронутых рукой человека лесов и указать лесоводам наиболее перспективный путь восстановления ландшафтов с учетом общего характера развития природы.
Прочесть страницы древней истории растительности помогает палеоботаника. Во многих геологических отложениях до наших дней сохранились следы - остатки древесины, семена, плоды, отпечатки листьев, погребенные лесные почвы. Но наиболее полная картина истории лесов запечатлена в «пыльцевой летописи», где «буквами» является микроскопическая пыльца. Мириады мельчайшей пыльцы распыляют цветущие деревья. Достаточно сказать, что лишь одно соцветие сосны дает за лето миллионы пыльцевых зерен.
Пыльца различных растений подхватывается воздушными потоками, перемешивается и оседает на землю. При этом образуются сочетания, или спектры, пыльцы, соответствующие характеру лесной растительности больших территорий. Это удивительное свойство пыльцевых спектров академик В. Н. Сукачев, основоположник пыльцевого метода в СССР, назвал «великим даром природы». Оно позволяет ученому, не выходя из лаборатории, устанавливать характер растительного покрова того района, откуда был получен образец почвы.
Надо сказать, что метод пыльцевого анализа не сразу получил всеобщее признание. Некоторые ученые сомневались в возможности и надежности определения различных растений по пыльце и спорам. Казалось также невероятным, что количественные соотношения, например, ископаемой пыльцы ели, березы, сосны и других деревьев в почвенных пробах могут довольно точно соответствовать степени участия этих пород в лесах прошлых эпох. Однако такое соответствие было многократно доказано при сравнении современных пыльцевых спектров с составом современной растительности самых различных территорий.
Кроме того, пыльцевые диаграммы одновозрастных отложений, характеризующие изменение спектров во времени, оказались очень сходными. Это можно объяснить лишь тем, что изменение состава пыльцевых спектров в различных геологических слоях отражает реальный процесс однотипного развития растительного покрова какого-либо района в прошлом. Подобная закономерность была, в частности, подтверждена многими десятками пыльцевых диаграмм торфяных отложений в центральных районах Русской равнины.
Изучая пыльцу, прекрасно сохраняющуюся в геологических слоях различного возраста, исследователи могут не только читать летопись древней растительности, но и восстанавливать климатические, почвенные, гидрологические и другие условия прошлого, поскольку растения всегда чутко реагируют на изменения природной среды.
Можно выделить две основные проблемы, способные сфокусировать все разнообразие палеогеографических исследований: взаимодействие между человечеством и природной средой в прошлом и прогнозирование дальнейшего развития природы от регионального уровня до биосферного. Ясно, что обе они имеют жизненно важное значение для всех нас и будущих поколений. Палеогеография способна внести весомый вклад и рил работку указанных проблем, так как к настоящему времени она накопила огромный эмпирический материал, анализ и обобщение которого позволяют на основе ретроспективно-прогнозных построений приступить к осуществлению крупных проектов преобразования среды в нужном для человечества направлении.
Особенно интересен в этом отношении четвертичный, или антропогенный, период, охватывающий, по современным данным, примерно последние 3,5 миллиона лет и отмеченный глобальными катаклизмами, связанными с многократным развитием и деградацией обширных материковых оледенений. На фоне ритмических и направленных изменений четвертичного периода голоцен - современный этап истории Земли, о котором в основном рассказывается в книге,- выступает как теплая межледниковая эпоха, мало чем отличающаяся от прошлых межледниковий, хотя, конечно, нарастающая сила антропогенного фактора придает большую специфику этому времени. Под этим углом зрения изучение голоцена позволяет ответить на жизненно важные для нас вопросы о современных и будущих взаимосвязях между природой и человеком.
Актуальность этой проблемы тем более очевидна, что наше время относится, по всей вероятности, к концу межледниковья, которое, судя по прошлому, должно смениться ледниковой эпохой. Палеогеографические свидетельства о возможности возникновения нового похолодания и оледенения заслуживают внимания и изучения. Ученым предстоит уточнить время наступления нового природно-климатического цикла и определить его возможные последствия.
Несмотря на относительно небольшую продолжительность голоцена, начавшегося 10-12 тысяч лет назад, это время отмечено значительными изменениями природной среды и чрезвычайно быстрым, все ускоряющимся развитием человечества. Именно в голоцене, составляющем менее сотой части четвертичного, или антропогенного, периода, человек прошел уникальный по интенсивности путь от конца палеолита, через мезолит, неолит и другие этапы к современному историческому времени Поэтому в книге уделяется значительное внимание экологическим аспектам развития человека в прошлом и прослеживается нарастание роли его деятельности в процессе изменения естественных ландшафтов в течение голоцена.
Первые шесть глав посвящены описанию конкретных экспедиций в различные районы нашей страны. В каждой из них рассказывается о какой-либо крупной палеогеографической проблеме и перспективах ее решения. В двух заключительных главах на примере динамики природных условий Северной Евразии в голоцене рассматриваются некоторые теоретические вопросы палеогеографии этого времени и более древних этапов четвертичного периода.
Автор надеется, что изложенные проблемы палеогеографии голоцена, известные, как правило, только узкому кругу специалистов, привлекут внимание всех тех, кто интересуется древней историей природы и общества нашей страны.