Очарованная душа. Сто тысяч лет назад, когда мозг только сформировался, мы жили в невероятно враждебном мире Что 100 тысяч лет назад

Нашей планете более 4,5 миллиардов лет. В момент возникновения она выглядела совершенно по-другому. Что было в древности на территории современной России, и как она менялась с годами - в книге «Древние чудовища России» .

3000 миллионов лет назад

В первые миллионы лет своей жизни Земля походила на ад. Здесь постоянно шли кислотные дожди, извергались сотни вулканов. В было намного больше астероидов. Бесконечные метеоритные дожди формировали планету - врезались и становились ее частью. Некоторые метеориты достигали размеров современных городов.

Однажды Земля столкнулась с другой планетой, одна часть которой присоединилась к нам, а вторая отлетела на орбиту и с годами превратилась в современную Луну.

Иллюстрация из книги

3 миллиарда лет назад сутки длились всего 5 часов, а в году было 1500 дней. Раз в 50 часов происходило лунное затмение, а раз в 100 - солнечное. Это наверняка выглядело очень красиво, только любоваться природными явлениями тогда еще было некому.

История сослагательного наклонения не знает, и потому — что было, то было, без вариантов. И то, что все шесть миллиардов человек, обитающих на нашей планете, в генетическом плане практически идентичны, — это просто факт. Учёных, однако, интересует — почему? Ответ, похоже, страшен.

Около 5-6 миллионов лет назад, согласно общепринятой теории, произошло деление одного вида на два новых, один из которых стал прямым предком человека разумного, а второй — предком шимпанзе, которые, как известно, очень незначительно отличаются от человека в генетическом отношении.

Но отличаются. Самое же странное, так это внутривидовые генетические различия у шимпанзе. Как выясняется, они гораздо более значительны, нежели у всех шести миллиардов Homo Sapiens Sapiens (именно так, с двумя Sapiens пишется название современного человека). Хотя пять миллионов лет — более чем достаточный срок, чтобы возникли генетические отличия даже в рамках одного вида.

Естественно, те самые предки человека разумного, которые отделились от предков шимпанзе, явились также праотцами и других гоминидов, внешне напоминавших человека, но в итоге оказавшихся «даже не однофамильцами» — неандертальцев, например.

Но всё дело в том, что достаточно серьёзные генетические различия могут наблюдаться даже между особями одной достаточно небольшой группы современных шимпанзе, относящихся к одному и тому же виду. И эти отличия всё равно будут большими, нежели у всех людей, расселившихся по Земле.

У всех шести миллиардов.

В пределах одной популяции шимпанзе, генетические различия могут быть куда большими, нежели у всего человеческого населения Земли.

Что это может означать? По мнению генетиков, только одно: что относительно недавно, по эволюционным меркам, генофонд человека разумного сократился до очень опасного минимума.

Приблизительно 70 тысяч лет назад, как раз во время исхода предков современного человека из Африканского континента, их численность едва достигала... 2000 человек.

Это фактически означало, что человечество оказалось на грани вымирания — на самом краю.

Что было тому причиной, неизвестно.

У всего человечества, как уже сказано, ДНК практически идентично. У отдельных популяций различаются только так называемые микросателлиты — короткие повторяющиеся сегменты дезоксирибонуклеиновой кислоты.

Эти сегменты более подвержены мутациям с течением времени, и потому по ним можно определить, когда произошло отделение одних популяций от других.

Бушмены Койсан — древнейший народ на планете (фото BBC).

На них и сосредоточили своё внимание исследователи из Стэнфордского университета (Stanford University) и Российской Академии Наук.

В 52 регионах по всему миру было собрано 377 образцов микросателлитов.

Обнаружилось близкое генетическое родство между двумя популяциями, обитающими южнее пустыни Сахара, — народом охотников и собирателей Мбути, населяющим бассейн реки Конго, и бушменами Койсан из Ботсваны.

Именно они, по мнению исследователей, являются самыми древними популяциями человека разумного из тех, что остались на Земле.

Выяснилось также, что отделение популяций охотников-собирателей от земледельческих племён началось между 140 и 70 тысячами лет назад.

Американские биологи, похоже, выяснили, почему 100-74 тысячи лет тому назад человечество прошло сквозь "бутылочное горлышко" — его численность резко сократилась. Виноваты в этом были бактериальные инфекции, убивающие людей еще во младенчестве. Нашим предкам удалось справиться с ними, лишь потеряв два гена, которые вели "предательскую" деятельность.

Не исключено, что влияние бактерий и вирусов на эволюцию млекопитающих и, в частности, человека тоже значительно. По крайней мере, как считают ученые, они когда-то помогли нам преодолеть так называемое "бутылочное горлышко". Напомню, что так называют ситуацию, при которой по самым разным причинам резко снижается численность популяции и, соответственно, ее генетического разнообразия. Считается, что подобное произошло с людьми около 100-74 тысяч лет тому назад.

Тогда, по оценкам антропологов, численность человеческой популяции, которая уже приближалась к миллиону, вдруг резко сократилась до 10-20 тысяч особей. И, что самое интересное, параллельно вымерли практически все остальные представители рода Homo , кроме неандертальцев, и, возможно, денисовцев. До сих пор не совсем понятно, почему это вдруг произошло, хотя версий было много. Самыми популярными из них являются вымирание крупных копытных, на которых люди охотились, а также последствия извержения супервулкана Тоба на острове Суматра.

Последняя версия, несмотря на то что ее часто излагают на страницах научно-популярных книг, является самой слабо аргументированной. Да, конечно, извержение, случившееся 77,5 тысячи лет тому назад, было мощным — одного пепла вулкан выбросил 800 кубических километров. Тем не менее, антропологи находили следы человеческих стоянок на территории Восточной и Южной Азии и после этого события. То есть даже жившие рядом с вулканом люди вымерли не сразу. А кроме того, сокращение численности рода людского не было резким — оно началось примерно 100 тысяч лет тому назад, то есть задолго до самого извержения. Так что оно могло лишь ускорить вымирание многих человеческих групп, но явно не являлось его причиной.

Что касается гипотезы о том, что эффект "бутылочного горлышка" был связан с вымиранием крупных копытных, на которых охотились люди, то здесь тоже наблюдается некое временное несоответствие. Известно, что за четвертичный период происходило несколько таких вымираний, однако не одно из них не приходилось на указанное время. Да и к тому же, во время предыдущих вымираний крупных копытных никакого сокращения численности людей не наблюдалось — а по идее, должно было, если эти два процесса связаны между собой. Кроме того, данные антропологов показывают, что 100 тысяч лет назад люди все-таки в основном охотились на мелких животных, а нена крупных.

Так почему же численность людей в те далекие времена так сильно сократилась? Биологи из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) считают, что причиной этому были эпидемии, вызванные бактериальными инфекциями. Однако, по их данным, уже через несколько десятков тысяч лет люди смогли победить эти болезни — из-за того, что геном наших предков избавился от двух генов-"предателей", которые сотрудничали с вредными микроорганизмами.

Исследователей заинтересовали два иммунных гена — Siglec-13 и Siglec-17. Эти последовательности ДНК помогают иммунитету решить, какие иммунные клетки нужно отправить на борьбу с возбудителем заболевания. Известно, что оба этих гена активны у шимпанзе и горилл, однако у людей они не работают, поскольку Siglec-17 "выключен" в результате мутации, а его коллега под номером 13 вообще вырезан из генома.

После того как ученые синтезировали белки, кодируемые этими генами, они обнаружили интересную вещь — оба белка мешали антителам связываться с антигенами на мембранах стрептококков группы Б (Streptococcus ) и кишечной палочкой К1 (Escherichia coli ). Получается, что если данные белки будут присутствовать в иммунных клетках, то те перестанут распознавать данных бактерий как потенциальную угрозу для организма. А это приводило к катастрофическим последствиям. Дело в том, что вышеупомянутые стрептококки Б и кишечная палочка К1 являются агрессивными микробами, весьма опасными для новорожденных. После попадания их в организм ребенок чаще всего умирает, и спасти его могут лишь современные лекарства, которых 100 тысяч лет назад еще не придумали.

Итак, получается, где-то 400 тысяч лет тому назад представители рода Homo впервые "познакомились" с данными болезнями. (Возможно, это было связано с изменением рациона или среды обитания.) В результате началось резкое снижение численности популяции наших предков, поскольку большая часть их просто погибала во младенчестве. Однако естественный отбор тоже не дремал — согласно данным генетического анализа "предательские" гены Siglec-13 и Siglec-17 начали выключаться в промежутке от 400 до 270 тысяч лет назад, то есть еще до того, как современный человек откололся от ветвей неандертальцев и денисовцев.

Таким образом где-то 270-265 тысяч лет тому назад сформировалась некая популяция, которая состояла из особей, лишенных этих молекулярных "предателей". Тем не менее, инфекция тоже не дремала. Поскольку люди распространялись за пределы Африки, то она путешествовала вместе с ними. В итоге численность всех групп, кроме той, что не имела опасные для здоровья гены, неуклонно снижалась. Наиболее же интенсивное вымирание произошло как раз 100-74 тысяч лет тому назад. Кстати, вполне возможно, что его подстегнуло именно извержение Тоба или сокращение численности животных, которыми люди питались, ведь в стрессовой ситуации любая болезнь становится более опасной.

Тем не менее, даже для той популяции, члены которой заранее избавились от вредных генов, требовалось время для того, чтобы это изменение стало общей нормой. Поэтому не удивительно, что последние следы работы гена Siglec-17 встречаются у некоторых людей. Однако сейчас на планете таковых не имеется. Если вдруг и произойдет обратная мутация, которая "включит" данный участок ДНК при развитии ребенка, то он не доживет и до года.

Сто тысяч лет назад, когда мозг только сформировался, мы жили в невероятно враждебном мире. Нужно было охотиться. Из-за сложных природных условий и бродящих вокруг зверей мы постоянно были начеку: подстерегали добычу и в то же время следили, чтобы не появился хищник. Тогда страшным врагом был леопард. Как мы уже знаем, человеческий мозг эволюционировал, чтобы сохранять энергию на случай угрозы жизни. Женщины обычно ухаживали за детьми, собирали фрукты или семена и охотились на мелких грызунов, однако им тоже приходилось заботиться о безопасности. Мужчины и женщины, лишенные этого запаса энергии, не могли убежать или защититься от внезапной угрозы, и, скорее всего, их съедали. Шансов оставить потомство у них было немного. Попробуйте выполнить следующее упражнение: закройте глаза на полминуты и представьте закат, а затем опишите его. Наверняка вы вообразили себе знакомую картину, увиденную на море, в горах или за городом. Это еще один пример того, что мозг не хочет тратить силы на что-то уже известное. Если он получает команду решить задачу, то, экономя усилия, ищет на освещенных улицах - среди знакомой информации. Мы много раз видели заходящее солнце, и мозг выбирает картину из воспоминаний. Он не станет «зажигать» другие нейроны и воображать другой закат. Быть творческим не так просто, требуются определенные усилия. Необходимо искать связи там, где их на первый взгляд нет, продвигаться по улицам с погашенными или еле мерцающими фонарями-нейронами. Такое путешествие мы совершаем в этой книге. Больше узнавая о мозге, о его эволюции, об ограничениях и о функциях, мы лучше понимаем себя. Великие открытия человечества, как правило, объясняют случайностью, но, как говорил французский химик Луи Пастер, «счастливый случай благоприятствует подготовленному разуму». Вожделенное творческое озарение может произойти у любого, но при правильной подготовке вероятность выше. Около 60 % решений проблем мы не можем логически объяснить. Доскональная проверка состояния машины перед отпуском гарантирует более безопасное путешествие. Почему бы не ознакомиться с мозгом - нашим самым ценным ресурсом и не подготовиться к самому важному путешествию - жизни? Мы и наш мозг Мозг, без сомнения, самая сложная система во вселенной. Благодаря невероятному техническому прогрессу в области его изучения нейронаука для XXI века станет тем же, чем была микробиология для XX, химия - для XIX и физика - для XVIII. Но, хотя за последнее десятилетие мы узнали о мозге больше, чем за всю историю человечества, многое еще предстоит понять. Чем обусловлены индивидуальность, таланты, личность? Любые действия, мечты и поступки берут свое начало в мозге, который призван решать проблемы, связанные с выживанием в постоянно меняющемся мире. И это не более чем часть стратегии вида по передаче генов следующему поколению. Противостоять неблагоприятным условиям и оказаться среди немногих видов, которым посчастливилось уцелеть, можно было двумя способами: стать сильнее или умнее остальных. То есть нарастить мышцы на скелет или добавить нейроны в мозг. Мы пошли по второму пути. И эти нейроны, скопившиеся в префронтальной коре - части мозга, которая сформировалась позднее всего, - отделили нас от братьев-горилл. Исследователь Джуди Делоуч определила исключительно человеческую способность мыслить символами как умение присваивать предметам свойства и значения, которых изначально у них нет. Иначе она называла эту способность «репрезентативным озарением». То есть мы можем изобрести нечто новое, до сих пор не существовавшее. Когда мы с дочерью притворяемся, что сухие ветки под деревьями - это севшие на землю самолеты, мы как никогда человечны. Благодаря умению сочетать символы у нас есть язык, письмо, искусство, математика. Точки и каракули, соединяясь, становятся музыкой или поэзией, круги и квадраты - картинами кубистов. Впрочем, способность находить и мысленно представлять связь между означающим и означаемым не дается от рождения. На то, чтобы развить ее в полной мере, мы тратим почти три года жизни. Поэтому до достижения этого возраста мы мало чем отличаемся от обезьян. Например, девочка двух с половиной лет играет с кукольным домиком и кладет пластмассовую собачку под миниатюрную кровать. Ей говорят: в соседней комнате точно так же спряталась собака. Двухлетний ребенок не поймет, где искать собаку, в то время как трехлетний сразу побежит заглядывать под кровать. Благодаря символическому языку мы можем усвоить огромное количество информации и знаний без необходимости каждый раз проверять все на собственном опыте, что иногда бывает нелегко. Если я упаду в болото, смогу выбраться и поставлю перед ним табличку с надписью «Осторожно - болото!» или с рисунком болота, из которого высовывается рука, то другие не попадут в эту ловушку. Логично, что, единожды заполучив такой инструмент, как мозг, мы его сохранили. В конечном счете мы выжили, потому что умнее других живых существ, и человечность по большей части обусловлена способностью фантазировать. Уже нет сомнений относительно нашего творческого потенциала, однако, как и любое обучение, его развитие займет время. Осмысленное и терпеливое выполнение упражнений из этой книги поможет вам создать больше нейронных связей, что, в свою очередь, приведет к возникновению новых и нестандартных идей. Эволюция мозга «Изучи инструмент. Потом упражняйся, упражняйся, упражняйся. И наконец, когда ты поднимешься на сцену, выбрось все из головы и играй джаз!» - Чарли Паркер Первые млекопитающие, общие предки всех других млекопитающих, жили около 180–200 миллионов лет назад. 30 миллионов лет спустя появились первые птицы. Но проблемы оставались те же, что и у рептилий и рыб: сложная для выживания среда и голодные хищники. Впрочем, мозг млекопитающих и птиц был больше относительно размера тела. Важное отличие в том, что ни рептилии, ни рыбы не ухаживают за своим потомством, некоторые даже его поедают, и в основном ведут одиночный образ жизни. Млекопитающие и птицы, наоборот, воспитывают своих детенышей и в большинстве случаев заводят пару, некоторые - на всю жизнь. Выбор партнера, распределение пищи и уход за детенышами требуют более сложного нейронного процесса, выражаясь языком нейробиологии, то есть белка или попугай более развиты с точки зрения науки, чем ящерица или лосось. Они лучше планируют, общаются, сотрудничают и договариваются. Эти способности необходимы и людям, ставшим родителями. Следующим шагом в эволюции мозга стало появление 80 миллионов лет назад приматов. Обезьяны очень общительны и проводят до четырех часов в день, перебирая шерсть друг другу. Чем большего успеха они добиваются в обществе, тем больше потомства оставляют, а чем сложнее социальные отношения, тем сложнее и структура мозга. На сегодняшний день наиболее точный критерий в определении периода, когда мы стали людьми, - создание орудий. Отправившись в путешествие к истокам, мы выясним, что 2,6 миллиона лет назад наши предки царапали камни и разбивали их. Мы изготовляли каменные топоры размером с ладонь. С тех пор наш мозг увеличился в три раза. Через миллион лет после этого мы использовали все те же каменные топоры, только начали заострять их, ударяя о другие камни. Знаменитый Homo sapiens sapiens формировался как вид 300 000–250 000 лет назад. В этот период развивалась префронтальная кора головного мозга. Затем произошло нечто необыкновенное: 40 тысяч лет назад мы начали разрисовывать камни, делать скульптуры и изготавливать украшения. Почему произошла такая резкая перемена? Большинство ученых видят причину в изменении климата, сказавшемся на выживании видов. Племя наших первых предков из Восточной Африки насчитывало около двух тысяч человек. Сто тысяч лет спустя нас уже 7 миллиардов. Такой рост популяции объясняется в теории тем, что мы не боролись с неблагоприятными климатическими условиями, а приспосабливались к ним. Нам не нужна была постоянная среда обитания, одно-два места, как у других видов. Вместо этого мы заселили всю землю. Те, кто не мог решить проблемы среды обитания или быстро учиться на ошибках, жили недостаточно долго для того, чтобы передать свои гены потомству, как и те, кто не помогал другим членам клана. В результате эволюции мы стали не сильнее, а умнее! И произошло это благодаря изменениям в мозге. Через сто тысяч поколений, с тех пор как мы изобрели каменный топор, в нас укрепились гены, развивающие способности к общению и сотрудничеству. Сегодня результат эволюции проявляется в альтруизме, великодушии, заботе о репутации, праве, правосудии, морали и религии. Все это стало возможным благодаря двум важным особенностям мозга: с одной стороны, базе данных, в которой мы храним знания, как на жестком диске, а с другой - способности спонтанно использовать эту информацию. Подростком я брал уроки саксофона. Вскоре мне захотелось создавать музыку и импровизировать в стиле босановы, как Стэн Гетц. Я и не думал, что для этого нужно было не только ознакомиться с теорией музыки, выучить гаммы и ноты, но и развить глубокое понимание этого музыкального стиля. Я должен был заполнить мой жесткий диск данными и только потом импровизировать - использовать свой творческий потенциал. Джазовые музыканты годами разучивают правила только для того, чтобы их нарушить. Именно эта способность импровизировать на основе знаний помогала выживать в изменчивых условиях. Сегодня, как никогда, мы должны использовать эти исконно человеческие умения, чтобы преуспеть в обществе, на работе, в обучении и в результате наслаждаться более полной жизнью.

К середине среднего голоцена широко­лиственные породы на территории Под­московья достигли своего максимального распространения и обилия. Это было время голоценового «климатического оп­тимума». Климат характеризовался не только более высокой температурой, но и большей влажностью.

М. И. Нейштадт

Палеоклиматология в последние десятилетия полу­чила могучие средства исследования - споровопыльцевой анализ и радиоуглеродный метод датировки. Пер­вый позволяет надежно определять состав и экологиче­ские условия растительных сообществ минувших эпох, второй с достаточной точностью - датировать в абсо­лютном исчислении время этих эпох.

Применение новых средств исследований в послой­ном изучении континентальных отложений последних 20 000 лет открыло необычайно широкий и яркий спектр климатических изменений. Результаты этих исследова­ний особенно ценны, так как они касаются времени, максимально близкого к нашему.

Рассмотрим изменения климата по следующим важ­нейшим этапам.

20 000 лет назад в Северном полушарии было сосре­доточено 67% площади континентальных ледников зем­ного шара. В наши дни - всего 16% (табл. 1). В то время европейский ледниковый покров занимал всю Сканди­навию, Финляндию, Балтийское море, включая пролив Скагеррак. Его южный край перекрывал территорию Берлина, Плоцка (Польша) и близко подходил к Орше, Смоленску, Ржеву, Рыбинскому водохранилищу. Еще более обширным был Северо-Американский ледник. Он покрывал всю северную часть континента. Его южный край приближался почти вплотную к территории горо­дов Цинциннати, Питтсбурга и Нью-Йорка.

За истекшие 20 000 лет площадь всех континенталь­ных ледников в Северном полушарии сократилась на 24,5 млн. км 2 , т. е. на 91%. Из оставшихся 2,3 млн. км 2 лишь один Гренландский ледник занимает почти 1,8 млн. км 2 .

Современный объем континентальных льдов оцени­вается от 24-27 млн. км 3 . Если бы они полностью растаяли, уровень Мирового океана мог бы подняться по формальным расчетам на 65-70 м. Объем континентальных льдов в период максимума оледенения возрастал на 16 млн. км 3 , что понизило уровень океана на 45 м. Так как масса ледника Антарктиды реагирует на изменения климата крайне медленно (см. табл. 1), то мы вправе считать, что прирост льда шел главным образом на формирование континентальных ледников в Северном полушарии. В со­ответствии с этим средняя мощность ледяного покрова со­ставляла 650 м. Максимальная мощность была примерно та же и в тех же областях, что и в период днепровского оледенения. На периферии мощность уменьшалась до нескольких десятков метров, а то и просто сходила на нет.

В центральной области оледенения температура льда, как показывают наши расчеты, была примерно -10° С, т. е. намного выше температуры льда Гренландии, ко­торая равна -28°, а тем более Антарктиды с ее -50, -60°.

Столь высокая температура льда Центральной области имела существенное значение. Он как более теплый, ес­тественно, реагировал на потепления и похолодания быстрее, чем ледяные щиты Гренландии и Антарктиды.

Понижение уровня Мирового океана на 45 м вследствие увеличения материковых льдов вызвало осушение зна­чительной части континентальных шельфов. Проливы Беринга, Чирикова, Шпанберга становились столь мел­ководными, что водообмен Полярного бассейна с Тихим океаном практически прекращался, а с ним прекращалась морская адвекция тепла из Тихого океана в Арктический бассейн.

18 000 лет назад началось потепление и связанное с ним отступание ледниковых покровов. Отступание не было монотонным. Оно прерывалось остановками в пе­риоды спада потепления и надвигами на ранее освобож­денные территории при похолодании (рис. 6).

Каковы же причины столь глубоких и относительно быстрых перемен в континентальных ледниковых по­кровах? Оказывается, достаточно незначительных, но ус­тойчивых изменений в тепловом балансе поверхностного слоя океана, чтобы существенно повлиять на природ­ные процессы. Это хорошо видно на — примере с мор­скими льдами. Английский климатолог Ч. Брукс счи­тает, что повышение температуры на поверхности Земли всего лишь на 1 ° С оказалось бы достаточным, чтобы привести весь ледяной покров Полярного бассейна в неустойчивое состояние.

Тепловые процессы особенно эффективны на границе таяния и замерзания воды. Фазовые преобразования (вода, снег, лед) в пределах одного градуса сопровож­даются крупными изменениями в поглощении солнечной радиации морской поверхностью.

Подсчитано, что в результате уничтожения морских льдов на единице площади Полярного бассейна тепла солнечной радиации поглощается в восемь раз больше, чем это требуется для уменьшения мощности материковых льдов со скоростью 0,5 м в год.

За последние 18 000 лет особенно значительным было потепление в среднем голоцене. Оно охватывало время с 9000 до 2500 лет назад с кульминацией в период 6000- 4000 лет назад, т. е. тогда, когда в Египте уже возво­дились первые пирамиды. Следует заметить, что время восходящей ветви потепления датируется по-разному: по Гроссу до 7500 лет назад, после чего началась фаза кульминации, продолжавшаяся до 4500 лет назад, а по данным М. А. Лавровой - до G000 лет назад, вслед за чем следовала фаза наиболее пышного расцвета морской жизни, продолжавшаяся до 4000 лет назад (рис. 7).

Наиболее волнующие вопросы рассматриваемого этапа - был ли Арктический бассейн безледным в период кульми­нации оптимума и какова была в связи с этим реакция климатических условий на континентах.

Многие ученые считают, что в период климатического оптимума Арктический бассейн был свободен от льда. Ч. Брукс свое утверждение о безледности Арктического бассейна обосновывает тем, что на Шпицбергене отсут­ствовали льды, была относительно богатая флора и оби­тали тепловодные моллюски, а также тем, что температура открытого Арктического бассейна и его побережий была выше современной. Повышение же температуры поверх­ностных вод и приземного слоя воздуха на 2-2,5° (что вполне достаточно для полной ликвидации дрейфующих льдов Полярного бассейна) хорошо доказано рядом независимых друг от друга исследований, проведенных по разной методике.

Вечная мерзлота на континентах, циркумполярно охватывающая Арктический бассейн, в период его потепле­ния сильно деградировала. Так, на севере и северо-западе Сибири глубина протаивания достигала 200-300 м. Гор­ные ледники значительно сокращались, а в ряде мест и вовсе исчезали.

Как же отреагировал климат на исчезновение льдов в Арктическом бассейне?

Растительные зоны циркумполярно продвинулись в сторону полюса. На евразийском континенте смещение достигало 4-5° широты на западе и 1-2° на востоке. Отдельные растительные полосы передвинули свои север­ные границы на 1000 км. Леса вплотную подходили к по­бережью Баренцевого моря, причем дуб, липа, орешник добрались до берегов Белого моря. Имеются данные, позволяющие считать, что на европейском материке зона тундр и лесотундр исчезала полностью. В северной части Азии остатки древесной растительности были обнаружены всего в 80 км от мыса Челюскин, на Новой Земле найдены торфяники. На Украине в условиях благоприятного, более влажного, чем теперь, климата впервые развивалось земледелие. Установлено, что Среднее Приднепровье сплошь покрылось лесом. Леса по долинам рек спускались до Черного, Азовского и Каспийского морей, причем на пространстве от Саратова до низовий Поволжья довольно густо распространились широколиственные породы. О благоприятных климатических условиях говорит также наличие у трипольских и нижнедунайских племен всех известных ныне основных зерновых культур, крупного и мелкого рогатого скота.

Ряд зарубежных исследователей - У. Фицджеральд, О. Бернар, Ф. Моретт, Р. Капо-Рей, Р. В. Фейерб­ридж и др. - единодушно отмечают, что на гидрографии и растительности Сахары лежат явные отпечатки непосто­янства климата. Везде видны безжизненные вади, высох­шие озера, где, очевидно, совсем недавно была вода. По­разительный контраст между руинами поселений в Се­верной Африке и голым пейзажем, окружающим их ныне, говорит о недавней смене увлажнения.

Интересен тот факт, что в кайнозое наибольшей арид­ности и наибольшего распространения Сахара достигла именно в четвертичное время - в период наибольшего охлаждения нашей планеты, в том числе северных поляр­ных широт.

Даже в позднеледниковое время, вследствие преобла­дания северо-восточных ветров, верховья Нила получали мало воды с Абиссинского плато. Нил не достигал Среди­земного моря, как в наши дни река Эмба не достигает Каспия в засушливые сезоны. «Нынешний гидрографи­ческий режим Северо-Восточной Африки, - утверждает Фицджеральд, - возник не ранее конца последнего оле­денения Северной Европы, вероятно, около 12 000 лет до н. э.», т. е. не ранее исчезновения основных масс льда в северо-западной части Европы, падения ледовитости в Северном Ледовитом океане и повышения температуры поверхностных вод Северной Атлантики.

В период V-III тыс. до н. э. в различных пунктах Сахары, Аравийских и Нубийских пустынь отмечался значительно более влажный климат. Более широким было распространение человека и животных. Слон, гиппо­потам и носорог исчезли в Сахаре в конце третьего тыся­челетия до н. э. Дальнейшее иссушение Сахары повлекло за собой уход из нее кочевых племен.

Известный полярник В. Ю. Визе установил связь между снижением ледовитости Арктики и ростом уровня озер Африки, в том числе и озера Виктория, истока Нила. Связь настолько устойчива, что позволила автору сделать весьма любопытный вывод - человек, следящий за уров­нем озер, может судить о состоянии льдов в Арктических морях.

Отсутствие льдов в Арктическом бассейне в период кульминации среднеголоценового оптимума благоприятно сказалось на климате всей планеты. По всей Европе, от Пиренейского полуострова до Волги, как уже отмечалось, преобладала лесная теплолюбивая растительность. Люди занимались рыболовством и охотой, развивалось мотыж­ное земледелие. В горах граница леса лежала выше, чем теперь. «Надо подчеркнуть, - писал К. К. Марков, - что после окончания ледникового времени в Средней и Северной Азии нет признаков систематического усыхания климата. После исчезновения последнего ледникового покрова на Русской равнине климат становится в общем более влажным» 1 . «Состояние растительности Средней Азии, - отмечал в свою очередь Е. П. Коровин, - в бли­жайшую после оледенения эпоху характеризуется прогрес­сивным развитием растительных формаций мезофильного склада. В связи с отступанием ледников, общим потепле­нием и увлажнением горного климата в пределы Средней Азии открылся доступ бореальной флоры, сложившейся в средних широтах Сибири вскоре после освобождения ее от покровного оледенения».

На территории Внутренней Аляски и Юкона абсолют­ный возраст отложений торфа определяется 5 000 лет. На северо-западе Канады 64° 19′ северной широты и 102° 04′ западной долготы обнаружен роголистник в от­ложениях, возраст которых - 5400 лет. Северный предел современного распространения роголистника достигает лишь 59° 14′ северной широты. На восточном склоне Скалистых гор Колорадо возраст торфа, залегающего на отложениях последнего оледенения, 6170 + 240 лет. В бассейне озера Мичиган 3000 лет назад климат был теплее и влажнее, чем в настоящее время.

В районе озер Сан-Рафаэль (Южное Чили) климати­ческие изменения позднего плейстоцена хронологически совпадают с колебаниями климата, установленными в дру­гих областях Южного полушария (Огненная Земля, Патагония, Тристан-да-Кунья, Новая Зеландия, Гавай­ские острова). В Андах (39° южной широты) климат межледниковья был влажнее современного; основные волны климатических изменений синхронны в обоих полушариях. Сухие периоды Огненной Земли и Патагонии синхронны бореальному, суббореальному и современному периодам Европы. В Австралии и Новой Зеландии насе­ление занималось земледелием. Южно-Африканская пустыня Калахари 6000-7000 лет назад отличалась более влажным климатом, чем в наше время.

Угасание кульминации климатического оптимума сред­него голоцена началось 4000 лет назад. Примерно 3000 лет назад началось восстановление ледяного покрова Арктического бассейна.

Время 2500 лет назад является по схеме расчленения голоцена М. И. Нейштадта рубежом между средним и поздним голоценом. С этого времени фиксируется более интенсивное похолодание. Однако, спустя примерно ты­сячу лет, несколько позднее 500 г. н. э. началось новое потепление и, как установил Брукс, «Арктические льды вступили в стадию полуустойчивого существования». Эта стадия господствовала примерно до 1200 г. Полуустой­чивость же арктических льдов Брукс характеризует как состояние, когда они полностью исчезают летом и вос­станавливаются зимой в незначительном объеме.

В таком состоянии площадь морских дрейфующих льдов Южного полушария в холодное время года дости­гает 22 млн. км 2 , в феврале она сокращается до 4-6 млн. км 2 , т. е. на 80%. В Северном Ледовитом океане общая площадь дрейфующих льдов зимой достигает 11 млн. км 2 , а летом к концу таяния она может снижаться до 7 млн. км 2 , т. е. на одну треть. Если же в баланс дрейфующих льдов Северного полушария включить полностью исчезающие летом льды Берингова и Охотского морей и объем льда, стаивающего с ледяного покрова Северного Ледовитого океана примерно на 20%, то можно убедиться, что объем морских льдов в северных широтах к концу лета вдвое меньше, чем в конце зимы.

По более поздним данным В. С. Назарова, ежегодное нарастание и таяние морских льдов в целом на земном шаре составляет 37 000 км 3 при ежегодном переходящем остатке 19 500 км 3 . Иначе говоря, ежегодно 67% морских льдов на нашей планете обновляются. Следовательно, если морские льды неустойчивы в настоящее время, то они тем более неустойчивы были в раннем средневе­ковье, когда летние температуры на 1-2° превышали современные.

Л. Кох исследовал динамику ледовитости Северной Атлантики на протяжении последнего тесячелетия. Ре­зультаты исследований представлены на рис. 8. Малая ледовитость высоких широт снижала силу штормов и число штормовых дней. Астурийские рыбаки того вре­мени могли заниматься там китобойным промыслом.

Снизилась ледовитость и в антарктических полярных широтах. Еще в середине VII в. н. э. полинезийцы, в частности Ви-Те-Ренгина, плавали в антарктических водах, несмотря на примитивность корабельной и нави­гационной техники того времени. Вместе с тем в годы пла­вания Дж. Кука (1772-1775) ледовитость, судя по его описанию и его спутников, существенно превышала сов­ременную.

В районе Исландии и Южной Гренландии с 900 по 1200 г. климат был мягче; морских льдов в этих районах не наблюдалось. На юго-западе Гренландии существовали скандинавские колонии с поразительно высоким уровнем скотоводства. При раскопках кладбища близ мыса Фаруэл, расположенного в современной зоне вечной мерз­лоты, археологи установили, что в то время, когда произ­водили захоронения, мерзлота летом должна была оттаивать, поскольку гробы, саваны и даже трупы прони­зывались, корнями растений. В более ранний период грунт должен был оттаивать на значительную глубину, поскольку при самых древних захоронениях гробы опу­скались сравнительно глубоко. В дальнейшем эти гори­зонты оказались в зоне вечной мерзлоты, и более поздние погребения располагались все ближе и ближе к по­верхности.

В Альпах ледники сильно сокращались. По данным итальянских ученых, с VIII до XIII в. климат более бла­гоприятствовал земледелию, чем с XIII до середины XVI в., когда засухи повторялись чаще. Это относится и к нашему лесостепному югу, где в IX-X вв. крупные цветущие города, пашенное земледелие с плугом «рало», почти все известные нам виды домашнего скота свидетель­ствуют о высоком уровне развития Киевской Руси.

На территории современной Татарской АССР в X в. Ибн-Фадлан наблюдал у болгар, занимавших эту территорию, развитое земледелие с возделыванием пше­ницы. Возделывали пшеницу и другие народы, входившие в состав Волжской Болгарии. Это подтверждают и рус­ские летописи. С другой стороны, точно известно, что с XIV по XIX в. пшеницу на этой территории не сеяли из-за суровости климата.

Большое количество исторических и археологических свидетельств показывает, что в Средней АЗИИ В VIII- XII вв. увлажнение было достаточным, чтобы занять поливной земледельческой культурой почти все между­речье Аму-Дарьи и Сыр-Дарьи. По словам арабских историков, кошка могла пробежать от Самарканда до Аральского моря по крышам домов. Не только пустыни Средней Азии, но даже величайшая на Земле пустыня Сахара реагировала на уменьшение ледовитости в Аркти­ческом бассейне некоторым снижением своей арид­ности.

С XIII в. н. э. вновь возникает похолодание. Наиболее полно оно проявилось в период 1550-1850 гг. В это трех­сотлетие более частыми становятся суровые зимы. Раз­рослись горные ледники Скандинавии, Альп, Исландии, Аляски. В ряде районов они перекрыли поселения и культурные земли. По данным П. А. Шуйского, в XVIII- XIX вв. продвижение ледников местами достигало «макси­мальных размеров со времени последней ледниковой эпохи…»

Паковый лед, поступающий в Гренландское и Нор­вежское моря из Арктического бассейна, таял более мед­ленно, что сказалось на ледяной блокаде Гренландии. Гренландские колонии, основанные в X в. и процветавшие до блокады, начали терять связь с метрополией, при­ходить в упадок и в середине XIV в. прекратили свое существование.

Несмотря на некоторые периоды потепления и свя­занного с этим отступания ледников, в целом рассмат­риваемый период был настолько холодным, что получил наименование «Малой ледниковой эпохи». Высокие ши­роты были выхоложены, ледовитость полярных морей возросла. В Северной Атлантике морские льды дости­гали за послеледниковое время своего наибольшего раз­вития, например в годы с 1806 до 1812 кораблям редко удавалось проникнуть выше 75° северной широты.

Радиоуглеродные исследования растительных остат­ков, взятых из-под 47-метровой толщи льда в северо-западной Гренландии, показали, что, меньше чем 200 лет тому назад, ледники этого района продолжали энер­гично наступать. В кульминацию похолодания снеговая граница снижалась до уровня моря, что, естественно, создавало благоприятные условия для возрождения ледниковых покровов, исчезнувших в предшествующий теп­лый период.

Во времена дрейфа «Фрама» условия для образования более сплоченного и более мощного ледяного покрова были благоприятнее, чем сейчас. Исследователи Арктики в прошлом часто сообщали о мощных 4-6-метровых «палеокристаллических» дрейфующих льдах. В наши дни встреча с такими льдами - явление редкое, так как они - продукт более холодного климата.

Высокая ледовитость Полярного бассейна всегда по­рождала беспокойный режим атмосферы. Его прямым следствием были неурожайные голодные годы, часто­та которых заметно увеличивалась.