Ученые реконструировали изменения природы доисторического Северного Урала

14:10, 20 февраля 2023

Пещерные отложения раскрыли последствия глобальной экологической катастрофы

Степные и лесостепные ландшафты позднего плейстоцена сменились таежными массивами. Фото: пресс-служба УрФУ.

Ученые Уральского федерального университета и Института экологии растений и животных УрО РАН обобщили данные об отложениях в двух десятках пещер и гротов, расположенных на Северном Урале — в верховьях реки Печоры и ее притоков на западных склонах, а также в верховье рек Лозьва и Сосьва — на восточных. Пещерные отложения представляют собой естественную базу данных, которая помогает понять, какие изменения в ландшафте и фауне происходили на Северном Урале в далеком прошлом в связи с глобальной экологической катастрофой и последовавшими за ней масштабными климатическими изменениями. Эти знания помогут ученым прогнозировать подобные события в будущем. Статью с изложением систематизированных данных ученые опубликовали в журнале Quaternary International.

«В статье содержится не только общее описание отложений, но и обзор ископаемых останков растений, рыб, амфибий, птиц, мелких и крупных млекопитающих. А также небольшого количества сопровождающих их археологических артефактов, поскольку если большинство пещер были заселены животными, то некоторые из них — древними людьми», — комментирует Павел Косинцев, ведущий специалист лаборатории естественнонаучных методов в гуманитарных исследованиях УрФУ, старший научный сотрудник ИЭРиЖ УрО РАН, соавтор статьи.

Данные, представленные авторами, охватывают период с первой половины позднего плейстоцена до конца голоцена, то есть последние 80–90 тыс. лет. Ученые установили, что степные и лесостепные ландшафты позднего плейстоцена с включениями кедра, ели, сосны, лиственницы, березы и тундровых кустарников в голоцене (от 10 тыс. лет до н. э. по настоящее время) сменились на Северном Урале таежными массивами. Это было вызвано тем, что сухой и холодный климат позднего плейстоцена сменился теплым и влажным климатом голоцена.

Изменения климата и ландшафта вызывали изменения в фауне. В течение всего охваченного исследованиями исторического периода в фауне Северного Урала присутствовали рыбы, которые и сейчас обитают в этих местах, — щука и хариус (впрочем, о видовом составе древних рыб имеется мало сведений). В голоцене климат стал более влажным, водоемов — значительно больше, поэтому рыбьи останки чаще встречаются в тех отложениях, которые датируются голоценом. Климатическими особенностями объясняется и то, что в верхнем плейстоцене появляются, а с начала голоцена в фауне Северного Урала уверенно закрепляются земноводные.

Тогда же, в верхнем плейстоцене, на Северном Урале преобладали виды, предпочитающие открытые (белая куропатка) и полуоткрытые (полевой тетерев) ландшафты, в то время как виды, обитающие вблизи водоемов (лебедь, утка, гусь, чайка, чирок), были немногочисленны. В верхнем голоцене, то есть в современный период, большинство составляют виды, характерные для закрытых лесных пространств, такие как глухарь. Распространение лесной растительности и изолированность лесов способствовали появлению новых видов — к примеру, рябчика, большого пестрого дятла.

В исследованных пещерах и гротах обнаружено более 83 тыс. зубов мелких млекопитающих и свыше 77 тыс. костей крупных млекопитающих. По останкам удалось установить, что в позднем плейстоцене мелкие млекопитающие были представлены обитателями тундры (лемминги), степей (суслики), лесов (рыжая полевка) и территорий вблизи водоемов (водяная полевка). В раннем голоцене доля лесных видов мелких млекопитающих и видов, обитающих у воды, значительно увеличилась и появились новые виды (белка, бурундук).

В ряду древнейших видов крупных млекопитающих — пещерный лев и пещерный медведь, шерстистые мамонт и носорог, овцебык, степной бизон и дикая лошадь. При этом количество видов, обитавших на южной части Северного Урала, как правило, было больше, чем в северной. В позднем плейстоцене среди крупных млекопитающих преобладали виды, обитающие на открытых ландшафтах с ограниченной древесной растительностью. Помимо шерстистых мамонта и носорога, овцебыка, пещерного льва, это северный олень, сайгак, степной хорек, песец.

В начале голоцена увеличивается число птиц и млекопитающих, обитающих возле водоемов (выдра, норка, бобр), питающихся древесной и кустарниковой растительностью (лось). Со среднего голоцена начинают господствовать виды закрытых таежных ландшафтов (рысь, соболь).

В среднем голоцене, то есть около 2,5–8 тыс. лет назад, в период наиболее теплого климата за последние 50 тыс. лет, появляются рептилии, к концу голоцена — домашние копытные: лошади, быки, овцы, свиньи.

«В позднем плейстоцене на одной территории сосуществовали виды фауны, которые в дальнейшем вымерли или распространились далеко за пределы Северного Урала. Однако на рубеже плейстоцена и голоцена разразилась глобальная экологическая катастрофа, которая по своим последствиям сопоставима с периодом вымирания динозавров. Мы рассмотрели, как эта катастрофа протекала на Северном Урале. Произошло некомпенсированное вымирание видов — большого и малого пещерного медведя, пещерного льва, шерстистых мамонта и носорога, овцебыка, степного бизона. В целом в результате катастрофы разнообразие видов стало гораздо беднее, коренным образом изменилась вся структура фауны и биосферы всей Земли: вместо мамонтовой фауны стала формироваться современная. Причины этой экологической катастрофы науке пока неизвестны, ученые всего мира трудятся над разрешением этой загадки. Если удастся установить причины катастрофы, мы сможем прогнозировать подобные события в будущем», — объясняет Павел Косинцев значение работы.

Добавим, что исследования профинансированы Министерством науки и высшего образования РФ в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030». Следующим этапом исследований станет детальная реконструкция природных условий в позднем плейстоцене и голоцене.

Справка

Все исследованные пещеры и гроты (особенно много их на восточном склоне Северного Урала) залегают в известняке и имеют карстовое происхождение, связанное с растворением, выщелачиванием и вымыванием горных пород водой. Первые сведения об этих пещерах и гротах были получены в середине XIX века, а их интенсивное изучение началось в конце 1950-х годов и продолжается до сих пор.

Самые ранние археологические находки в пещерах Северного Урала относятся к верхнему палеолиту (40–10 тыс. лет до н. э.). Однако артефактов совсем не много, это говорит о том, что даже в верхнем палеолите люди посещали эти пещеры редко, гораздо чаще они посещали их в голоцене, особенно в Средние века. Несколько пещер как в раннем железном веке, так и в средние века использовались в качестве святилищ. Главным жертвенным животным был бурый медведь, это было установлено по черепам и костям этого вида, найденным в пещерах.