Древний ландшафт

Когда мы говорим о ландшафтах древнего прошлого, в первую очередь, конечно, необходимо вспомнить ископаемые растения. Поэтому палеоботаника в реконструкции любых древних ландшафтов имеет большое, ключевое значение, неважно, говорим ли мы о глубоком палеозое или о плейстоцене. Так или иначе, основа реконструкции ландшафтов — это наше представление о древней растительности. Конечно, если на нашу палеонтологическую науку смотреть глазами человека, который не вполне палеонтолог, не профессиональный палеонтолог, то ему в первую очередь, наверное, вспомнятся крупные рептилии мезозоя — динозавры, а если это плейстоцен, то мамонты. Возникает ощущение, иллюзия, что они и есть главный элемент ландшафта. На самом деле в первую очередь ландшафт образуют растения, как я уже сказал.

Необходимо сказать, что в геологической истории Земли ландшафты, естественно, менялись, менялись растения, составлявшие основу этих ландшафтов. При этом эволюция происходила, я бы сказал, необратимо, поскольку эволюционировал и сам растительный мир, изменялись ландшафты, в которых эти растения произрастали. Причем в некоторых случаях мы можем говорить о том, что какие-то из ландшафтов геологического прошлого исчезали безвозвратно, то есть это уже вымершие типы ландшафтов, аналогов которым мы в современности уже не можем найти. Об этом неоднократно писали классики палеоботаники, в частности Сергей Викторович Мейен, выдающийся российский палеоботаник. И эта метафора мне кажется очень правильной, справедливой, очень эвристичной. Каждый год мы находим подтверждение этому утверждению.

В качестве примера можно привести, скажем, ландшафты раннего палеозоя. Тогда, в силурийском периоде и в начале девонского периода, древовидных растений еще не было, то есть растений, которые мы в быту называем деревьями. В основном в то время существовали растения травянистые. Соответственно, ландшафты, которые мы сегодня привыкли видеть вокруг себя, в то время отсутствовали. По мере эволюции растений появлялись новые типы ландшафтов. Они были очень тесно связаны с климатическими условиями, с топологией местности; при этом они имели и некоторую климатообразующую функцию.

Ранний палеозой сменился поздним палеозоем, и появились гигантские лесоболота каменноугольного периода, о которых все знают. Все, кто хоть немного интересуется палеонтологией, конечно, знают об этом великолепии растительного мира, в котором находилось огромное количество самых разных растений. И эти лесоболота каменноугольного периода, которые находились в основном в низких широтах (как говорят палеоботаники, в Еврамерийской фитогеографической области), дали огромное количество сначала торфяников, потом залежей каменного угля. Они вывели значительное количество углерода из круговорота веществ природы. Растения повлияли и на климатические условия (за счет газообмена, естественно: при таком огромном количестве растений газообмен имел большое значение в то время), одновременно образовав залежи ископаемого топлива. Таким образом, значение растительности для формирования ландшафтов и климата очень велико.

Помимо собственно ископаемых растений, для реконструкции ландшафтов очень большое значение имеют палеопочвы. Значение палеопочв для реконструкции палеофитогеографии, климатических условий оценить очень сложно, поскольку именно в палеопочвах зашифровано огромное количество информации и о тех растениях, которые произрастали в то время, и о почвенной инфауне, о режиме увлажнения почвы, о климате. Поэтому палеопочвы сейчас на острие изучения многих не только палеоботаников, но и геологов, и почвоведов.

Сейчас существует разное понимание термина «палеопочва». Есть обиходное понимание палеопочв: палеопочвы — это просто любые древние почвы. И есть более строгое понимание этого термина, которое создает некоторую терминологическую неопределенность. Часто палеопочвами называют те почвы, которые сформировались в прошлом, а потом были реэкспонированы и снова функционировали как почвы. Из-за этого возникло такое положение вещей, когда термин «палеопочва» оказался даже шире и менее четко определен, чем термин почвы. Поэтому для того, чтобы как-то с этой ситуацией справиться, я предложил новый термин fossil paleosoil (ископаемые палеопочвы), который сейчас достаточно широко используется, и не только мной лично, но и моими единомышленниками. Правда, мы отошли от полного написания fossil paleosoil, а используем аббревиатуру FPS. Она довольно удобна и используется в последние годы вполне широко. Что дает концепция FPS? FPS — это мультидисциплинарное изучение любых субаэральных образований, буквально от позднего докембрия до плейстоцена, соответственно, весь фанерозой, то есть палеозойская, мезозойская и кайнозойская эры.

Это дает нам возможность изучать с помощью инструментария современного почвоведения практически любые FPS-профили, начиная с очень глубокого прошлого. Причем это мультидисциплинарное изучение включает не только собственно почвенные методики, но и, скажем, палеонтологические и палеоботанические методики. Палеоботаника позволяет нам описывать ископаемые корни, которые сохранились в FPS-профиле, и, более того, позволяет их относить к определенным таксонам, использовать специальную номенклатуру для их описания. Палинологические методики позволяют извлекать практически все органикостенные ископаемые организмы, сохранившиеся в FPS-профиле, что дает ключ к пониманию того, как функционировала эта почва и какая биота существовала на этой почве.

Таким образом, с помощью методик изучения FPS-профилей мы можем от конкретики перейти к очень широкой дедукции, к реконструкции ископаемого ландшафта. В качестве примера могу привести реконструкцию раннекаменноугольного ландшафта местонахождения Хуаду, что мы сделали вместе с китайскими коллегами из университета Сунь Ятсена в провинции Гуандун, город Гуанчжоу в Южном Китае. Эта статья уже опубликована мной совместно с профессором Дзинем Дзяньхуа в авторитетном журнале.

И в этой статье мы привели пошаговую реконструкцию растительности и ландшафтов раннего карбона, в том числе привлекая данные по строению FPS-профиля местонахождения Хуаду. В качестве второго примера можно привести исследования позднемеловых палеопочвенных профилей, которые были обнаружены в местонахождении Баин-Дзак в Монголии. Это Южно-Гобийский аймак, к югу от Мандалгоби, между городами Булган и Даланзадгад. Это очень известное местонахождение, ведь именно там впервые были обнаружены яйца динозавров, были найдены многочисленные скелеты динозавров и древних млекопитающих. Сейчас выяснилось, что в этом разрезе есть многочисленные палеопочвенные профили нескольких типов. И они помогли разгадать давнюю загадку Баин-Дзака: в каких условиях формировалось это местонахождение позднемеловых динозавров (и не только динозавров).

Одно время считалось, что те образования, которые были мной описаны как палеопочвы, как FPS-профили, имеют флювиальное происхождение, то есть они отложились на дне бассейна и представлены конгломератами. Эта точка зрения бытовала довольно долго, несколько десятков лет. Потом было предложено понимание формирования позднемеловых отложений Южной Монголии, в том числе Баин-Дзака, как отложений, образовавшихся в гумидном климате с обширной, богатой растительностью, где жили многочисленные огромные динозавры. Но применительно к Баин-Дзаку эта реконструкция оказалась не вполне справедливой.

Таким образом, возник когнитивный конфликт: с одной стороны, вроде бы существует представление о гумидном климате, в котором формировалось местонахождение Баин-Дзак, а с другой стороны, здесь развиты красноцветные отложения, остатков больших динозавров нет. Возник вопрос: в каком в действительности климате образовалось местонахождение Баин-Дзак? Решить эту проблему помогло изучение FPS-профилей древних палеопочв. Мы специально организовали экспедицию на это местонахождение в 2013-м году и детальнейшим образом описали разрез (это описание опубликовано). Дали название пачкам, которые обнажаются в этом разрезе, и выяснили, что по меньшей мере на четырех уровнях в Баин-Дзаке находятся вполне развитые палеопочвы. Причем часть этих палеопочв имеет характер карбонатных панцирей. Соответственно, их можно отнести к таким субаридным или аридным почвам, которые образовались, соответственно, в условиях семиаридного климата, по всей видимости, с коротким влажным зимним сезоном и с достаточно продолжительным летним сухим сезоном. В этих условиях и произрастали растения, корневые остатки которых были найдены в нижнем палеопочвенном профиле Баин-Дзака.

После детальных исследований в Баин-Дзаке удалось найти остатки корневых частей высших растений и в верхних палеопочвенных профилях тоже. Кроме этого, были найдены остатки почвенной инфауны. В частности, в самом верхнем из хорошо развитых профилей удалось найти скорпионов — они пока не описаны, но уже изображены. Я надеюсь, что в этом году выйдет моя большая работа по Баин-Дзаку, там все эти вопросы подробно освещены. Таким образом, возвращаясь к важности изучения и описания FPS-профилей, на примере Баин-Дзака мы видим, что очень давнюю проблему палеонтологии удалось решить с помощью изучения древних палеопочв.

Огромное количество палеопочвенных профилей известно из кайнозойских отложений, в особенности из плейстоцена. В плейстоцене очень многие палеолитические памятники связаны с палеопочвенными профилями. Даже здесь, в пределах центральной части Русской равнины, довольно много известнейших палеолитических памятников связано с палеопочвами. Например, всем известная Зарайская стоянка. Там есть палеопочвенные профили, которые мы сейчас активно изучаем. Немного более молодая по возрасту стоянка Ростиславль на правобережье Оки — это Коломенский район Московской области, и там тоже есть очень интересные палеопочвенные профили. В этом сезоне мы там работали, отобрали пробы; кое-что было сделано и до этого. С помощью изучения этого палеопочвенного профиля мы подходим к реконструкции ландшафтов, в которых существовал древний человек. То есть это не отвлеченная умозрительная научная проблема. Эти исследования важны для восстановления «корней» человечества, реконструкции тех условий, в которых жили древние люди.

Необходимо сказать о проекте, который мы сейчас осуществляем. В перспективе — создание атласа эталонных палеопочвенных профилей от глубочайшего палеозоя, от ордовика, и до современности. Атлас будет включать, естественно, полную иконографию палеопочвенных профилей, их геохимическую характеристику, все, что нам удалось узнать о почвенной инфауне, об ископаемых корнях, которые обнаружены в этих палеопочвенных профилях, — все будет под одной обложкой. Я надеюсь, что это будет первый важный шаг к созданию некоей универсальной классификации ископаемых почв.

Возвращаясь к значению изучения палеопочв и древних ландшафтов, думаю, что следует подчеркнуть, что это не просто абстрактные темы. Они имеют значение и для реконструкции ранних фаз эволюции человека, для реконструкции антропогенеза, поскольку наши предки жили в определенных ландшафтах, они были с ними связаны поведенчески, этологически. И изучение палеопочв, которые связаны с палеолитическими памятниками, дает очень много ключевой информации для восстановления условий, в которых жили наши далекие предки.