Российские ученые прочитали климатическую историю лесостепи, используя пыльцу из нор древних грызунов

Лесостепь занимает почти пять миллионов квадратных километров Евразии – и остается одним из наименее изученных биомов в палеоэкологическом отношении. Команда российских ученых во главе с аспиранткой биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносов предложил способ исправить это: читать историю ландшафтов по пыльце, сохранившейся в погребенных норах древних грызунов - кротовьих норах. Исследователи реконструировали восьмитысячелетнюю историю климата и растений на территории современной Белгородской области. Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект № 24-17-00154), ее результаты опубликованы в научном журнале Quaternary Science Reviews.

Обычно палеоэкологи реконструируют историю ландшафтов по озерным отложениям: пыльца, которую ветер и вода несут в водоем, тысячелетиями скапливается на дне вместе с илом. Ядро таких отложений позволяет нам постоянно считывать непрерывные климатические данные. В лесной зоне много озер, в тундре — торфяники. В лесостепи это становится затруднительно: из-за засушливого климата здесь мало водоемов, их донные отложения часто прерывисты, а пыльца в них отражает не картину на обширных плато, а местную околоводную флору.

Традиционным решением для степных регионов является исследование погребенных почв под курганами. Земляной холмик сохраняет древнюю поверхность и сохраняет пыльцу времен строительства. Однако не все народы возводили курганы, и подобные памятники строго привязаны к конкретным археологическим культурам, а значит, к определенным эпохам и территориям. Между ними остаются многовековые слепые пятна. Кроме того, курган является антропогенным объектом: отделить «естественный» пыльцевый сигнал от следов деятельности человека бывает сложно.

Кротовины, норы роющих грызунов, таких как слепыш, не имеют этих ограничений. Землекопы строят туннельные системы там, где живут, то есть повсеместно в лесостепной и степной зонах. Иногда в самых глубоких тоннелях поверхностный грунт сбрасывается вместе с существовавшим в то время спектром пыльцы. Оказавшись на глубине более метра, этот материал изолируется как от деятельности почвенных животных, так и от сельскохозяйственных плугов, превращаясь в надежный слепок своего времени.

"В этом исследовании под руководством Юрия Георгиевича Чендева мы первыми использовали отложения столь сложного происхождения для реконструкции палеосреды. Раньше подобные объекты рассматривались спорадически, а их потенциал оставался недооцененным, - поясняет первый автор исследования, аспирант биологического факультета МГУ Валерий Пименов. - Для лесостепей такой подход особенно важен. Промежуточное положение в природной зональности делает эти экосистемы крайне чувствительными: даже небольшие климатические колебания здесь приводят к масштабной перестройке растительности. Новые архивы дают нам возможность детально изучить эту динамику».

Чтобы расшифровать этот подземный архив, ученые раскопали 27 древних ям на шести объектах Белгородской области. С помощью радиоуглеродного датирования они установили их возраст: самая старая кротовая нора была засыпана 8400 лет назад, самая «молодая» — 2200 лет назад. Извлеченную из них пыльцу сравнивали с крупномасштабной базой данных современных спектров пыльцы, чтобы преобразовать данные о пыльце в палеоклиматические данные.

Восстановленная хронология показала, что граница леса и степи находилась в постоянном движении. 7000 лет назад климат был гораздо суше, чем сегодня, и тогда на северо-западе нынешней Белгородской области господствовали ксерофитные полынные степи. Период увлажнения начался 6500 лет назад. На юг стала активно распространяться древесная растительность - в спектрах резко увеличилась пыльца березы, сосны и ольхи, а также широколиственных пород (дуба, липы и вяза). Этот переход сопровождался сильной эрозией почвы – об этом ученым сообщили цисты специфических водорослей (Pseudoschizaea), индикаторов сильного поверхностного стока вод.

5000 лет назад соотношение лесных и степных биомов стабилизировалось, но в этот же период в пыльцевой летописи впервые появляются следы человека: пыльца злаков и сорняков, что указывает на возникновение земледелия и скотоводства в эпоху бронзы. 2200 лет назад (в эпоху раннего железа) лесистость резко сократилась, а доля сорных растений (хеноподиевых) достигла максимума, что свидетельствует о масштабной антропогенной трансформации ландшафтов скифо-сарматскими племенами.

«Лесостепь в масштабе столетий и тысячелетий выглядит вечно движущейся границей», — отмечает Никита Лавренов, соавтор исследования, научный сотрудник Лаборатории исторической экологии Института экономики и экологии РАН. "Наши реконструкции показывают, что эта природная зона никогда не была статичной: как только климат стал немного более влажным, доля лесных экосистем увеличилась, а в засушливые фазы степь восстановила свои позиции. Используя пыльцу из нор слепышей, мы запечатлели восемь тысяч лет этого перетягивания каната. Сегодня мы наблюдаем изменение климата с беспрецедентной в историческом времени скоростью. Мы пока толком не понимаем, как на них отреагируют экосистемы - в частности, где появятся новые границы леса и Степь будет. Поиски таких новых палеоархивов, как мухи слона, дают нам данные о реконструкциях прошлого в тех регионах, где их раньше просто не существовало. Без этих знаний невозможно делать прогнозы на будущее».