ХРОНОЛОГИЯ И ВОЗМОЖНЫЕ ПРИЧИНЫ ЭКСПАНСИИ СТЕПНЫХ ЛАНДШАФТОВ НА ЮГЕ ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ В ПОЗДНЕМ НЕОПЛЕЙСТОЦЕНЕ И ГОЛОЦЕНЕ
CHRONOLOGY AND POSSIBLE CAUSES OF THE LATE NEOPLEISTOCENE-HOLOCENE STEPPE LANDSCAPES EXPANTION IN THE SOUTH OF EASTERN SIBERIA
Е.В. Безрукова
E.V. Bezrukova
Институт археологии и этнографии СО РАН
(Новосибирск, пр. акад. Лавреньева, 17)
Institute of Archaeology and Ethnography SB RAS
(Novosibirsk, acad. Lavrentiev aven., 17)
Институт геохимии СО РАН
(Иркутск, ул. Фаворского, 1А, letunova@igc.irk.ru)
Institute of Geochemistry SB RAS
(Irkutsk, Favorskogo str., 1A, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.)">letunova@igc.irk.ru)
Результаты палинологического, радиоуглеродного, палеомагнитного методов исследования кернов донных отложений озер Восточной Сибири позволили провести детальную реконструкцию динамики степных ландшафтов этой территории за последние 130 тысяч лет, установить временные рубежи и возможные причины расширения/сокращения степной растительности в этом регионе.
Palynological, radiocarbon, paleomagnetic studies applied for the lacusrtine sediments in the south of Eastern Siberia allowed detailed reconstruction of steppe landscapes dynamics for the last 130 thousand years. Possible causes and chronological boundaries of the regional steppe communities expansion/reduction were established.
Основным фактором, влияющим на формирование степей, является климат, в частности, соотношение тепла и влаги. Наряду с климатом развитие степных группировок зависит и от состава почвообразующих пород, и от исторических причин. Наземным распределителем этих показателей в Восточной Сибири служит горный рельеф. Анализ степной флоры юга Восточной Сибири показал, что она состоит из видов различного возраста, а ее развитие носило преемственный характер, по крайней мере, с палеогена [1]. Важное влияние на формирование степной флоры региона оказали климатические изменения антропогена, особенно плейстоцена. Для плейстоцена была характерна климатически-обусловленная периодическая смена ледниковых и межледниковых эпох. Именно в это время растительный покров региона приобрел облик, близкий к современному. Анализ степной флоры юга Восточной Сибири [1] показал, что в плейстоцене некогда обширный ареал ксерофитных степи оказался разорван, и с этого времени степная растительность здесь приобрела островной характер. В различные периоды плейстоцена площади степных островов могли лишь несколько расширяться или сокращаться. В целом же площади степной растительности в регионе направленно сокращались от палеогена к плейстоцену/голоцену, обогащаясь все более ксерофильными видами [1].
Материал для реконструкции возможных причин, хронологии периодов расширения степных ассоциаций на юге Восточной Сибири, где расположена значительная часть территории бассейна оз. Байкал, был получен в ходе реализации нескольких крупных международных проектов бурения донных отложений оз. Байкал и ряда малых озер и торфяников вблизи оз. Байкал [2-3]. Отложения из всех кернов датированы методами радиоуглеродного анализа и/или палеомагнитного, а их комплексное исследование показало, что все пробуренные осадочные толщи формировались непрерывно. Непрерывность процесса аккумуляции осадков, адекватные возрастные модели, высокое временное разрешение полученных записей обеспечили надежные реконструкции природной среды региона в позднем неоплейстоцене и голоцене.
Для упрощения визуального восприятия динамики степной растительности в регионе нами использовано два методических приема. Для демонстрации взаимоотношения между лесными и степными таксонами растительности за последние 130 тысяч лет рассчитан и степь/лес индекс, служащий индикатором относительного изменения уровня атмосферных осадков. Его расчет проводился согласно формуле, предложенной А. Траверсом: SFI = (Artemisia+Chenopodiaceae) / (те же + пыльца древесных) *100 [4]. Для интервала времени, охватывающего последние 50 тысяч лет, которые обеспечены наиболее надежным хронологическим контролем, на основе применения метода биомов рассчитан вклад степных, лесных, тундровых группировок в общей структуре растительности. [3].
На рис. 1 показано изменение регионального степь/лес индекса в сравнении с вариациями глобального климата в позднем неоплейстоцене – голоцене (130 тыс. л.н. –современность).
График наглядно демонстрирует временные интервалы региональной экспансии степной растительности, которые приходятся на периоды глобальных оледенений и стадиальных похолоданий. Минимальное распространение степей имело место 125-117 тыс. л.н. [5], т.е., на протяжении последнего глобального межледникового периода – аналога морской изотопно-кислородной стадии 5е (МИС 5е), и на протяжении современного межледникового периода – МИС 1, или голоцена.
Расширение пространств, занятых степной растительностью, началось в стадиальное похолодание МИС 5d. Однако возврат теплых и влажных климатических условий в МИС 5с-а привел к новому отступлению степных группировок. Максимум распространения степной растительности наступил в МИС 4, соответствующей предпоследней стадии оледенения. Но наиболее детальная картина динамики степной растительности на юге Восточной Сибири в МИС 3-МИС 1 получена на основе исследования донных отложений оз. Котокель [3], расположенного в двух километрах от восточного побережья оз. Байкал. Палинологическая запись из осадков этого озера охватывает последние 48 тысяч лет (рис. 2).
За этот период в климатической системе Земли имели место холодные и нестабильные интерстадиальные условия ~50-29(30) тыс.л.н., суровые - ледникового периода ~ 29(30)–17(18) тыс.л.н., изменчивые условия переходного периода от оледенения к современному межледниковому периоду, климатический оптимум голоцена 10–5 тыс. л.н. На рис. 2 видно, что наиболее продолжительным было улучшение климатических условий ~ 45-41 тыс. л.н., 34–32 тыс. л.н. При этом доминирующими типами растительности оставались тундровый и степной. Лесной (таежный) тип растительности не исчезал, но его площади сильно сокращались под влиянием холодного и недостаточно влажного климата. Направленное и устойчивое расширение степной растительности началось с ~ 42 тыс. л.н., а максимум имел место ~ 34-23 тыс. л.н. Заметный и устойчивый тренд сокращения степной растительности установился около 23 тыс. л.н.
В записи NGRIP ?18O самый суровый интервал начинается после короткого интерстадиала GI-5 ~ 32 тыс.л.н. и завершается ~ 23.34 тыс. л.н. потеплением GI-2. Ухудшение климата в Позднем Дриасе (YD =H0) привело к новому расширению степной, но особенно тундровой растительности. Завершение этого похолодания и начало голоцена характеризуется развитием лесной растительности с преобладанием Larix, Picea, Abies, но, главным образом, Betula sect. Albae. Оптимум голоцена рассматривается как время максимального распространения влажных кедрово-елово-пихтовых лесов в интервале времени ~10-7 тыс. л.н. Завершение оптимума произошло 6-7 тыс. л.н. одновременно с началом распространения в регионе лесной растительности современного облика из сосен Pinus sylvestris и Pinus sibirica, лиственницы. Одновременно с завершением оптимума голоцена начался процесс заметного расширения степной растительности (рис. 2). Примерно 3-2 тыс. л.н. этот процесс сменился на противоположный, но позднее 2 тыс. л.н. снова возобновилось некоторое расширение степных группировок. Еще более детальные реконструкции расширения степной растительности на юге Восточной Сибири были получены для голоцена [7]. Они показали, что степная растительность наступала в регионе около 7.5, 5.5., 3.0 и 1.000-0.5 тыс. л.н. Поскольку в настоящее время существует масса публикаций, в которых причиной «остепнения» растительности называется влияние человека на ландшафты, то и у нас было велико искушение найти взаимосвязь между культурными периодами и интервалами усиления роли степей. Однако детальный сравнительный анализ доступной археологической летописи региона с региональными и глобальными реконструкциями ландшафтов и климата показал, что изменения растительности, в том числе интервалы расширения степных группировок на юге Восточной Сибири были вызваны естественными причинами и вероятнее всего контролировались крупными циркуляционными процессами, контролировавшими водный баланс в регионе, а не активностью человека.
Реконструкция ландшафтов, климата, хронологии представленных палеогеографических событий может дать ключ к пониманию естественного тренда развития природы региона и, что не менее важно, процессов социального развития и особенностей адаптации человека к менявшимся с разной скоростью и амплитудой климату и ландшафтам и верификации прогнозных моделей изменений природной среды.
Аналитические работы были поддержаны РФФИ, проект № 12-05-00476; Программой ФНУ РАН VII.65.1. и Проектом 4.9 Программы фундаментальных исследований Президиума РАН.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Пешкова Г.А. Степная флора байкальской Сибири. М.: Наука, 1972. 204 с.
2. BDP-99 Baikal Drilling Project Members (Bezrukova E., Bychinskiy V., Bukharov A. et al.). A new Quaternary record of regional tectonic, sedimentation and paleoclimate changes from drill core BDP-99 at Posolskaya Bank, Lake Baikal // Quaternary International. 2005. V. 136. P. 33-48.
3. Bezrukova E., Tarasov P., Solovieva N., Krivonogov S., Riedel F. Last glacial–interglacial vegetation and environmental dynamics in southern Siberia: Chronology, forcing and feedbacks // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2010. V. 296. P. 185-198.
4. Безрукова Е.В., Данько Л.В., Снытко В.А., Летунова П.П., Орлова Л.А., Кузьмин С.Б., Вершинин К.Е., Абзаева А.А., Сизых А.П., Хлыстов О.М. Новые данные об изменении растительности западного побережья озера в Байкал в среднем-позднем голоцене // Доклады АН. 2005. Т. 401. № 1. С.100-105.
5. Tarasov P., Granoszewski W., Bezrukova E., Brewer S., Nita M., Abzaeva A., Oberhaensli H. Quantitative reconstruction of the last interglacial vegetation and climate based on the pollen record from Lake Baikal, Russia // Climate Dynamics. 2005. V.25. P. 625–637.
6. NGRIP dating group. IGBP PAGES/World Data Center for Paleoclimatology. Data Contribution Series. NOAA/NCDC Paleoclimatology Program, Boulder CO, USA # 2008-034. 2008.
7. Tarasov P., Bezrukova E., Karabanov E., Nakagawa T., Wagner M., Kulagina N., Letunova P., Abzaeva A., Granoszewski W., Riedel F. Vegetation and climate dynamics during the Holocene and Eemian interglacials derived from Lake Baikal pollen records // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2007. V. 252. P. 440–457.