CC BY
72БЮЛЛЕТЕНЬ КОМИССИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ ЧЕТВЕРТИЧНОГО ПЕРИОДА
№ 74, 2015 г.
БЕРЕЛЁХСКАЯ ПОПУЛЯЦИЯ МАМОНТОВ: ПРИРОДНАЯ СРЕДА И РАДИОУГЛЕРОДНАЯ ДАТИРОВКА
А.В. Ложкин
Северо-Восточный комплексный научно-исследовательский институт им. Н.А. Шило ДВО РАН e-mail: [email protected]
Проведены комплексные исследования местонахождения мамонтов на р. Берелех: дана криогенная характеристики осадков, приведены палинологические данные и результаты радиоуглеродного датирования.
Ключевые слова: захоронения мамонтов, термокарст, споро-пыльцевые диаграммы, радиуглеродные датировки
Большинство находок мамонтов и других представителей верхнепалеолитической фауны в Западной Берингии (Северо-Восток Сибири) сделано на Яно-Колымской низменности и островах Восточно-Сибирского моря, еще в начале голоцена являвшихся частью обширной материковой суши [Ложкин, 2002]. Остатки плейстоценовых млекопитающих приурочены здесь к высокольдистым пылеватым осадкам, слагающим высокую поверхность тундры - едому [Труды Комиссии..., 1930]. Благодаря большой скорости термоабразионных процессов эти отложения активно разрушаются. Кости, а нередко и мягкие ткани животных, вытаивающие из мерзлых пород, накапливаются в днищах термокарстовых оврагов, у подножий обрывов по берегам рек и озер, на морском пляже. Скопление костей мамонтов могут достигать значительных масштабов, как, например, местонахождение мамонтов в районе с координатами 70° 29' с. ш., 144° 02' в. д. на берегу р. Берелёх, левого притока р. Индигирка в ее низовьях [Верещагин, 1977]. Первыми комплексными экспедициями 1970-1971 гг. здесь было собрано и изучено около 8,5 тыс. костей мамонтов, принадлежащих, по данным Н.К. Верещагина, как минимум, 140 особям и относящихся «к самой поздней, финальной форме» [Верещагин, 1977. С. 49]. Важным результатом полевых работ в районе местонахождения мамонтов на р. Берелёх является открытие стоянки человека. Археологические материалы рассматривались как «самые северные следы поздней стадии дюктайской культуры» [Мочанов, 1977. С. 87]. Исследования местонахождения мамонтов
на р. Берелёх, позволившие получить новые данные по хронологии, стратиграфии, тафономии и др., были продолжены в последующие годы [Бое-скоров, 2013; Nikolskiy et al., 2010; Pitulko, 2011; Pitulko et al., 2014]. Анализ возрастной и половой структур Берелёхской популяции мамонтов подтвердил сделанные ранее выводы Н.К. Верещагина [Верещагин, 1977].
Берелехское захоронение мамонтов находится на границе лиственничной лесотундры (Larix cajanderi Mayr) и кустарниковой тундры с Salix polaris Wahlenb., S. nummularia Anderss., S. pulchra Cham., Betula exilis Sukacz. Современный пыльцевой дождь характеризуется высоким содержанием пыльцы группы древесных и кустарниковых растений (64-75% от суммы всех микрозерен, до 89% в спектрах лиственничного леса с густым подлеском из кустарниковых берез и ольховника). Доминирует в субфоссильных спектрах пыльца ольховника (Duschekia fruticosa (Rupr.) Pouzar и кустарниковых берез, единично (до 1%) встречается обычно плохо сохраняющаяся пыльца Larix. Содержание пыльцы группы травянистых и кустарничков растений, принадлежащей преимущественно Poaceae, Cyperaceae, Ericales, Artemisia, не превышает 26%. В группе спор наиболее многочисленны споры Bryales. Эти особенности современных пыльцевых спектров долины р. Берелёх учитываются при реконструкции растительности в периоды обитания мамонтов и последующих климатических изменений.
Р. Берелёх образует сравнительно глубокие меандры. Обилие стариц свидетельствуют о не-
однократных изменениях русла реки. Гибель мамонтов относится ко времени формирования высокой поймы, оказавшейся сейчас на уровне второй надпойменной террасы высотой около 15 м. Наибольшее скопление костей приурочено к юго-западному склону террасы на левом берегу реки, где находящиеся в мерзлых пылеватыми супесями беспорядочно ориентированные кости образуют в отложениях террасы на протяжении примерно 180 м своеобразный «костеносный горизонт» мощностью 1,5-2 м. Отложения террасы включают жилы повторно-жильных льдов, при вытаивании которых близ бровки террасы формируются термокарстовые овраги и «останцы» осадков (ядра жильных полигонов) - байджараки [Труды Комиссии ..., 1930]. На участке максимального скопления костей в результате разрушения жильных льдов и образования термокарстовых оврагов, сливающихся в сравнительно обширный термоцирк, высота террасы не превышает 8 м. Здесь кости мамонтов, вытаивающие из мерзлых тонких осадков, «создают» обширные «шлейфы» на бечевнике и в изобилии встречаются на дне реки. По всей вероятности, необходимо отметить, что сложность строения отложений в результате активных термоабразионных процессов могла привести к некоторому расхождению в определении глубины залегания костеносного горизонта, его соответствия определенному геоморфологи-
ческому уровню, а также перекрывающих этот горизонт погребенных почв. Разрез с костеносным горизонтом представлен слоями (сверху вниз): 1) Почвенно-растительный слой - 0-30 см; 2) Супеси серые с остатками стволов и ветвей кустарников, стеблей трав, преимущественно горизонтально-слоистые, в интервалах 110-135 см, 160-175 см включают погребенные почвы - 30-210 см; 3) Супеси серые пылеватые с обилием хаотически расположенных костей мамонтов и других млекопитающих верхнепалеолитического комплекса - 210-370 см; 4) Супеси серые с многочислшен-ными горизотальными и косыми прослойками мелкозернистого песка и слабовыраженной сетчатой криотекстурой - 370-495 см; 5) Песок мелко-и среднезернистый буровато-серый - 495-505 см; 6) Супеси серые, буровато-серые с прослоями и линзами (мощностью 3-6 см) светло-серого мелкозернистого песка с горизонтально-слоистой сетчатой криотекстурой - 505-570 см. Нижние слои закрыты оплывшими осадками.
Пыльцевая диаграмма осадков, включающих «костеносный горизонт», составлена с использованием программ Tilia и Tilia-graph (http://museum. state.iLus./pib/grimm/tiHa) (рис. 1, 2). Содержание каждого пыльцевого таксона приводится в процентах от суммы всех пыльцевых зерен. Участие спор рассматривается как относительная величина, которая определяется отдельно для каждого
Рис. 1. Процентные соотношения групп растительности, основных пыльцевых и споровых таксонов в отложениях с костеносным горизонтом (пояснения в тексте)
Рис. 2. Второстепенные пыльцевые и споровых таксоны, водные растения в спектрах отложений с костеносным горизонтом
спорового таксона от общего количества пыльцы. В левой части диаграммы на рис. 1 показаны соотношения групп растительности - пыльцы группы древесных и кустарниковых растений, пыльцы группы кустарничковых и травянистых растений и группы спор. По соотношению групп растительности, основных пыльцевых и споровых таксонов выделяются три пыльцевые зоны. Спектры нижней зоны BR1 с высоким содержанием пыльцы Betula и Poaceae и участием пыльцы Larix показывают развитие лесотундры, сменявшейся березовой кустарниковой и травянисто-кустарниковой тундрами. По всей вероятности, эту зону следует рассматривать как переходную от позднего термо-хрона (изотопная стадия 3, каргинский интервал) к позднему криохрону (изотопная стадия 2, сар-танский интервал) плейстоцена. Зона BR2 - травянистая пыльцевая зона, весьма характерная для ледниковых интервалов позднего плейстоцена [Позднечетвертичные..., 2002], отражает тундровые растительные сообщества, развивавшиеся в условиях максимального похолодания в позднем криохроне. Доминирующая в спектрах зоны пыльца Poaceae свидетельствует о господстве злаковых и злаково-разнотравных сообществ с Cyperaceae, Ranunculaceae, Rubus chamaemorus и др. Сравнительное обилие в спектрах пыльцы Artemisia (до 25%), участие спор Selaginella (S. rupestris), а также постоянное присутствие пыльцы типичных представителей тундровых арктических сообществ
Западной Берингии Asteraceae, Caryophyllaceae, Saxifragaceae, Fabaceae, Chenopodiaceae, Rosaceae и др. указывают на широкое развитие дренируемых участков и осыпей на склонах. Сообщества Artemisia доминировали на сухих, прогреваемых солнцем участках. Весьма низкое содержание в спектрах пыльцы Ericales в сочетании с небольшим участием спор Sphagnum показывает, что умеренно влажные верескоцветные сообщества были ограничены по площади.
Палинологическая характеристика зоны BR2 дополняется данными спорово-пыльцевого анализа образцов пылеватых супесей, отобранных непосредственно из черепов мамонтов и в точках наибольшего скопления костей (рис. 3, 4). Образцы отбирались по всему костеносному горизонту от его верхнего слоя до подошвы: 1 - череп мамонта; 2 - череп мамонта; 3 - пылеватые супеси с шерстью и обрывками кожи мамонта из лобной части черепа; 4 - растительный детрит с шерстью и серым суглинком из черепа мамонта;
5 - пылеватые супеси из зуба в нижней челюсти мамонта (нижний слой костеносного горизонта);
6 - серые пылеватые супеси с шерстью из подбородочной части нижней челюсти мамонта; 7 - пылеватые супеси с шерстью (под бивнем мамонта); 8 - тонкослоистые серые пылеватые супеси в месте скопления костей мамонта. В пыльцевых спектрах осадков, включающих кости, мягкие ткани и шерсть мамонтов, подавляющее
Рис. 3. Процентные соотношения групп растительности и основных пыльцевых таксонов в спектрах костеносного горизонта
Рис. 4. Второстепенные пыльцевые таксоны и споры в спектрах костеносного горизонта
количество микрозерен продуцировано травянистыми растениями (рис. 3), весьма разнообразными по составу и отражающими различные места обитания: Егюа^, Ranunculaceae, ТЪаПсй-ит, Fabaceae, Rosaceae, Saxifragaceae, Asteraceae, Pedicularis, Polemoniaceae, Apiaceae, Gentiana, Chenopodiaceae, Brassicaceae (рис. 4). Также как и в спектрах зоны ВЯ2 доминирует пыльца Poaceae
(до 52%) и в заметных количествах встречается пыльца Cyperaceae (до 15%), Caryophyllaceae (до 18%), Artemisia (до 15%). Обращает внимание изменение содержания пыльцы группы древесных и кустарниковых растений от 5-10% в образцах 2-5 до 20-30% в образцах 6-8 из пылеватых супесей с хорошо выраженной тонкой слоистостью (рис. 3). Пыльца кустарников, характерных для тундро-
вых сообществ побережья Восточно-Сибирского моря, Betula exilis, Salix spp., присутствует в этих спектрах в количествах соответственно 14 и 15%. Такие черты спорово-пыльцевых спектров из ко-стеносного горизонта подтверждают выводы, что лесная растительность в период его формирования отсутствовала в бассейне нижнего течения р. Индигирка и в ландшафте господствовали травянистая и травянисто-кустарничковая тундры. Средние летние температуры (июльские) вряд ли были выше 8-10° С [Ложкин, 1977]. Сравнительно высокое содержание в спектрах некоторых образцов из костеносного горизонта пыльцы Alnus (до 20% в образце 6) сопоставимо с ее участием в современном пыльцевом дожде на о-ве Бол. Ляховский (Новосибирский архипелаг) и может быть объяснено ветровым заносом из дальних источников [Ложкин, 1990]. Анализ спорово-пыльцевых спектров зоны BR2 и осадков костеносного горизонта показывает, таким образом, что растительность в период существования берелёхской популяции мамонтов представляла сочетание различных тундровых сообществ: прерывистый покров из трав и плаунка сибирского на возвышенных участках, влажные и умеренно влажные осоково-моховые и осоково-злаковые сообщества с невысокими кустами Betula exilis (до 25%) и Salix (до 16%). Если принять во внимание плохую сохранность пыльцы Salix, то можно полагать, что ива была наиболее распространена среди кустарниковой растительности в долине р. Берелёх и образовывала густые заросли по берегам рек и озер.
Резкое увеличение количества пыльцы кустарниковых растений (до 52-80%), прежде всего пыльцы Betula (до 46%) и Alnus (до 47%), явилось основанием для выделения пыльцевой зоны BR3 (рис. 1, 2). Эту зону следует рассматривать как березово-ольховниковую, отражающую смену травянистых и травянисто-кустарничковых тундр крупнокустарниковой тундрой, а затем лиственничной лесотундрой. Ольховник начинает играть все большую роль в растительном покрове, по-видимому, образуя не только подлесок в лиственничных насаждениях, но и самостоятельные сообщества на небольших возвышениях и вблизи рек. В спектрах зоны BR3 возрастает содержание пыльцы Ericales и спор Sphagnum, что указывает на развитие сообществ верескоцветных. Участие пыльцы Poaceae, Artemisia снижается, но она продолжает оставаться важным компонентом пыльцевых спектров. К зоне BR3 относится радиоуглеродная датировка 11870±60 л. н. (МАГ-117) по растительным остаткам из погребенной почвы на глубине 170 см от поверхности термокара на участке наибольшего скопления костей мамонта. Она аналогична датировке 11830±110 л. н. (ЛУ-
147), полученной по корням и ветвям ивы, происходящим, по-видимому, из того же слоя [Верещагин, 1977]. Две другие датировки по радиоуглероду - 10440±100 л. н. (МАГ-119) на глубине 135 см от поверхности термокара и 10260±155 л. н. (МАГ-118) на глубине 110 см, также характеризующие зону ВЮ, получены по растительным остаткам из залегающего выше горизонта погребенной почвы.
Датировка МАГ-117 была одной из первых в пыльцевых летописях Западной Берингии, характеризующих время значительной перестройки растительного покрова региона, вызванной весьма существенным потеплением климата 12,4 тыс. л. н. В течение непродолжительного временного интервала господствовавшие на большей части территории Западной (Северо-Восток Сибири) и Восточной (Аляска) Берингии в период максимального похолодания климата в конце позднего плейстоцена (морская изотопная стадия 2) мозаичные травянистые тундры сменяются кустарниковой березовой тундрой. Убедительным доказательством катастрофически быстрого потепления климата 12,4 тыс. л. н. являются непрерывные климатические записи в осадках ледниковых, под-прудных озер Берингии [Позднечетвертичные..., 2002; Андерсон, Ложкин, 2014]. Подобная смена осоково-злаковых, злаково-полынных тундровых сообществ кустарниковой березовой тундрой установлена в осадках кратерного оз. Эльгыгыт-гын за Полярным кругом Чукотки, что подтверждается датировкой по радиоуглероду 12250±70 л. н. (№КЬ-11028) [Шило и др., 2001].
Пик пыльцы травянистых растений в зоне ВК2 (рис. 1) может быть охарактеризован радиоуглеродной датировкой ноги мамонта, извлеченной из костеносного горизонта. Для датирования использовалась кожа, сохранившая весьма свежий вид в мерзлых осадках. Как показал опыт датирования ископаемых млекопитающих по мягким тканям, кожа является весьма надежным материалом для радиоуглеродного анализа благодаря малой проницаемости для растворов и устойчивости к процессам минерального замещения. Получена дата 13700±80 л. н. (МАГ-114) [Ложкин, Парий, 1985], позволяющая отнести формирование местонахождения мамонтов к ньяпанской стадии сартан-ского оледенения [Кинд, 1974]. Эта датировка отвечает общей направленности изменений климата Берингии в конце плейстоцена. К ней близка радиоуглеродная дата 13420±200 л. н. (ИМ-152) по древесине из культурного слоя палеолитической стоянки, обнаруженной вблизи Берелёхского местонахождения мамонтов [Мочанов, 1977].
Радиоуглеродные датировки по костным остаткам в Берелёхском местонахождении мамонтов не
соответствуют непрерывной климатической летописи, характеризующей переходный от плейстоцена к голоцену период [Позднечетвертичные..., 2002]. Это серьезный аргумент, свидетельствующий о том, что датировки омоложены. Кости не могут быть надежным материалом для датирования по радиоуглероду, так как обладают достаточной высокой абсорбцией. Омоложение особенно заметно, если кости какое-то время находились на поверхности после вытаивания из мерзлых осадков. Этим объясняется значительный разброс полутора десятков радиоуглеродных датировок по костям в Берелёхском местонахождении - от 10370±90 л. н. (СОАН-327) по позвонку до 12720±100 л. н. (ГИН-13179) по челюстной кости, а также 13205±150 л. н. ^Е-2335) по бивню мамонта. Такие датировки не могут определить время образования захоронения большого количества мамонтов в долине р. Берелёх, а лишь показывают, что оно возникло не менее 10 тыс. л. н.
Первые радиоуглеродные датировки, показавшие разные значения возраста [Верещагин, 1977], дали основание предположить, что Берелёхское местонахождение образовалось в результате сноса мамонтов паводковыми водами в район урочища Угамыт. Трудно также представить, что на протяжении нескольких столетий самки и молодые мамонты приходили в одно и то же место, чтобы остаться там навсегда. Несомненно, такие местонахождения мамонтов, как Берелёхское, «являются индикатором происходивших в позднем палеолите локальных экологических катастроф, возникновение которых было обусловлено проявлением экстремальных седиментационных процессов» [Лаврушин, Бессуднов, 2015, с. 255].
В образовании Берелёхского местонахождения мамонтов решающую роль сыграли термокарстовые процессы, которые привели к одновременной гибели большой группы животных. Эти процессы связаны с постепенным таянием жил повторно-жильных льдов, сформировавшихся в осадках, слагающих сейчас вторую надпойменную террасу р. Берелёх. При таянии ледяных жил в пределах сравнительно большой по площади слабонаклонной поверхности, характеризующейся скрытопо-лигональным микрорельефом, в верхней толще отложений образуются линзообразные или воронкообразные углубления (ямы), заполненные водой с большим количеством минеральных частиц и органических остатков. Часто такие ямы перекрыты ненарушенным растительным слоем, опорой для которого является вода, и превращаются в термокарстовые ловушки для животных. Заполненные водой ямы под растительным слоем обычно образуются около зарослей ольховника, кустарниковых берез и ивы. Вода активизирует оттайку жил
повторно-жильных льдов. При вытаивании осадков, слагающих ядра жильных полигонов, образуется плывучая тонкодисперсная масса. Эта очень вязкая масса захватывает животных и даже сильному мамонту нелегко выбраться из потока «разжиженной алевритовой массы» [Лаврушин, Бессуднов, 2015, с. 255]. Реликтовая термокарстовая котловина сохранилась в рельефе в настоящее время на участке скопления костей мамонтов. Ее возникновение привело к понижению уровня рельефа не менее чем на 7 м. Горизонтально-слоистые супеси с остатками растений и погребенными почвами, залегающие выше костеносного горизонта, отражают особенности формирования осадков в термокарстовой котловине.
Термокарст с вытаиванием жил повторно-жильных льдов как естественный природный процесс наблюдается в районах развития много-летнемерзлых пород не только в периоды относительного потепления климата, но и в ледниковые стадии. Активно проявляется он и в настоящее время на Приморских низменностях Якутии, а также в горных областях Колымы и Индигирки, например, на слабонаклонных широких террасоу-валах в речных долинах. В одной из миниатюрных термокарстовых ловушек, образовавшейся на сравнительно ровной поверхности террасоувала в долине р. Киргилях (Верхняя Колыма) 41 тыс. л. н. погиб мамонтенок Дима [Шило и др.,1983].
Анализ палинологических данных и радиоуглеродного датирования, криогенной характеристики осадков Берелёхского местонахождения мамонтов, а также отдельных уникальных находок ископаемых животных показывает важность комплексного подхода к изучению захоронений верхнепалеолитической фауны для решения палеогеографических и палеоклиматических проблем позднего антропогена.
Исследования поддержаны Дальневосточным отделением РАН (проект 15-I-2-067), Российским фондом фундаментальных исследований (проект 15-05-06420). Благодарю Ю.А. Корзун за помощь в подготовке материалов.
Литература
Андерсон П.М., Ложкин А.В. Восточная Берингия. Климаты и окружающая среда в период инициального заселения Арктики человеком // Первоначальное заселение Арктики человеком в условиях меняющейся природной среды. Атлас-монография (Редакторы В.М. Котляков, А.А. Величко, С.А. Васильев). М.: ГЕОС, 2014. С. 257-268. Боескоров Г.Г. Памятник природы «Берелёхское кладбище мамонтов» // Известия Самарского научного центра РАН, вып. 3-2, том 15, 2013. С. 806-809.
Верещагин Н.К. Берелехское «кладбище» мамонтов // Мамонтовая фауна Русской равнины и Восточной Сибири (Под редакцией О.А. Скарлато). Л.: Труды Зоологического института АН СССР, том 72, 1977. С. 5-50.
Кинд Н.В. Геохронология позднего антропогена по изотопным данным. Труды Геологического института АН СССР, вып. 257. М., 1974. 255 с.
Лаврушин Ю.А., Бессуднов А.Н. Основы седимента-ционно-палеозоологической концепции о причинах возникновения «кладбищ» мамонтов в позднем палеолите // Фундаментальные проблемы квартера, итоги изучения и основные направления дальнейших исследований: Материалы IX Всероссийского совещания по изучению четвертичного периода. Иркутск: Изд-во Института географии им. В.Б. Со-чавы СО РАН, 2015. С. 255-257.
ЛожкинА.В. Условия обитания Берелехской популяции мамонтов // Мамонтовая фауна Русской равнины и Восточной Сибири. Тр. Зоологического института АН СССР, т. 72. Л.: 1977. С. 67-68.
Ложкин А.В. К вопросу о комплексном подходе к изучению местонахождений мамонтов на Северо-Востоке СССР // Бюллетень Комиссии по изучению четвертичного периода. М.: Наука, 1990. № 59. С. 156-159.
Ложкин А.В. Границы Берингии в позднем плейстоцене и голоцене // Четвертичная палеогеография Берин-гии. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 2002. С. 4-12.
Ложкин А.В., Парий В.П. Опыт радиоуглеродного датирования верхнечетвертичных отложений. Магадан: СВКНИИ ДВНЦ АН СССР, 1985. 43 с.
Мочанов Ю.А. Древнейшие этапы заселения человеком Северо-Восточной Азии. Новосибирск: Наука, 1977. 264 с.
Позднечетвертичные растительность и климата Сибири и Российского Дальнего Востока (палинологическая и радиоуглеродная база данных). Под редакцией П.М. Андерсон, А.В. Ложкина. Магадан: СВНЦ ДВО РАН. 370 с. (русский и английский).
Труды Комиссии по изучению Якутской Автономной Советской Социалистической Республики, том XV. Ленско-Колымская экспедиция 1909 г. (Под редакцией В.Л. Комарова). Л.: Изд-во Академии наук СССР, 1930. 396 с.
Шило Н.А., Ложкин А.В., Андерсон П.М., Белая Б.В., Стеценко Т.В., Глушкова О.Ю., Бригхем-Гретти Дж., Мелес М., Минюк П.С., Новачек Н., Форман С. Первая непрерывная пыльцевая летопись изменений климата и растительности Берингии за последние 300 тысяч лет // Доклады РАН, 2001. Т. 376, № 2. С. 231-234.
Шило Н.А., Ложкин А.В., Титов Э.Э., Шумилов Ю.В. Киргиляхский мамонт (палеогеографический аспект) (Под редакцией И.П. Карташова). М.: Наука, 1983. 214 с.
Nikolskiy P.A., Basilyan A.E., Sulerzhitsky L.D., Pitulko V.V. Prelude to the Extinction: Revision of the Achchagyi-Allaikha and Berelyokh mass accumulations of mammoth // Quaternary International. - 2010. - Vol. 219. P. 1-25.
Pitulko V.V. The Berelekh Quest: A Review of Forty Years of Research in the Mammoth Graveyard in Northeast Siberia // Geoarchaeology, 2013. Vol. 26, № 1. P. 5-32.
Pitulko V.V., Basilyan A.E., Pavlova E.Y. The Berelekh Mammoth "Graveyard": New Chronological and Stratigraphical Data from ther 2009 Field Season // Geoarchaeology, 2014. Vol. 29. P. 277-299.
A.V. Lozhkin
THE BERELEKH MAMMOTH POPULATION: ENVIRONMENTAL CONDITIONS AND RADIOCARBON AGE
The paper describes the results of comprehensive studies of The Berelekh mammoth grave-yard: cryogenic characteristics of the accommodating deposits, palynological data and results of radiocarbon dating.
