Успех рыбака — удача ландшафтоведа

Видовой состав и численность животных из пещерных местонахождений - богатейший материал для палеогеографического анализа, археологических и палеоландшафтных реконструкций.

Костные остатки позволяют восстановить климат и растительность антропогена. Так, например, исследования пещер свидетельствуют, что в периоды оледенений на Русской равнине степная часть и предгорья Крыма служили убежищем для способных к миграции животных. Холод и снег загоняли сюда стада сайгаков, лошадей, ослов, северных оленей; следом за ними проникали сюда песцы, белые куропатки, полярные совы. В эпоху вюрма, 70-15 тысяч лет назад, на широте нынешнего Симферополя был климат арктической тундры. Первобытным охотникам здесь было раздолье! Об этом свидетельствуют находки во многих пещерах зубов мамонтов (Мамонтовая, Караби), костей пещерного медведя и льва, носорога и пещерной гиены (Эгиз-Тинах, Кристальная, Аверкиева, Медвежья и пр.). В конце последнего оледенения лиственные леса расселились из ущелий, заняв холмистые нагорья полуострова. Сменился и состав фауны, находимой в пещерах: здесь появились кабан и косуля, гигантский и благородный олень, дикий кот и рысь (Эмине-Баир, Монастыр-Чокрак, Ени-Сала-11). Еще два-три тысячелетия - и список пополнили свиньи и овцы, козы и собаки (Геофизическая, Кастере, Мира).

Часто палеозоологические находки дают основания говорить о значительном изменении водности рек. Так, в небольших пещерах и гротах на берегах Бельбека обнаружены кости черноморского лосося, вырезуба, рыбца, судака. Луч грудного плавника, найденный в 1952 г. археологом В. Д. Лебедевым, принадлежит сому длиной более 170 см. Такой улов делает честь не только рыбакам позднего палеолита! Очевидно, реки Крыма в это время были значительно более полноводными и имели участки затопляемой поймы. Это подтверждают и находки в палеолитических стоянках Крыма бобров (Чокурча) и птиц-гидрофилов (Аджи-Коба). Находки почти целых скелетов пещерных медведей в ряде пещер Крыма и Кавказа свидетельствуют об их внезапной гибели при затоплении берлоги.

Находки отдельных видов животных позволяют говорить об изменениях конфигурации суши и моря. Если на противоположных берегах крупного водного бассейна существовали одни сухопутные виды, вероятно, их связывали "палеогеографические мосты". Иногда здесь далеко не все ясно: например, Горный Крым по разным видам фауны и флоры обнаруживает связи с Балканами, с Турцией и с Кавказом... Пещерные находки нередко позволяют скорректировать представления палеозоологов. До последнего времени считалось, что на территории бывшего СССР все полуобезьяны и обезьяны (отряд приматов), в миоцене-плиоцене заселявшие Закавказье и Северное Причерноморье, к началу антропогена были вытеснены отсюда или уничтожены. Изучение пещеры Кударо в верховьях Риони показало, что макаки в Центральном Закавказье жили еще в среднем палеолите (200-100 тыс. лет назад).

Очень большое значение имеют костные находки для археологов. В культурном слое палеолитической стоянки Староселье близ Бахчисарая (Крым) обнаружены кости 2 гигантских оленей, 4 шерстистых носорогов, 5 северных оленей, 5 пещерных гиен, 7 благородных оленей, 8 мамонтов, 9 быков, 14 сайгаков, 16 диких лошадей и... 287 диких ослов. Зоологов поразила последняя цифра: ведь дикий осел - быстроногое животное, передвигающееся со скоростью 50-60 км в час! Оказалось, что куэстовый рельеф крымского предгорья создавал идеальные условия для загонной охоты именно на лошадей и ослов, которые и сейчас любят отдыхать "на ветерке", стоя у крутых обрывов. Так совместные усилия спелеологов, зоологов и археологов помогли раскрыть "охотничьи секреты" наших далеких предков.

Дублянский В.Н.,
научно-популярная книга

Палеогеография. Свидетельство о смерти

Совместные работы биологов и спелеологов позволяют заполнить почти все строки этого неприятного, но неизбежного для всего живого документа. Вместо фамилии и имени указываются род и вид животного (например - пещерный медведь, Spelaearctos spelaeus Ros), вместо города - название пещеры и ее элемент (Красная пещера, 5 этаж), вместо причин смерти - сведения о количестве костей (50) и особей, которым они принадлежали (3).

Анализ этих материалов позволяет предположить, что смерть вызвало внезапное подтопление берлоги с тремя особями медведей разного возраста (именно в режиме подтопления работает сегодня обычно сухой 2-й этаж пещеры). Остается незаполненной одна графа: время смерти...

Довольно точный ответ на этот вопрос дает палеогеография - наука, занимающаяся воссозданием физико-географических условий, существовавших в прошлом на поверхности Земли. Медведь (Ursus arctos) и пещерный медведь (Ursus spelaeus) входят в верхнепалеолитический фаунистический комплекс. Одновозрастны им такие животные, как мамонт, шерстистый носорог, лошадь, бизон, сайга, северный олень, песец, лемминг и пр. Согласно шкале геологического времени это поздний плейстоцен, отстоящий от нас на 120-100 тысяч лет.

Но как быть, если по обломку кости нельзя установить ни "имя", ни "фамилию" животного? Это довольно частая ситуация. Значит ли это, что такая находка, с большим трудом доставленная на поверхность, совершенно бесполезна? Разум специалиста не может примириться с этим. И снова поиски, которые вскоре начали давать первые результаты.

Еще в начале XIX в. был предложен метод определения возраста костей по содержанию в них фтора. Однако, как показали дальнейшие исследования, он дает более или менее надежные результаты для одной местности, только если фоссилизация кости идет с замещением фосфорсодержащим минералом - апатитом. Украинский геолог академик И. Г. Пидопличко в 1957 г. предложил более универсальный метод - прокаливание. Суть его очень проста. При фоссилизации органическая часть костной ткани - коллаген - замещается минеральной. Если прокалить кость, оставшийся незамещенным коллаген сгорит, а заместитель останется. Тогда по убыли веса при прокаливании можно судить о возрасте кости.

Несмотря на кажущуюся простоту метод прокаливания несколько лет не давал стабильных результатов. Вот тут-то и пригодилось двойное, геологическое и биологическое, образование Г. А. Бачинского. Собрав из пещерных местонахождений Украины десятки тысяч костей разного возраста, он занялся их лабораторной обработкой. Оказалось, что для надежной возрастной датировки костей в интервале от мэотиса до голоцена можно использовать три независимых метода: определение показателя двупреломления слагающих кость минералов (Nm, меняется от 1,608 до 1,565), плотности (g, меняется от 2,94 до 2,12 г/см3) и показателя прокаливания при 100-400 °С (Кп, меняется от 2,9 до 24,0%). Совместное применение этих методов, по возможности дополняемое фторовым методом, дает почти стопроцентную уверенность в результате.

Что же дают эти данные спелеологу? Он получает возможность датировать костные находки из разных частей пещеры. Поясним это на примере вскрытой пещеры Геофизическая на Ай-Петринском массиве в Крыму. Она состоит из входной шахты, горизонтального хода, трех внутренних колодцев глубиной 15-20 м и системы ходов на дне одного из них (рис. 73). В пещере в четырех местах найдены кости разных животных. Кости первой группы имеют только голоценовый возраст (Кп 23,7); второй и третьей - в основном среднеплейстоценовый (Кп 17,9); четвертой - позднеплиоценовый (Кп 3,8). Совместный анализ морфологии пещеры, взаимоотношений поверхностных карстовых форм и подземных отложений, положения костных остатков и их возраста позволяет восстановить историю формирования системы (римские цифры на рисунке).

Разрез вскрытой пещеры Геофизическая, Крым
Рис. 73. Разрез вскрытой пещеры Геофизическая, Крым


Первой в допозднеплиоценовое время заложилась горизонтальная галерея (I), которая должна иметь продолжение за глыбовым завалом (II); затем в раннем-среднем плейстоцене за счет последовательного поглощения стока образовались внутренние колодцы (II, III, IV); а при формировании коррозионной карстовой воронки в среднем-позднем плейстоцене (V) образовался огромный шестиметровый сталактит в своде колодца (VI); наконец, в позднем плейстоцене или в самом начале голоцена над куполом в своде галереи возникла провальная входная шахта (VI), через которую начал поступать голоценовый костный материал. Немного позже эту схему удалось подтвердить геофизическими методами - было прослежено недоступное продолжение галереи, а в 330-метровом южнобережном обрыве пройдена Мисхорская пещера.

Однако коллаген и сегодня раскрыл не все свои тайны. Его крупная белковая молекула может накапливать в себе дефекты. При изучении "жесткости" коллагена методом ЯМР (ядерно-магнитного резонанса) выяснилось, что его структурные особенности зависят от возраста. На примере костей крыс, быков и человека установлено, что с возрастом температура плавления гидратов коллагена снижается с 40 до 5 °С. Возможно, скоро будет предложен метод, позволяющий по обломку кости определять не только время смерти животного, но возраст особи, в котором она погибла.

Дублянский В.Н.,
научно-популярная книга

Тафономия и геологическая летопись

Почти каждый скажет, кто написал "Туманность Андромеды" и "Лезвие бритвы", "Таис Афинскую" и "Час Быка", но вот автора монографии "Тафономия и геологическая летопись" назовут немногие.

А между тем все они принадлежат одному человеку - палеонтологу Ивану Антоновичу Ефремову, в жизни которого явь тридцати экспедиций в Зауралье и пустыню Гоби, степи Оренбуржья и дебри дальневосточной тайги переплелась с научным вымыслом земных и космических путешествий.

Иван Антонович Ефремов был первооткрывателем гигантских кладбищ динозавров. Их раскопки привели к выводу, что образование местонахождений позвоночных - не "одноразовый акт", а сложный процесс, состоящий из трех последовательных этапов: накопления костных остатков, их захоронения и фоссилизации (окаменения). Каждый из них может осуществляться по-разному.

Так, например, костные остатки могут накапливаться в результате жизнедеятельности наземных животных (включая человека) и птиц, работы поверхностных и подземных вод, "сортирующих" кости по размеру и форме; обвалов и других геологических процессов. Захоронение костей также может происходить по-разному: в логове волка или в лессовой толще, под песчаным завалом и во многолетней мерзлоте. Сохранность костей зависит от условий фоссилизации. Органическая костная ткань или разлагается, что через несколько десятилетий приводит к исчезновению костей, или замещается неорганическим веществом: кальцитом, апатитом, кремнеземом, окислами железа и пр.

Если на всех этих этапах условия для сохранения костей были благоприятными, формируются местонахождения, среди которых принято выделять водораздельный, речной, прибрежноморской, болотный, битумный и пещерный типы. Пещерный тафономический тип был выделен на основании палеонтологических раскопок, которые обычно проводились только в навесах и привходовых частях пещер.

В 1960 г. в шахтном отряде Комплексной карстовой экспедиции появился невысокий худощавый юноша, аспирант Института зоологии АН Украины Г. Бачинский. Он счастливо сочетал в себе глубокие специальные знания и энтузиазм спелеолога.

С его приходом редкие находки костей из карстовых полостей Крыма "заговорили". Он безошибочно классифицировал их, называя не только саму кость (плюсна, предплюсна и т. д.), но и животное, которому она принадлежала. Скоро Георгий полностью акклиматизировался в Крыму, и положение изменилось: он не просто определял случайные находки, но, опираясь на учение Ефремова, прогнозировал, где их можно встретить.

"Ну-ка, Саша, копни",- говорил он нашему коллектору, воспитаннику археологического кружка Малой Академии Наук Александру Ларионову. Саша копал, и из-под покрытого глиной натека появлялся череп пещерного медведя или лопатка пещерного льва...

Несколько лет напряженной работы в пещерах Крыма, Подолии, Карпат дали результат. В пещерном типе местонахождений удалось выделить тафономические фации гротов и навесов, горизонтальных пещер, пещер со входами в обрывах, вертикальных колодцев и шахт.

Бачинский успешно защитил кандидатскую диссертацию, хвалебный отзыв на которую дал сам И. А. Ефремов. А мы зачитывались у костра рукописью романа "Лезвие бритвы", которую он подарил соискателю с теплой надписью. Так мы оказались на "тропе Ефремова", с которой не сходим уже пятый десяток лет.

Костный материал, собранный в пещерах, дает очень богатую и разнообразную информацию. По набору костей можно установить количество и видовой состав особей, которым они принадлежат; воссоздать фаунистический комплекс, который образуют эти особи, а по нему - определить климат того времени.

Характер костных остатков (целые, раздробленные, обожженные, окатанные и пр.) говорит о том, как формировалось местонахождение, а наличие остатков жизнедеятельности человека или животных - как использовалась пещера; разрозненные находки ориентированных трубчатых костей говорят о направлении и силе подземного потока; наконец, находки костей животных часто дополняют представления археологов о жизни первобытного человека, его знаниях, умениях и психологии.

Дублянский В.Н.,
научно-популярная книга