Еще при жизни растения его клетки каменеют и в таком виде сохраняются тысячелетиями. Химический анализ показывает, какому воздействию подвергалась почва, чем занимались жившие тут племена. Но не только человек способен испортить окружающую среду — экологии вредят коровы, овцы, бобры, деревья, а также микроорганизмы, начавшие активно преобразовывать планету задолго до появления разумных существ.

Куда наши предки девали мусор

На юге Московской области восточнее Каширы находится древнее поселение Ростиславль-Рязанский. За несколько сотен лет до прихода славян и основания города тут жили финно-угорские племена, создавшие культуру, которую археологи называют дьяковской. Они занимались охотой, скотоводством, земледелием, а жилища окружали невысокими валами.

Археологи терялись с догадках: валы высотой три-четыре метра вряд ли возводились ради обороны города. Об их назначении выдвигали разные версии. Но вал у Ростиславля-Рязанского уникален, его высота — девять метров. Археологи из экспедиции Владимира Коваля (Институт археологии РАН) решили его исследовать.

«Взяли образцы грунта, отдали в лабораторию и обнаружили огромное количество окремнелых растительных клеток — фитолитов, панцирей диатомовых водорослей, спикул губок, большой процент фосфора, много обломков костей, керамики. Это было очень странно», — рассказывает доктор географических наук Александра Гольева, ведущий научный сотрудник отдела географии и эволюции почв Института географии РАН.

Такое впечатление, что на вал скидывали отходы, а это совсем не типично для фортификационного сооружения. Археологи вырезали траншеи и взяли еще образцы. И догадка Гольевой подтвердилась. Этот вал сложен мусором. Сейчас ученые обобщают данные других поселений дьяковской культуры, и похоже, что валы некоторых из них — древние свалки.

«Действительно, куда девать мусор из городища? Закопать невозможно, потому что эти племена селились по высоким берегам рек, представляющим собой скалистые уступы. В воду не сбрасывали — река кормила, там ловили рыбу. Оставалось сооружать компостные кучи вокруг. Наверное, устраивали что-то типа субботников, когда население выгребало весь мусор, навоз и относило на валы. Периодически пересыпали его слоями песка. За зиму мусор минерализуется», — объясняет Гольева.

Почвоведы разрушают легенду

Раскапывая древний город Болгар — один из центров Волжской Булгарии, археологи находили в культурном слое XIII века белесый прослой. Легенда гласит, что после того, как в 1236 году город сжег хан Батый, жители целенаправленно засыпали землю речным песком, чтобы спланировать постройки заново.

«У меня всего было пять колонок образцов белесого прослоя из одного раскопа в центре древнего города. Все они оказались одинаковыми: содержали очень много фитолитов и фосфора. Если в обычной почве его около 0,2 процента, то здесь доходило до восьми. Это был не песок, а навоз», — говорит Александра Гольева.

Кому он принадлежал и откуда взялся в центральной части города после подчинения его татаро-монголам? Эту загадку ученым еще предстоит разгадать.

Почему вымерли мамонты

Юг Североамериканского континента — это тропики и пустыня. А в последний ледниковый период, несколько десятков тысяч лет назад, его покрывали хвойные леса и тундростепи, примерно как сейчас на севере Евразии. Как и там, по территории нынешней Мексики бродили мамонты. Их скелеты и места захоронений сейчас активно изучают, пытаясь понять причину гибели животных.

«Пыльцы находят мало, зато много фитолитов, которые хорошо сохранились в вулканическом пепле. По ним видно, как хвойные деревья, разнотравье 24—26 тысяч лет назад начали сменяться пальмами и другой тропической, пустынной растительностью», — поясняет Гольева.

Потепление климата и последовавшая смена растительности рассматриваются как одна из основных причин вымирания мегафауны на планете.

Почвы катастроф

События, которые сильно и резко меняют природный почвенный покров, ученые квалифицируют как катастрофические. К ним относится, например, воздействие человека, после которого почвы не восстанавливают естественное состояние тысячи лет. Хуже только движение ледника, сдирающего все до коренных горных пород.

«Если землю долго пахали, строили на ней, дробили камни, оставляли известь, кирпич, а потом покинули насиженное место, то она долго еще испытывает сильнейший стресс. С какой скоростью восстанавливается почва? Это мы пытаемся понять», — продолжает Гольева.

И приводит в пример древние поселения на территории Башкирии в среднем течении реки Уршак. Генетический анализ останков из захоронений показал, что люди пришли туда с севера Казахстана, где в то время было очень засушливо.

В культурном слое, на первый взгляд, не было ничего странного: зола, битая керамика, разные артефакты. «Меня смущал только очень мощный золистый прослой. Я такого никогда раньше не встречала, поэтому сделала все возможные анализы. Выяснилось, что это не зола, а чистый гипс», — говорит исследовательница.

Откуда он там? Гольева показала результаты анализов специалистам по гипсовым почвам. Те заявили, что это, вероятно, дно мелкого моря возрастом сто-триста тысяч лет, но это противоречило фактам: поселение Мурадымово, изучавшееся археологами, возникло примерно 3,5 тысячи лет назад, и не в котловине, а на холме, под которым протекал ручей.

Обратили внимание на то, что жилища в Мурадымово перестраивались каждые несколько десятилетий. Спустя двести лет люди совсем покинули поселение. Почему?

Собрав всю информацию, ученые восстановили картину. Древние племена пришли на юг Уральских гор из засушливых степей, а там традиционный строительный материал — гипс. В тех климатических условиях при низкой влажности и небольшом количестве осадков гипс служит долго — века и тысячелетия.

Скорее всего, на новой родине люди выбирали места, где могли найти знакомый им стройматериал. Неслучайно выходы гипса имеются возле каждого из изученных поселений и селищ. А кочковатый рельеф поверхности типичен для гипсовых пустынь. Кстати, до прихода сюда археологов его принимали за покрытые дерном пни вырубленного в советское время леса.

Облюбовав холм возле нынешней деревни Мурадымово, древние люди принялись строить жилье из гипса. Но в более влажном климате оно быстро разрушалось. Поэтому строили снова и снова. Гипсовые отвалы копились, растворялись, соли проникали сквозь почву и трещины в грунтовые воды. В итоге вода в ручье стала горькой, непригодной для питья. Вероятно, это и заставило людей покинуть поселение.

«Устроили экологическую катастрофу своими руками. После такого почва и через десять тысяч лет не восстановится», — заключает Александра Гольева.

Накислородили новую атмосферу

У Земли очень долго была бескислородная атмосфера и гидросфера. В воздухе и воде преобладали углекислый газ, метан, сероводород, аммиак. Поэтому населяли планету в основном анаэробные организмы — такие, которым кислород не нужен. Питания на всех хватало, и анаэробы процветали. Примерно 2,5 миллиарда лет назад, а может быть, и значительно раньше, цианобактерии научились производить свободный кислород, и это стало началом конца привычного мира.

Сперва вырабатываемый микроорганизмами свободный кислород поглощали горные породы, образовывался озоновый слой. Когда поверхностные породы и газы окислились, кислород пошел в атмосферу. Примерно 850—600 миллионов лет назад его стало так много, что воздух оказался буквально отравлен.

Для анаэробов это была настоящая катастрофа: кислород для них — страшный яд, поэтому большая часть протерозойских организмов вымерла. Остались немногие, в том числе и наши далекие предки, сумевшие перестроиться и привыкнуть к смертельному газу.

Это, кстати, пошло им на пользу — кислородный обмен позволяет получать намного больше энергии, а значит, можно увеличивать размеры тела и синтезировать новые вещества. Чем больше клетка, тем больше в ней ДНК и сложнее ее строение — соответственно, возникает шанс стать многоклеточным. Так древняя экологическая катастрофа обернулась первым шагом к возникновению человека.

Выгнали рыб из воды

Четыреста миллионов лет назад, в девонский период, климат на Земле был очень жарким и мелкие водоемы постоянно пересыхали. А крупные были забиты многометровыми растениями, падавшими из-за плохо развитой корневой системы.

В наше время на органику набросились бы мириады организмов-редуцентов и быстро превратили ее в неорганические и простейшие органические соединения. Но тогда на планете их было мало и они не успевали «переварить» все утонувшие стволы. К тому же на переработку упавших деревьев уходил практически весь содержащийся в воде кислород. Поэтому, как указывает в книге «Достающее звено» российский антрополог Станислав Дробышевский, массовая гибель была обычным делом для девонских рыб.

В результате самые хитрые из них, в том числе и наши кистеперые предки, отрастили себе легкие и шею. А чтобы было проще огибать возникшие в водоемах завалы деревьев, они сначала зашагали по дну (плавники превратились в толстые конические отростки, ставшие впоследствии лапами), а потом выбрались на сушу.

Напустили газов

Третья масштабная экологическая катастрофа может случиться совсем скоро. Речь о парниковом эффекте, вызывающем глобальное потепление. Причем в этом виноваты не только люди, но и коровы, точнее их пищеварительная система.

В кишечнике коров в процессе пищеварительной ферментации образуется метан — один из главных парниковых газов. Пуская газы, животные усиливают парниковый эффект.

В 2006-м эксперты Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН заявили, что 18 процентов антропогенных парниковых газов на самом деле выделяет крупный рогатый скот. Два года спустя голландские ученые подсчитали, что одна корова в день производит 400—500 литров метана. Если же животное кормить более питательным кормом, объем выделяемого метана заметно снизится.

Однако сделать это непросто, уверяют немецкие и британские исследователи. Качество корма зависит от окружающей среды. В более теплых регионах фураж менее питателен, так как при повышении температуры в травах увеличивается количество плохо усваиваемого волокнистого материала. Таким образом, глобальное потепление снижает качество корма — и коровы выпускают в атмосферу еще больше метана, что, в свою очередь, еще больше повышает температуру. Получается замкнутый круг. Разрубить этот гордиев узел можно, только значительно сократив поголовье домашнего скота, считают ученые.

Заболотили реки, отравили атмосферу

Кроме коров, в глобальном потеплении виноваты бобры. Как установили биологи Корнеллского университета, плотины, построенные этими животными, заболачивают берега водоемов и в атмосферу выделяются метан и углекислый газ.

При этом метана образуется в десять раз больше, чем в обычной болотистой местности. Похожие результаты получили и сотрудники Университета Саскачевана  в Канаде, показавшие, что канадский бобр, строя плотины и хатки, значительно увеличивает выброс метана в атмосферу.

А вот обыкновенный бобр, обитающий в Евразии, наоборот, положительно влияет на круговорот углерода. Российские и французские ученые, изучив популяцию этих животных в бассейне Оби, тоже зафиксировали высокий уровень углекислого газа и метана в воде вблизи запруд. Но они считают, что деятельность бобров ускоряет локальный цикл углерода. Кроме того, плотины задерживают органические вещества, не давая течению унести их в Обь, и фактически обеспечивают питанием других обитателей реки там, где бобры строят запруду.

Съели абсолютно все

Овцы способны истребить все съедобные растения, включая корни. Обгладывая кору, животные обрекают деревья на медленный рост. Норвежские и британские исследователи, девять лет наблюдавшие за выпасом овец на участке березового леса на юге Норвегии, обнаружили, что годовые кольца берез, корой которых питались парнокопытные, значительно уже, чем у деревьев, не пострадавших от овец.

Узкие годовые кольца обычно свидетельствуют о неблагоприятных температурных условиях, отмечают биологи, — когда деревьям не хватает питательных веществ. Травоядные животные, судя по данным, приведенным в работе, еще сильнее тормозят рост берез и таким образом влияют на климат.

По материалам РИА Новости