Борисов А.В.   Мимоход Р.А.  

"4.2 ka event" в пустынных степях Восточной Европы: теория оптимального кризиса

Докладчик: Борисов А.В.

Исследование поддержано грантом РНФ № 17-18-01406. Полевые исследования проводились в 2013-2018 гг. при поддержке РФФИ (гранты 13-04-10021, 17-29-04257)

Аридизация климата в Западной Азии в конце III тыс. до н.э. привела к катастрофическим последствиям для земледельческих культур региона (Weiss et al., 1993). Позднее в литературе стали появляться многочисленные примеры последствий климатических катаклизмов этого времени на жизнь древних обществ (de Menocal, 2001), что в итоге привело к формированию устойчивого понятия об особом палеоклиматическом эпизоде, известном как "4.2 ka event". Масштабы климатических изменений в конце III тыс. до н.э. были столь значимыми, что послужили причиной пересмотра взглядов на периодизацию голоцена (Тесаков, 2015).
Однако, далеко не во всех регионах последствия этого климатического эпизода были столь драматичными. Так, например изменения природных условий того времени в меньшей степени сказалась на жизни культур с комплексной экономикой в горной зоне Восточного Кавказа (Ryabogina et al., 2018), а малоснежные холодные зимы в Прикаспии в этот период способствовали распространению посткатакомбных культурных формирований (Мимоход, 2011), сумевших адаптироваться к аридным условиям благодаря изменению состава стада и специализации на разведении мелкого рогатого скота (Мимоход, 2018).
Изучение природного окружения посткатакомбных культурных формирований в пустынно-степной зоне привело к более глубокому пониманию сущности процессов «аридизации» и «гумидизация». Так, в частности, было установлено, что аридизация климата в степной зоне выражается в сокращении количества осадков в холодное время года вследствие усиления азиатского антициклона (Борисов, Мимоход, 2017). В такие периоды, которые ранее рассматривались как палеоэкологические кризисы (Демкин и др., 2010), в условиях бесснежных холодных зим создаются условия для зимнего содержания скота – основы экономики обществ древних скотоводов. Напротив, в периоды известных палеоэкологических оптимумов и гумидизации климата выживание населения ставилось под угрозу. В первую очередь это относится к пустынно степной зоне, где в условиях обильных снегопадов не было возможностей для зимнего выпаса скота.
Таким образом, удалось непротиворечиво объяснить факт выживания населения в зимний период в пустынной степи в эпоху максимальной аридизации климата. Однако, при этом оставался нерешенным вопрос об условиях теплого времени года. Известно, что состояние фитоценозов в степи в летний период во многом зависит от запасов влаги в почве, формирующихся при весеннем снеготаянии. При достаточных запасах продуктивной влаги фитоценозы успешно переживают ранневесеннюю засуху, наиболее опасную для растений. Но в случае практически полного отсутствия снега выгорание степи в весенний период становится неизбежным, и, соответственно, кормовая база для летнего выпаса скота сокращается вплоть до полного отсутствия. Судьба населения в этих условиях предрешена. Но тем не менее, на протяжении нескольких столетий стабильно аридных условий жизнь в пустынно-степной зоне не прерывалась.
Объяснение этого феномена удалось получить при изучении микробных сообществ погребенных почв финала восточно-манычской катакомбной культуры и палеопочв посткатакомбного времени. Ранее было показано, что для микробоценозов почв в аридные периоды характерны низкая микробная биомасса, высокий индекс олиготрофности и уменьшение доли микроорганизмов, растущих на богатой среде и разлагающих растительные остатки (Демкина и др., 2007). Но при изучении палеопочв Волго-Донского междуречья, погребенных в конце III тыс. до н. э. была вскрыта необычная закономерность. Микробные характеристики указывали на наличие гумидного периода – живая биомасса значительно превышала фоновые показатели (в два и более раз), высокой была численность микроорганизмов, растущих на богатой среде, а индекс олиготрофности был ниже такового фоновых аналогов. При этом все химические свойства почв указывали на развитие аридных условий. В результате комплексного анализа этой ситуации впервые в практике палеоэкологических исследований был поставлен вопрос о возможности реконструкции годового хода осадков.
Как известно, в степной зоне химические свойства почв определяются условиями влагообеспеченности зимнего период. Уменьшение глубины вскипания, вымывание водорастворимых солей, формирование сегрегационных форм карбонатных новообразований, накопление гумуса, рост гумусового горизонта, увеличение магнитной восприимчивости в верхних горизонтах – иными словами все признаки гумидных условий почвообразования проявляются при увеличении влагообеспеченности холодного времени года.
Осадки, выпадающие в теплое время года, традиционно принято считать неэффективными, так как в условиях сухостепной зоны они промачивают почву на глубину не более 30 см, а в пустынно-степной зоне глубина промачивания светло-каштановых почв и солонцов в летний период еще меньше (Базыкина, 1974). При этом осадки практически не влияют на все основные почвенные химические свойства почв. 
Что касается микробного сообщества почв, то для него роль летних осадков может быть весьма существенной. Так, в частности, показано, что десять дополнительных поливов по 5 мм в летний период обеспечили увеличение массы отавы на 27%, а два полива по 25 мм вызывали увеличение фитомассы на 19%, а отавность при этом возрастала на 176% (Абрамова, 1962). Наиболее явно эффект летних осадков проявлялся на молодых растениях (Алпатьев, 1959). Высокая эффективность летних осадков на растительный покров степи связана с тем, что в корневой системе растений сохраняется высокая доля деятельных корней, способных возобновлять рост и усваивать влагу до того, как происходит ее испарение (Абрамова, 1962).
Таким образом, в степной зоне частые летние осадки, практически не оказывающие влияния на химические свойства почвы, способны вызывать существенное увеличение фитомассы, что находит свое отражение в структуре микробного сообществ почв.
Анализируя полученные закономерности, был сформулирован новый методический подход для реконструкции годового хода осадков. Суть его заключается в сопряженном анализе химических свойств почв (как индикаторов влагообеспеченности холодного времени года) и микробиологических свойств, определяющий состояние микробных сообществ, и указывающих на количество осадков в теплое время года (Khomutova et al., 2018). На основании такого анализа было установлено, что во второй половине III тыс. до н. началось прогрессивное усиление азиатского антициклона. Это приводило к тому, что в зимний период устанавливалась холодная сухая погода при малой мощностью снегового покрова, либо его полном отсутствии. В этих условиях все химические и морфологические свойств почв показывали резкое усиление засушливости. Но в этих же аридных почвах была зафиксирована весьма высокая биомасса почвенных микроорганизмов, в структуре микробного сообщества заметно возрастала доля клеток, использующих легкодоступную органику, что указывает, в свою очередь, на увеличение фитомассы, поступавшей в почвы (Khomutova et al., 2018). Очевидно, что оптимизация условий летнего времени года была вызванная периодическими небольшими осадками, которые предотвращали выгорание растительного покрова и способствовали большему поступлению в почву растительных остатков.
Таким образом, условия выживания в пустынных степях в конце III тыс. до н.э. были безусловно суровыми, но, в целом, соответствовали экономической модели общества того времени, обеспечивая возможность круглогодичного выпаса скота – в зимний период благодаря холодным и бесснежным зимам, летом – благодаря частым небольшим осадкам, предотвращавшим полное выгорание степи. Но, тем не менее, общий аридный фон, по всей видимости, был ограничивающим фактором, который послужил причиной практически полного отказа от разведения КРС и перехода на разведение мелкого рогатого скота, не столь требовательного к количеству и качеству корма.
Резкая смена природных условий в степи и значительное увеличение влагообеспеченности имело место в начале позднего бронзового века. Высокие нормы зимних осадков привели к рассолению почв, накоплению гумуса, мощной влагозарядке почвы, возрастанию продуктивности пастбищ, что способствовало расцвету срубной культуры, но только в зоне сухой степи и лесостепи, где была возможность использовать грубые корма. В пустынно степной зоне такой возможности не было, что вызвало резкое сокращение населения именно вследствие несоответствия хозяйственной модели изменившимся условиям среды.

Список литературы
Абрамова М.М. К вопросу об эффективности летних осадков в условиях в условиях засушливого климата // Почвоведение. 1962. № 9. С. 4–53.
Алпатьев А.М. Почвоувлажнительный и биологический эффект атмосферных осадков // Почвоведение. 1959. № 2. С. 12–14.
Базыкина Г.С. Водный режим и баланс мелиорируемых в культурных биогеоценозах. В кн. Биогеоценотические основы освоения полупустыни Северного Прикаспия. М.: Наука, 1974. 359 с.
Борисов А.В., Мимоход Р.А. Аридизация: формы проявления и влияние на население стеной зоны в бронзовом веке // Российская археология. 2017. № 2. С. 48-60.
Демкин В.А., Борисов А.В., Удальцов С.Н. Палеопочвы и климат юго-востока Среднерусской возвышенности в эпохи средней и поздней бронзы (XXV-XV вв. до н.э.) // Почвоведение. 2010. №1. С.7-17
Демкина Т.С., Борисов А.В., Ельцов М.В., Демкин В.А. Сравнительная характеристика микробных сообществ курганных насыпей, подкурганных и современных почв степной зоны Нижнего Поволжья // Почвоведение. 2007. №6. С.738-748.
Мимоход Р.А. Палеоклимат и культурогенез в Восточной Европе в конце III тыс. до н.э. // Российская археология. 2018 № 2. С. 33–48
Мимоход Р.А. Радиоуглеродная хронология блока посткатакомбных культурных образований // КСИА. 2011. Вып. 225. С. 28–53.
Тесаков А.С. О предлагаемой новой схеме подразделения голоцена в международной стратиграфической шкале // Бюллетень комиссии по изучению четвертичного периода. 2014. № 73.
de Menocal P. Cultural Responses to Climate Change During the Late Holocene. Science. 2001. 292 (5517). 667–673.
Khomutova T.E., Kashirskaya N.N., Demkina T.S., Kuznetsova T.V., Borisov A.V., Fornasier F., Shishlina N.I. Precipitation pattern during warm and cold periods in the Bronze Age (around 4.5-3.8 ka BP) in the desert steppes of Russia: soil-microbiological approach for palaeoenvironmental reconstruction // Quaternary International. 2019. Т. 507. С. 84–94. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2019.02.013
Ryabogina N., Borisov A, Idrisov I., Bakushev M. Holocene environmental history and populating of mountainous Dagestan (Eastern Caucasus, Russia). Quaternary International. 2018. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2018.06.020
Weiss H., Courty M.-A., Guichard F., Senior L., Meadow R., Curnov A. The genesis and collapse of Third Millennium North Mesopotamia civilization // Science. 1993. 261. 995-1004.


К списку докладов