Мир зеленого безмолвия

Березина Наталья Александровна

Но возвратимся непосредственно к нашим болотам. Независимо от решения задач по изучению глобальных изменений природных условий прошлого спорово-пыльцевой анализ играет существенную роль в исследовании путей формирования конкретного торфяника. Устанавливаются изменения в составе растительных сообществ, происходивших в соответствии с колебаниями климата.

Растения очень чутко реагируют на любое изменение природной среды. Одни виды начинают испытывать угнетение и даже исчезают за сравнительно короткий срок, другие приходят им на смену. Образуются новые растительные группировки. Остатки тех и других сохраняются в залежи торфа и свидетельствуют о минувших событиях. Интересно бывает сравнить данные, полученные при изучении болот на достаточно обширной территории. Это позволяет

узнать о прошлом природы ушедших эпох в масштабе целого региона.

Есть возможность установить возраст каждого изученного торфяного слоя в абсолютном летосчислении. Этому помогают археологические находки или применение радиоуглеродного метода.

Радиоуглеродный метод очень молод. Широко применять его стали только после второй мировой войны, хотя первые опыты проводились еще в конце 30-х годов. Определение абсолютного возраста торфяных отложений основано на следующем. В природе встречаются несколько изотопов углерода. В основном его масса состоит из стабильного изотопа C¹². Примесь радиоактивного C¹⁴ ничтожна, после гибели организма он начинает распадаться.

Период полураспада радиоактивного изотопа C¹⁴ — 5780±40 лет. Он и используется для исследований. C¹⁴ образуется в верхних слоях атмосферы на высоте 12—16 км под действием нейтронов, порождаемых космическими лучами, и распадается с испусканием -частиц, превращаясь в стабильный изотоп C¹².

C¹⁴ в атмосфере образуется непрерывно, но непрерывно идет и его радиоактивный распад. Возникает динамическое равновесие, и концентрация изотопа в природе практически остается постоянной.

Как стабильный, так и радиоактивный изотопы одинаково окисляются кислородом атмосферы, превращаясь в двуокись углерода (CO₂). Разница только в том, что и последняя тоже будет радиоактивна. И та и другая усваиваются растениями в процессе фотосинтеза, попадают со съеденными растениями в организм животных, растворяются в воде различных водоемов. Таким образом, радиоактивная двуокись углерода равномерно распределяется в атмосфере, биосфере и гидросфере.

Зная период полураспада и определив количество C¹⁴ в органических остатках, можно определить время, истекшее с момента гибели организмов.

Таким путем исследователь может достаточно точно установить абсолютный возраст куска торфа, поскольку его масса в основном состоит из остатков растений.

ПРОШЛОЕ БОЛОТ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

Познакомившись с основами классификации, а также с методами, позволяющими восстановить историю постепенного формирования болот до современного облика, можно с полным правом совершить экскурс в прошлое. Цель путешествия во времени — еще раз убедиться в необычайной сложности и длительности эволюционного развития заболоченных территорий, закономерности которого необходимо знать при современном освоении природных ресурсов. В своих изысканиях будем в основном придерживаться границ антропогена — последнего в истории Земли геологического периода, названного так в честь появления человека. До недавних пор он считался неизмеримо короче других периодов геологической истории нашей планеты. На его долю отводился «всего» один миллион лет. Таков был возраст наиболее древних слоев с остатками первых человеческих существ. Но в последние годы такие остатки обнаружили в горизонтах, которые значительно старше — как минимум втрое. Возможны и более древние находки. Соответственно увеличилась и продолжительность антропогена за счет сокращения предыдущего периода — плиоцена.

Изучение антропогена представляет большой научный интерес. Даже в рамках

последнего миллиона лет климат земли несколько раз резко менялся. Северное полушарие пережило многократные ледниковые нашествия. Последний ледник отступил примерно 12 тысяч лет назад, после чего началось послеледниковое время, которое и называют голоценом.

Работы последних лет подтвердили, что повсеместное заболачивание началось около 10 тысяч лет назад. Одновременно анализ имеющихся палеоботанических, палеогеографических и других данных свидетельствует о заметных изменениях природных условий и в течение послеледниковой эпохи.

Сейчас известны циклические колебания климата различной протяженности — внутривековые, вековые, многовековые.

Изменения климата влияли на речной сток, полноводность озер, экологические условия, растительный и животный мир. От этого зависел и гидрологический режим болот. Повышение температуры всего лишь на десятые доли градуса способно вызвать существенные изменения природных условий: сократить площадь полярных льдов, отодвинуть многолетнюю мерзлоту и в более высокие широты, продвинуть к северу границы лесов и тундры. Внутривековые колебания климата особенно сказываются на той растительности, для которой какой-нибудь экологический или климатический фактор находится на пределе. Меняются среднегодовые температуры или количество осадков — от этого больше страдают растения степей, заливных лугов, горных склонов. Гораздо устойчивее сообщества, существующие долго, характерные для лесов или крупных болотных массивов.

В результате многолетнего изучения строения торфяников севера Европы и ботанического состава торфа скандинавским ученым Блиттом была выдвинута гипотеза о тесной связи растительности болот с изменениями климата. Одновременно схему климатических изменений разработал другой скандинавский ученый — Мунте. Она была основана на исследовании стадий развития Балтийского моря, выделенных после изучения ископаемых моллюсков в морских отложениях и остатков растений в отложениях суши.

В 1910 г. шведский геолог Р. Сернандер, используя собственные материалы, а также работы Блитта, Мунте и других, составил таблицу колебаний климата в голоцене. Ее называют схемой Блитта — Сернандера. Схема эта получила широкое распространение. Она издавна применяется в нашей стране при изучении отложений голоцена Русской равнины и Урала. Правда, подавляющее большинство исследователей сейчас использует модифицированную схему Блитта — Сернандера в комплексе с радиоуглеродным методом определения абсолютного возраста.

За шестьдесят лет существования метода спорово-пыльцевого анализа он нашел применение на очень многих торфяных болотах разных стран. Изучен состав ископаемых пыльцы и спор в последовательных слоях торфа, для многих из них установлен абсолютный возраст. Результаты отдельных работ обобщались, поэтому можно иметь представление об истории развития природы во все этапы послеледникового времени, вплоть до наших дней, и для разных регионов планеты.

Такую же работу проделали советские исследователи М. И. Нейштадт, воссоздавший картину природы прошлого для разных районов Советского Союза, и Н. А. Хотинский — для всей северной Евразии. Теперь известно, что заболачивание обширной Западно-Сибирской равнины началось еще до окончания ледникового периода, в пору глубокой температурной депрессии.

Первые болота возникли в наиболее выраженных понижениях рельефа, и их было немало. Древнейшие центры заболачивания обнаружены сейчас в подзонах северной, средней и южной тайги. Конечно, самыми древними оказываются лишь придонные слои торфа. Изучение их подтверждает, что ландшафт в ту эпоху формировался в условиях резко континентального климата. Лесов было мало. Господствовала травянистая растительность. Повсюду в этих районах существовала многолетняя мерзлота.

Заметное потепление и смягчение природных условий означало конец ледникового периода. Стали определяться современные ботанико-географические зоны: тундровая, таежная, степная. В первую очередь это происходило за счет расширения зоны лесов. Они сплошь покрыли обширные территории, продвинулись далеко на север и в значительно меньшей степени на юг.