Среди многих палеогеографических загадок проблема распространения и вымирания мамонтовой фауны одна из наиболее волнующих. Как широко распространялся мамонтовый ареал, что ели и пили эти северные гиганты, когда и почему исчезли - это только малая часть вопросов, которые вот уже почти три столетия, со времени обнаружения первых останков мамонтов во льдах Сибири [Верещагин, 1979], интересуют исследователей. В последние годы на часть из этих вопросов получены уверенные ответы. Главным образом это связано с радиоуглеродным исследованием мамонтовых останков [Васильчук, 1992; Сулержицкий, 1997; Сулержицкий и Романенко, 1997; Stuart, 1991; Vasil'chuk et al., 1997; Юрибейский мамонт…, 1982; Киргиляхский мамонт…, 1983] и изучением стабильных изотопов во вмещающих их мерзлых отложениях Сибири [Васильчук, 1992; Vasil'chuk et al., 1997; Vasil'chuk, 1998]. Сейчас можно считать установленной в самых общих чертах историю ареала позднеплейстоценового мамонта в период последних 40 тыс. лет на обширных пространствах Сибири и в ряде районов Европы. Известно, что они обитали практически на всем пространстве позднеплейстоценовой криолитозоны, простиравшейся от побережий Арктики почти до 40° с.ш. В тех районах, где сохранились неизменными мерзлые породы, формировавшиеся в этот период, найдены и всесторонне исследованы неразложившиеся туши мамонтов, получившие надежный радиоуглеродный возраст [Юрибейский мамонт…, 1982; Киргиляхский мамонт…, 1983].

Сложнее обстоит дело с находками скелетов и отдельных костей. Вызывает беспокойство то, что даже в тех случаях, когда они обнаруживаются в мерзлых породах, не может быть гарантии, что они некоторое время не пролежали на поверхности и могли быть подвергнуты преобразованиям. Такие же преобразования могли происходить с костями, которые вымывались и переотлагались в отложения более молодого возраста. Радиоуглеродное датирование таких костей может требовать особого подхода к их очистке. Исследования в этом направлении, выполненные в разных лабораториях мира, позволяют говорить о том, что в настоящее время существуют удовлетворительные методики выделения и очистки углерода органического вещества и, в частности, коллагена растворами соляной кислоты. Об этом говорит удовлетворительная сходимость дат, полученных по костям скелета одной и той же особи мамонта, имевших разную степень разложения. Также на удовлетворительный характер лабораторной подготовки образцов и точность измерений их радиоуглеродного возраста сцинтилляционным методом показывает сравнение измерений, выполненных в разных лабораториях [Сулержицкий, 1997; Vasil'chuk, 1998]. Определенные сомнения возникли на начальном этапе применения AMS-датирования (ускорительная масс-спектрометрия), когда были получены датировки одной и той же особи мамонта, отличающиеся более чем на 7 тыс. лет. Однако в последние годы и эти проблемы находят свое решение. На это, в частности, указывает хорошая сходимость датировок по голоценовым мамонтам о. Врангеля, полученным как стандартным, так и AMS-датированием. В связи с этой проблемой нам особенно интересным представляется совпадение четырех датировок, полученных нами одновременно, независимо и анонимно из различных местонахождений Евразии. Совпадение датировок оказалось удивительно точным как по костям из криолитозоны Сибири: обнажение Мус-Хая и о. Шокальского, так и из районов, где сейчас многолетнемерзлые породы отсутствуют: долина реки Ангары и Костенки на Дону (табл.1).

Особенно убедительно то, что хорошая сходимость датировок продемонстрирована как для сравнительно древних (около 35 тыс. лет назад), так и для молодых костей (около 13 тыс. лет назад). Во всех четырех случаях различия в датировках, полученных разными методами, были значительно меньше 1 тыс. лет. Это говорит о том, что сегодня мы имеем надежную методику лабораторной подготовки костного материала и опробированный способ уверенного определения радиоуглеродного возраста даже небольшого количества костного материала. Выполненное датирование позволило также получить недостающие датировки в интервале от 32 до 10 тыс. лет назад, свидетельствующие о широком распространении мамонтовой фауны на п-ове Ямал на севере Западной Сибири в позднем плейстоцене. Эти датировки в совокупности с ранее полученными датами по криолитозоне Сибири дают возможность говорить о широком и непрерывном существовании мамонтовой популяции в субарктических регионах.

Для реконструкции палеотемператур «мамонтового времени» мы использовали изотопно-кислородные данные по повторно-жильным льдам (вертикальной протяженностью от 20 до 40 м ), которые формировались из талого снега в позднем плейстоцене в тех же районах, где обитали мамонты, на что указывают костные останки мамонтов, обнаруженные в отложениях, вмещающих ледяные жилы. Накопление сингенетических жил происходило постепенно по мере накопления вмещающих их отложений, их датирование выполнено с использованием радиоуглеродных датировок органического материала (в том числе и костных мамонтовых остатков), в изобилии встречающегося во вмещающих повторно-жильные льды и синхронных им толщах [Васильчук, 1992; Vasil'chuk et al., 1997; Vasil'chuk, 1998]. Измерив содержание кислорода-18 в повторно-жильных льдах, мы решили сразу две задачи: первая - получили изотопный состав снега, который использовали мамонты для утоления жажды в зимнее время, а это основная часть их водного рациона, так как зима на большей части территории, где обитали мамонты, длилась более 9-10 месяцев; второе - получили значения среднезимних (t_{ср. зимн}) и среднеянварских (t_{ср. янв}) температур для разных временных отрезков позднего плейстоцена для разных районов Сибири. Они реконструированы с помощью простых и надежных соотношений: t_{ср. зимн} = δ¹⁸О(±2°С) и t_{ср. янв} = 1.5δ¹⁸О(±3°С), полученных [Васильчук, 1992] на основе сравнения современного распределения зимних температур и значений δ¹⁸О в современных ледяных жилах. Полученное распределение δ¹⁸О по вертикали (а следовательно, по времени, так как лед жил уверенно датирован) в ледяных жилах из более чем 30 разрезов различных регионов Сибирской криолитозоны позволяет оценить условия местообитаний основных мамонтовых популяций (табл. 2). Термином популяция мы обозначаем совокупность мамонтов, занимающих определенную территорию.

Изотопно-кислородные данные, полученные по повторно-жильным льдам [Васильчук, 1992; Vasil'chuk, 1997; 1998], свидетельствуют о существовании длительного периода криохрона (длительностью более 30 тыс. лет) с довольно однородными климатическими условиями в зимнее время, что привело к приспособленности мамонтов к условиям чрезвычайно длительной и суровой зимы, в течение которой длинная шерсть и толстый слой жира предохраняли их от охлаждения.

В связи с получением изотопно-кислородной летописи существования мамонтовых популяций во времени исследована еще одна возможная причина их исчезновения. Наступление голоцена фиксируется по изотопно-кислородным данным заметным повышением зимних температур [Васильчук, 1992] и, вероятно, выработанные адаптационные особенности строения тела и волосяного покрова мамонтов стали препятствием к развитию вида и даже самому его существованию во время голоценового потепления. Наряду с резким повышением зимних температур возросла нестабильность зим. Нестабильность зимних условий выражалась в частых зимних оттепелях, что приводило к образованию ледяных корок на поверхности и в толще снега и нарушениям в цепи питания мамонтов. Приспособленность мамонтов к добыванию пищи в суровых, но стабильных зимних условиях позднего плейстоцена могла сыграть роковую роль при резких скачках зимних температур в голоцене. Таким образом, вполне вероятно, что основной причиной сокращения популяции мамонтов и последующего ее вымирания, могло быть изменение зимних условий на рубеже голоцена и позднего плейстоцена, возможно, и не столь катастрофического в климатическом плане, но оказавшегося губительным для мамонтовых популяций на обширном пространстве Арктического побережья, где кратковременные оттепели зимой приводили к образованию толстой ледяной внутриснежной корки, препятствующей подснежной добыче сена и иного растительного корма. Несомненно, серьезным препятствием были и поверхностные ледяные корки, которые ограничивали возможность дальних миграций мамонтов в поисках пищи. Это вело к катастрофическому истощению этих крупных зверей.

В голоцене ареал мамонтовой популяции резко сократился - мамонты остались в небольших количествах только там, где зимы были достаточно холодными, а антропогенный пресс отсутствовал - это районы многолетнемерзлых пород, расположенные за полярным кругом на п-овах Ямал, Гыданский и Таймыр, в районе Нижней Колымы и на островах арктических архипелагов и особенно на о. Врангеля, где островная популяция мамонтов просуществовала рекордно долго [Вартанян и др., 1992].

Среди главных особенностей палеоэкологии мамонтов, на которые указывает анализ радиоуглеродных дат, то, что в течение всего периода, по крайней мере, от 40 до 10 тыс. лет назад мамонты были очень широко и повсеместно распространены на территории современной криолитозоны и палеокриолитозоны. Трудно выделить периоды их большей или меньшей концентрации, в каких либо частях палеокриолитозоны. Очень важным видится и вывод о совпадении южной границы ареала мамонта в позднем плейстоцене и южной границы распространения повторно-жильных льдов в «мамонтовое время», реконструированной по самым южным находкам псевдоморфоз [Васильчук, 1992]. Мы не обнаружили какие-либо временные лакуны в радиоуглеродных датировках, а значит и в распространении мамонтов ни в Европе, ни в Азии [Сулержицкий, 1997; Сулержицкий и Романенко, 1997; Vasil'chuk et al., 1997]. Это означает, что существование обширного сплошного наземного оледенения для этих территорий нереально. Особенно интересны в этом плане позднеплейстоценовые датировки мамонтов в Скандинавии [Berlund et al., 1976; Donner et al., 1979; Follestad & Olsson, 1979; Aaris-Sørensen et al., 1990] - они указывают на распространение Скандинавской популяции мамонтов 40-10 тыс. лет назад; вероятно, в этот период наряду с ледником здесь была распространена криолитозона, с большими внеледниковыми участками.

Авторы благодарны Н. Буданцевой, Г. Медведеву, Э. Вангенгейм, В. Питулько, Н. Праслову, В. Штро за помощь в полевых сборах мамонтовых останков, и С. Зимову за обсуждение проблем экологии мамонтов.

Исследования частично финансируются Российским фондом фундаментальных исследований (гранты 97-05-64320,97-05-96508,96-05-65311 и 99-05-65075) и программой «Интеграция» (гранты 5.1-425,2.1-КО-802 и 4.1-792-05), а работы американских коллег поддерживаются грантами NSF (SBR-92-19868) и Аризонского университета (EAR-95-08413).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Вартанян С.Л., Арсланов Х.А., Тертычная Т.В., Чернов С.Б. Вековая динамика биогеоценозов. М.: Наука, 1992. С. 52-53.

2. Васильчук Ю.К. Изотопно-кислородный состав подземных льдов (опыт палеогеокриологических реконструкций). М., 1992. Т. 1. 420 с; Т. 2. 264 с.

3. Верещагин Н.Н. Почему вымерли мамонты? Л.: Наука, 1979. 196 с.

4. Киргиляхский мамонт. Палеогеографический аспект / Под ред. Н.А. Шило. М.: Наука, 1983. 214 с.

5. Сулержицкий Л.Д. // Человек заселяет планету Земля. Глобальное расселение гоминид. М., 1997. С. 184-200.

6. Сулержицкий Л.Д., Романенко Ф.А. // Криосфера Земли. 1997. Т. 1. № 4. С. 12-19.

7. Юрибейский мамонт / Под ред. В.Е. Соколова. М.: Наука, 1982. 160 с.

8. Stuart A.J. Mammalian extinctions in the late pleistocene of Northern Eurasia and North America // Biol. Rev. 1991. V. 66. P. 453-562.

9. Aaris-Sørensen K., Petersen K.S., Tauber H. // Danmarks Geol. Undersøgelse. 1990. Bd. 14. S. 1-44.

10. Berglund B.E., Håkansson S., Lagerlund E. Radiocarbon-dated mammoth (Mammuthus primigenius Blumenbach) finds in South Sweden // Boreas. 1976. V. 5. №3. P. 177-191.

11. Donner J., Jungner H., Kurten B. // Bull. Geol. Soc. Finland. 1979. V. 51. № 1/2. P. 45-54.

12. Follestad B.A., Olsson I.U. The 14C age of the Toten‘ mammoth, eastern Norway // Boreas. 1979. V. 8. № 3. P. 307-312.

13. Vasil'chuk Yu.K., Vasil'chuk A.C. Radiocarbon Dating and Oxygen Isotope Variations in Late Pleistocene Syngenetic Ice-Wedges, Northern Siberia // Permafrost and Periglacial Processes. 1997. V. 8. № 3. P. 335-345.

14. Vasil'chuk Yu.K., Punning J.-M., Vasil'chuk A.C. Radiocarbon Ages of Mammoths in Northern Eurasia: Implications for Population Development and Late Quaternary Environment  // Radiocarbon. 1997. V. 39. № 1. P. 1-18.

15. Vasil'chuk Yu.K., Vasil'chuk A.C. The 14C age of palsas in northern Eurasia // Radiocarbon. 1998. V. 40(2). P. 883-893.

Ссылка на статью:

Васильчук Ю.К., Васильчук А.К., Лонг О., Джалл Дж.Т., Сулержицкий Л.Д. Новые данные о популяции мамонтов в позднеплейстоценовой криолитозоне Евразии // Доклады Академии наук, 2000. Т. 370. № 6. С. 815-818.