Археология. В начале

Фаган Брайан М.

4. Относительная и хронометрическая датировка памятников и их геологического контекста (глава 7).

Люди являются таким же геоморфологическим агентом, как и, к примеру, ветер. Вольно или невольно, они приносят неорганические или органические вещества в свои дома. Они выбрасывают мусор, изготавливают орудия, строят дома, теряют инструменты. В то время, когда люди обитают на памятнике, или после того, как они оставляют его, все эти минеральные и органические материалы подвергаются разного рода механическим или биохимическим процессам. Контролируемая геоморфологическая система на памятнике, независимо от его размеров, состоит не только из природных элементов, в нее также входит жизненно важный культурный компонент. Геоархеолог вовлекается в археологические изыскания с самого начала и имеет дело не только с формированием памятников и с теми изменениями, которые произошли с ними в период обитания, но и после того, как они были заброшены. Работая вместе с археологами-изыскателями, геоархеологи находят памятники и другие культурные объекты

в естественном ландшафте с помощью аэрофотоснимков, спутниковых изображений и даже геофизической разведки на отдельных памятниках. Частью этого процесса является осмотр десятков естественных геологических обнажений, где ученые изучают стратиграфическую и осадочную историю целого региона как более обширного контекста для памятников, найденных там. Конечной целью является идентификация не только окружающей микросреды памятника, но также условий окружающей среды региона в целом — установить экологические и пространственные рамки для социоэкономических и поселенческих структур, которые вскрываются во время археологических раскопок и изысканий (Брошир и другие — Broschier and others, 1992) (см. также главу 15).

Длительные климатические изменения: великий ледниковый период

Около 1,8 миллиона лет назад глобальным похолоданием было отмечено начало эпохи плейстоцена или, проще, великого ледникового периода (Гуди — Goudie, 1992; Лоуи и Уолкер — Lowe and Walker, 1997). (Термин четвертичный период обычно используют для обозначения как эпохи плейстоцена, так и эпохи голоцена (послеледникового периода), что будет обсуждаться ниже в этой главе.) В это время произошли драматические изменения климата. Во многих случаях во время плейстоцена огромные ледниковые панцири покрывали большую часть Западной Европы и Северной Америки. Арктический холод проник на огромные пространства Северного полушария. Ученые идентифицировали, по крайней мере, 8 основных гляциальных эпизодов в течение 780 000 лет, чередовавшихся через короткие периоды потепления, когда климат становился несколько теплее нынешнего. Общая структура плейстоцена носит циклический характер, с медленным похолоданием и сравнительно короткими периодами чрезвычайного холода, за которыми следовало быстрое потепление. За последние три четверти миллиона лет мировой климат находился в переходном состоянии от одной крайней точки к другой в течение 75 % всего времени. Сейчас мы живем в ледниковом периоде в теплой межледниковой фазе. Если сегодняшние научные прогнозы верны и глобальное потепление, вызванное деятельностью человека, не наступит, то мы, возможно, начнем входить в очередную холодную фазу приблизительно через 23 000 лет.

Никто точно не знает, что вызывает климатические колебания в ледниковом периоде, но они связаны с изменениями интенсивности солнечного излучения и траектории движения Земли вокруг Солнца. Такие климатические изменения очень важны для археологов, так как они создают картину состояния окружающей среды, на фоне которой происходили события нашего далекого прошлого. Хотя людей на ледниковых панцирях, покрывавших значительную часть Северного полушария, или близко от них почти не было, но они жили в регионах, на которые оказывали влияние геологические явления, связанные с ледниковыми панцирями: в прибрежных зонах, у озер, в поймах рек. Когда артефакты находят в непосредственном комплексе с геологическими знаками плейстоцена, то иногда можно связать археологические памятники с относительной хронологией событий плейстоцена, сведения о которой опять же почерпнуты из геологических напластований (Гэмбл — Gamble, 1999).

Гляционная геология и уровни моря

Ледники ледникового периода и ледниковые панцири сформировались в горах, в высоких широтах и в континентальных долинах в течение плейстоцена. Длительные периоды арктического климата и обильных снегопадов вызвали значительное распространение ледников в Северной Европе, Северной Америке и альпийских областях Франции, Италии и Швейцарии. Эти периоды чередовались с более короткими межледниковыми фазами, когда мировой климат был значительно теплее, чем нынешний. Геологи-гляциологи идентифицировали следы от валунов, перемещаемых наступлением или отступлением ледникового панциря в Северном полушарии. Однако процессы продвижения в большинстве мест были настолько разрушительными по отношению к более ранним слоям, что теперь у нас есть ясная картина только о последних двух или трех продвижениях ледников.

У каждого ледникового панциря имеется перигляционная зона — область, на которую действовали гляционные климатические факторы. Например, в апогее конца ледникового периода, около 20 000 лет назад, постоянная гляционная зона высокого давления была сосредоточена над северной частью ледникового панциря и вызывала сухие морозные ветры, которые дули над перегляционными регионами Центральной Европы. Эти сухие ветры надували мелкую пыль, называемую лёссом, в огромные наклонные долины Центральной и Восточной Европы и северную часть Северной Америки (рис. 12.2).

^{Рис. 12.2. Европа во время последнего оледенения ледникового периода}

Около 18 000

лет назад на краю плоской долины Днепра в районе города Межиричи на юге Украины жило племя охотников-собирателей (Soffer, 1985). Эти люди делали полы своих полуподземных жилищ в мягкой лёссовой почве, затем сооружали крышу-решетку из костей мамонта и использовали огромные кости челюстей мамонта, чтобы удерживать эту крышу. Когда крышу покрывали дерном, то эти куполообразные дома «врезались» в почву и представляли собой прекрасное укрытие от холодных зимних ветров. Как радиоуглеродное датирование, так и стратифицированные слои лёсса помещают памятник Межиричи в узкие хронологические рамки. Намного позже, приблизительно в 6000 году до н. э., дунайские племена, первые земледельцы Центральной Европы, селились почти исключительно на этих же легких лёссовых почвах, поскольку они были в высшей степени пригодны для простого подсечно-огневого земледелия, которое практиковали эти пионеры фермерства (рис. 12.3) (Канклифф — Cunliffe, 1997).

^{Рис. 12.3. Реконструкция центральноевропейского поселения земледельцев, приблизительно 6000 год до н. э. Такого типа поселения строили на мягких лёссовых почвах конца ледникового периода}

Ледниковые панцири, увеличивающиеся на суше, помимо образования лёссовых равнин, оказывают и другое действие. Вода, выпадающая в виде снега и образующая ледниковые панцири и ледники, в конечном счете происходит из океанов. Когда большие площади в северных широтах были покрыты льдом, огромное количество воды, достаточное для снижения общего уровня океанов более чем на 90 метров в пике последнего оледенения 18 000 лет назад, было сковано на суше. Эвстатический эффект сопровождался также изостатическим. Абсолютный вес массивных ледниковых панцирей опускал нагруженные континентальные блоки массивов суши в вязкие нижележащие слои земли, которые находились на глубине до 10 километров ниже поверхности. В межледниковые фазы мировой уровень моря резко повышался до уровней выше сегодняшних. Когда уровень воды опять понижался, высоко над уровнем моря оставались участки суши, высокие и сухие, и геологи сейчас могут изучать их.

Многие доисторические поселения, которые были населены в периоды с низким уровнем моря, сейчас, конечно, находятся глубоко под водами нынешних океанов. Но на древних побережьях эпох более высоких, чем уровень моря, были найдены многочисленные памятники. Американский археолог Ричард Кляйн провел раскопки прибрежной пещеры в заливе Нельсона в Капской провинции в ЮАР, которая теперь выходит на Индийский океан (Дикан и Дикан — Deacon and Deacon, 1999). В верхних уровнях пещеры нашли много моллюсков и других морских животных. Но в нижних уровнях, обитаемых приблизительно от 11 000 до 12 000 лет назад, рыбьи кости и прочее морского происхождения встречались редко. В то время линия побережья могла быть далеко от пещеры, так как уровень моря был намного ниже в течение длительного периода арктического климата в северных широтах. Сегодня эта пещера находится всего в 45 метрах от моря.

Глубоководные и ледниковые керны

Дно океана является бесценным архивом изменений климата в древности. Глубоководные керны дают длинные столбцы отложений дна океана, которые заключают в себе скелеты маленьких морских организмов, которые когда-то жили вблизи поверхности океана. Планктонические фораминиферы (протозоа), обнаруженные в глубоководных кернах, состоят в основном из карбоната кальция. При жизни их крохотные скелеты поглощали органические изотопы. Соотношение этих двух изотопов — кислорода-16 и кислорода-18 — меняется в результате испарения. Если степень испарения высока, большая часть более легкого кислорода-16 извлекается из океана, а планктон обогащается более тяжелым кислородом-18. Когда на суше во время периодов оледенения формируются огромные ледниковые панцири, уровень моря понижается, так как влага забирается континентальными ледяными шапками. В такие периоды в мировых океанах содержалось больше кислорода-18 относительно кислорода-16, это соотношение отражается миллионами фораминифер. Для измерения этого соотношения используются масс-спектрометры. Оно не отражает изменения температуры в древности, но является просто констатацией размера океанов и современного состояния суши.

Климатические изменения можно также подтвердить другими фактами, такими как изменение количества фораминифер и других морских микроископаемых в кернах. Используя статистические методики и сделав предположение, что отношение между различными видами и состоянием моря не изменилось, климатологи смогли перевести эти частоты в цифровые оценки поверхностных температур и солености океана на протяжении нескольких сотен тысяч лет и вывести климатический профиль для большей части ледникового периода (рис. 12.4). Эти данные были подтверждены в ключевых точках радиоуглеродным датированием и изучением палеомагнетизма. Магнитное реверсирование Матияма-Брюнхес 780 000 лет назад (когда магнитное поле Земли неожиданно переменилось) является ключевым стратиграфическим маркером, который можно идентифицировать как в морских кернах, так и в вулканических слоях на суше, где оно может быть точно датировано по калий-аргоновым образцам.