Сибирские ученые восстановили историю лесов и климата Алтая по озерным отложениям
Специалисты из Института археологии и этнографии Сибирского отделения Российской академии наук (ИАЭТ СО РАН) совместно с коллегами из Центрального сибирского ботанического сада СО РАН, Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН и Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, изучив донные отложения в озерах Алтая, восстановили историю климата и высокогорных лесов региона. Полученные данные помогают понять не только как менялась природа Центральной Азии за последние тысячелетия, но и закономерности современных климатических процессов, а также позволяют прогнозировать будущие экологические изменения.
Исследование относится к палеолимнологии — междисциплинарной науке, которая на основе комплексного исследования осадочной толщи в озерах изучает пространственно-временные особенности возникновения и развития и самих озер, и растительного и животного мира вокруг них. Все вещества, попавшие в воду (останки животных и растений, пыльца, минералы и так далее), оседают на дно, а вода создает условия, препятствующие разложению органических веществ, сохраняя на века информацию о прошлом.
По такой информации, скрытой в донных отложениях озер, расположенных среди Алтайских гор, авторы восстановили историю климата и лесов Центральной Азии, уделяя особое внимание слоям эпохи голоцена (последние 11 700 лет).
Одним из озер, которые исследовали ученые, является озеро Хиндиктиг-Холь, расположенное в горах Монгун-Тайга, на границе России и Монголии, в Республике Тыва. Находки ученых свидетельствуют о том, что в раннем и среднем голоцене, когда климатические условия были менее благоприятными, чем современные, на склонах Монгун-Тайги, вероятно, существовали лесные массивы из елей, сосен и лиственниц, в то время как сейчас этот регион — высокогорье, практически лишенное древесной растительности.
«Мы используем специальный пробоотборник, который опускается в воду под действием собственной массы и погружается в мягкие донные отложения озера. Однако работа на этом озере осложнялась двумя причинами: первая — на дне находится слой твердых ледниковых отложений (морена), вторая — недостаток питательных элементов и плохой приток сточных вод в озеро, а значит, малое количество мягкого осадка. Тем не менее нам удалось успешно отобрать пробы в бухтах, и полученные колонки донных отложений охватывают весь голоцен и даже немного древнее: около 13 тысяч лет», — рассказала один из авторов исследования, ведущий научный сотрудник ИАЭT СО РАН, заведующая лабораторией естественно-научных методов в археологии PaleoData, доктор географических наук Наталия Рудая.
Точный возраст поднимаемого с помощью пробоотборник столба грунта — керна — авторы определили методом радиоуглеродного датирования в лаборатории Тайбейского университета (Тайвань). На основе полученных радиоуглеродных дат ученые построили возрастные модели отложений, где для каждого сантиметра керна рассчитан возраст.
Оценка изменений в биологическом разнообразии озерных отложений — пыльце растений, части ротовых аппаратов маленьких ветвистоусых ракообразных и личинок комаров-звонцов — позволила определить температуру в разные периоды времени. Также ученые математическими методами рассчитали количество выпадавших осадков на основании палинологических данных.
Итоги исследования показывают, что ранний голоцен, начавшийся около 11 500 тысяч лет назад, совпал с активным таянием вечной мерзлоты. Климат был сухой и континентальный, однако леса продолжали существовать и выше современной верхней границы распространения. Примерно 7000-3000 лет назад начался самый теплый период голоцена, известный как голоценовый оптимум. Тогда климат стал более влажным, увеличилось число лесов, а территория оказалась более пригодной для проживания человека. Последние же 3000 лет характеризуются снижением уровня осадков, хотя и не столь значительным, как в первые тысячелетия голоцена. При этом в этот период площадь лесов резко сократилась, причину чего и пытаются выяснить ученые.
«Наша ближайшая цель — собрать обширный материал по озерам Алтая, создать большой массив данных обо всем регионе. Затем планируем построить единую цифровую модель, которая позволит проследить эволюцию климата Алтая на протяжении голоцена, что в будущем сможет помочь создавать прогнозы», — отмечает Наталия Рудая.