Ученые восстановили климатическую историю монгольского озера Баян-Нур за три тысячи лет

Ученые реконструировали климат в районе монгольского озера Баян-Нур за последние три тысячи лет и выяснили, что численность населения в этом регионе никак не коррелировала с изменениями средней температуры и количеством осадков. По всей видимости, на нее больше влияли социокультурные процессы, нежели климат. Статья опубликована в журнале The Holocene. Исследования поддержаны грантом Президентской программы Российского научного фонда (РНФ).

Около тысячи лет назад на Земле началось массовое вымирание видов, которое продолжается до сих пор и в последние десятилетия только ускоряется, как утверждают специалисты по биоразнообразию. В 2015 году группа ученых из США и Мексики показала, что даже по очень скромным подсчетам современные виды исчезают примерно в 100 раз быстрее, чем обычно вне периодов массовых вымираний. Авторитетные эволюционисты, такие как Эдвард Уилсон и Найлс Элдридж называют это явление «шестым массовым вымиранием», сравнимым с вымиранием динозавров, и связывают его с нестабильностью климата и исчезновением естественных местообитаний, в которые человечество вносит свой вклад.

Современные экосистемы формировались под влиянием смен ледниковых и межледниковых циклов, начавшихся 2,6 миллионов лет назад, и до последнего времени не испытывали существенного антропогенного влияния. Вмешательство людей в природу — вырубка лесов, изменение природных ландшафтов, выбросы в атмосферу CO2 и других парниковых газов — влияют на климат конкретных регионов. Ученые всего мира пытаются выяснить, насколько наблюдаемая сейчас нестабильность климата связана с деятельностью человека, а насколько обусловлена естественными процессами. Для этого необходимо понять, были ли в прошлом подобные периоды нестабильности, как раньше менялся климат в разных частях Земного шара и как это влияло на живые организмы.

«Изучая биологическое разнообразие прошлого, закономерности и механизмы того, как природные системы сменяли друг друга, мы можем сделать выводы о процессах, происходящих сегодня. Это дает нам возможность оценить влияние хозяйственной деятельности человека на биоценозы», — рассказала один из авторов статьи Наталия Рудая, руководитель по гранту РНФ, кандидат биологических наук, руководитель лаборатории PaleoData Института археологии и этнографии Сибирского отделения Российской академии наук.

Ученые из Института археологии и этнографии СО РАН (Новосибирск), Биологического института Томского государственного университета (Томск), Казанского (Приволжского) федерального университета (Казань), Горно-Алтайского государственного университета (Горно-Алтайск) и Российского государственного педагогического университета им. А. И. Герцена (Санкт-Петербург) с коллегами из Монголии, Китая и Германии реконструировали климат и изменения биологического разнообразия микрофлоры и микрофауны озера Баян-Нур и окружающей его наземной растительности за последние три тысячелетия. Озеро Баян-Нур расположено в Убсунурской котловине на территории Монголии. На небольшом пространстве, окруженном горами, встречаются почти все природные зоны Земли — ледники, тундра, тайга, степь, полупустыня и пустыня, — за что котловина включена в список объектов Всемирного наследия ЮНЕСКО.

Исследователи собрали образцы керна донных отложений озера. Изучив их, специалисты выделили из осадков фрагменты диатомовых водорослей (Diatomeae), наземных растений, комаров-звонцов (Chironomidae) и вествистоусых рачков (Cladocera). Остатки челюстного аппарата комаров и типы пыльцы наземных растений позволили реконструировать среднегодовое количество осадков и среднеиюльские температуры. Дело в том, что таксономический состав (то есть, встречающиеся в регионе подсемейства, роды и виды) и обилие комаров-звонцов резко положительно коррелирует с изменениями среднеиюльских температур, что делает их надежным индикатором этого показателя в прошлом. Пыльца же позволяет восстановить состав растительного покрова на окружающей территории, и по его разнообразию можно рассчитать количество осадков, так как на засушливых территориях именно этот климатический фактор является определяющим для развития растительности. Также ученые исследовали, как изменялось в осадках содержание спор копрофильных грибов, растущих на навозе травоядных животных. Их количество может служить косвенным индикатором выпаса скота в окрестностях озера и связано с плотностью населения на его берегах.

В результате выяснилось, что самый влажный период, характеризующийся максимальным развитием леса в окрестностях Убсунурской котловины, был между 1400 и 1800 годами. Среднегодовое количество осадков в это время достигало 305 миллиметров в год (для сравнения, сейчас в котловине выпадает 100-200 миллиметров в год), а средние июльские температуры были около 13 °С (сейчас 19,5 °С).

«Это время хронологически ассоциируется с малым ледниковым периодом, и наш вывод позволяет узнать немного больше о самом глобальном похолодании. Дело в том, что вопрос, каким был этот период — влажным или сухим, — не до конца решен и широко обсуждается, также как и механизмы, которые его вызвали. В данном случае наши выводы говорят в пользу первого варианта, по крайней мере, в Убсунурской котловине. Изучение таких глобальных процессов в климате прошлого — как раз и есть одна из задач детальной реконструкции локальных процессов», — пояснила Наталия Рудая.

Теплый и наиболее засушливый период прошлого ученые датировали между 650 и 1350 годами: осадков тогда выпадало 280 миллиметров осадков в год, а средние июльские температуры составляли около 16 °С (усредненная реконструкция для всего региона, включая окружающие хребты). Этот период соотносится с эпохой относительно теплого климата и мягких зим в северном полушарии, названной средневековым климатическим оптимумом. В ответ на изменения среднегодовых осадков и июльских температур увеличилось биоразнообразие наземных растений, комаров и рачков, однако количество видов диатомовых водорослей ни с каким из реконструированных климатических факторов напрямую не коррелировало. Количество копрофильных грибов как индикатор интенсивности выпаса скота и плотности населения также никак не зависело от климатических показателей. Из этого можно заключить, что населенность Убсунурнской котловины за последние три тысячи лет определялась, главным образом, социокультурными процессами, а не климатом.

В дальнейшем ученые планируют выяснить, как изменения климата влияли на биоразнообразие в исследуемом регионе и на сопредельных территориях в течение всего голоцена (современной геологической эпохи, начавшейся около 12 тысяч лет назад). Также в их планах построить глобальную модель климатических изменений, которая в совокупности с другими данными по региону позволит оценить степень влияния человека на ландшафты и на биоразнообразие.

Исследования проводились совместно с коллегами из Потсдамского университета (Германия), Института полярных и морских исследований имени Альфреда Вегенера (Германия), Института исследований тибетского плато Китайской академии наук (Китай) и Ховдского государственного университета (Монголия).