Хансйорг Кюстер - История леса. Взгляд из Германии

Колебания температур ледникового периода могли выдержать только такие виды древесных растений, которые имели большие генетические пулы. У них было больше шансов приспособиться к непостоянным условиям среды, к изменениям размеров ареалов: их популяции обладали большим разнообразием наследственных свойств, увеличивающих вероятность выживания вида. То же касается видов однолетних и многолетних трав и карликовых кустарничков, переживших смену похолоданий и потеплений. Благодаря унаследованным ими генетическим свойствам они не только оказались способны занимать новые местообитания, но многие из них научились выживать как в условиях сильного холода и сухости, открытого солнца и сильных перепадов температур, так и при более ровных температурах. Семена многих таких видов приобрели способность долго сохранять всхожесть и прорастать при наступлении благоприятных условий даже через много лет. Такие условия были возможны и в холодные периоды, если на какое-то время становилось теплее. В лесу под древесным пологом травы росли в просветах между кронами, когда падало старое дерево, и солнечные лучи доходили до поверхности почвы.

Не во всех регионах планеты колебания климата вызывали продвижение или отступание леса. Дождевые тропические леса оказались не затронуты этим явлением и сохранили замечательное многообразие видов, и сегодня не полностью изученное нами. Там появлялись новые и новые виды растений, а пространство, доступное для представителей каждого из них, сокращалось. Растения, способные скрещиваться, оказывались все дальше друг от друга. Географическое разобщение вело к развитию отдельных групп в разных направлениях, и через какое-то время они настолько удалялись друг от друга генетически, что между ними возникали генетические барьеры. Биологическое разнообразие росло буквально на глазах.

Последняя ледниковая эпоха (Вюрмское, или Вислинское оледенение) началась около 80 тысяч лет назад. Но в это время не всегда было холодно: очень холодные фазы чередовались с довольно теплыми интерстадиями, когда во многих регионах Европы рос лес. Самая холодная фаза Вюрмского оледенения, когда площадь льдов достигла максимума, началась только ближе к его концу – примерно 20 тысяч лет назад. Около 18 тысяч лет назад среднегодовая температура вновь стала повышаться: в Центральной Европе она постепенно выросла от точки замерзания воды или чуть ниже до почти 10 °C. Ледниковый период переходил в послеледниковый – голоцен. Впрочем, может быть, в будущем окажется, что голоцен вовсе не «время после оледенения», а «очередное межледниковье». Можно предположить, что голоцен сменится очередной волной холода и вновь начнется оледенение, как это уже много раз происходило в четвертичном периоде.

Конец вюрма и начало голоцена выделяются как отдельная фаза – позднее ледниковье, иногда считающееся частью голоцена. Началось оно, по общепринятому мнению, 18 тысяч лет назад и закончилось 10 тысяч лет назад. Это фаза потепления климата.

Повышение температуры в начале голоцена имело многочисленные последствия. Начали таять ледовые массивы толщиной до трех километров, занимавшие часть Евразии и Северной Америки, а также небольшие участки льда в Южном полушарии. Покрытые льдом участки суши, прогнувшиеся на несколько сотен метров под его гигантской тяжестью, теперь, освобождаясь от нее, поднимались. Постепенно заполнялись водой морские бассейны. Больше воды стало поступать в атмосферу и вступать в процесс круговорота: выпадало больше дождей, рос объем грунтовых вод, и соответственно больше воды становилось доступно растениям. Большие объемы воды вымывали из почвы больше минеральных солей, растворяли их и несли вниз по течению рек в моря. Наконец, к потеплению приспосабливались и живые организмы – животные, растения и человек. Все эти изменения влияли на развитие почвенного покрова.

Изменение климата не вело непосредственно к этим процессам, но инициировало их. Лед таял неравномерно и не одновременно в разных местах. Чем меньшего размера были ледники, тем слабее они влияли на температуру вокруг. Растения не сразу занимали все территории, ставшие пригодными для них в новых климатических условиях. Расселение было долгим, основными «помощниками» служили ветер и животные, а в тех местах, куда попадали их семена и плоды, пришельцам поначалу приходилось конкурировать с «местными жителями», что тормозило их продвижение.

Климат теплел не внезапно и не равномерно. За периодами резкого потепления шли периоды похолодания. Ледники реагировали на это движением вперед или частичным сокращением, однако в целом их площади убывали. Продвигаясь вперед, то есть прирастая льдом из области питания, ледники толкали перед собой обломки горных пород. Когда же питание переставало поступать, массы льда прекращали свое движение, и нагроможденные ледником кучи щебня оставались лежать у его подножия. Такие груды обломков называют конечными моренами. Образованные ими цепочки холмов тянутся сегодня на сотни километров, по их положению геологи определяют бывшие границы ледника. Слова об «отступании» ледника не надо понимать буквально, ледник не может двигаться, при потеплении и отсутствии питания лед остается на месте и постепенно тает. Ледник приходит в движение только при поступлении новых порций льда при похолодании, когда он занимает свободные до того площади.

Одна из важных задач геологических исследований ледникового периода – сопоставление друг с другом по времени отдельных фаз продвижения больших и малых ледников на разных участках Земли. В общем и целом лед в одни и те же периоды повсюду таял, а затем также повсюду наступал. Но при детальном описании выявляются временные различия. Огромный ледовый массив Скандинавии реагировал на колебания температуры совсем не так, как мелкие ледники на вершинах гор в Шварцвальде. В крупном леднике расстояние от центров образования льда до краев ледового массива больше, чем в мелком, и движение льда от центра образования к краю занимает больше времени. Поэтому мелкие ледники отвечали на колебания климата гораздо быстрее, чем огромные ледовые покровы Евразии и Северной Америки. И вполне возможно, что пока один ледник громоздил перед собой щебнистую осыпь – будущую конечную морену, другой уже распадался и истаивал. Некоторые ледники продвигались вперед только отдельными языками, создавая конечные морены, а на остальных участках оставались на месте.

Пространство между тающим северным ледником и Альпами цвело и зеленело. О том, как это происходило, выразительно рассказывают пыльцевые диаграммы осадочных пород со дна озер и болот. Множество бессточных понижений, возникших в четвертичном периоде, заполнилось водой, образовав озера и болота. То же происходило по окраинам речных долин. Каждый год на дне всех этих водоемов оседал тонкий слой извести или вымытой водой глины, туда же попадали остатки отмерших животных и растений. Тонкий слой отмерших частей растений оседал каждый год и в торфяных болотах. Из-за высокой влажности при отсутствии кислорода микроорганизмы не могли разлагать эти остатки, и из них формировался торф. Торф образовался и на дне бывших озер, полностью обмелевших из-за накопления постоянно осаждавшейся глины. В озерных отложениях и торфе скапливались принесенные ветром из окрестных регионов пыльцевые зерна. Эти микроскопически мелкие частицы имеют очень прочную оболочку и сохраняются неповрежденными в слое осадочных пород. У разных видов растений оболочка пыльцевых зерен имеет разную структуру, и поэтому под микроскопом можно определить, какому виду растений принадлежала пыльца. В изучении истории растительности и ландшафта исследования болотных и озерных отложений играют особую роль. Дело в том, что в спрессованных слоях осадочных пород остатки пыльцевых зерен сохраняются также слоями: пыльца из самых ранних эпох остается далеко внизу, а сверху ее прикрывают более поздние слои. Если исследовать пыльцевые зерна в каждом из таких слоев и представить наблюдаемые изменения в виде диаграммы (так называемая «пыльцевая диаграмма» [25] Более точный термин – «спорово-пыльцевая диаграмма». – Примеч. пер. ), можно не только определить, какие именно растения встречались в окрестностях данного озера или болота, но и проследить изменения растительности и ландшафта во времени. Их можно интерпретировать и с экологической точки зрения, потому что они могут быть вызваны не только сменой климата, но и множеством других причин, о чем речь пойдет далее.