Тайны вечной мерзлоты: какие древности находят под снегом и льдом

Доисторические древности сохраняются практически неповрежденными не только в янтаре, но и в вечной мерзлоте, а также в ледниках. Причем, в отличие от янтаря, изо льда замороженное там тысячи лет назад можно достать и изучить. А иногда даже и оживить. О чем речь? Рассказываем.

Что такое вечная мерзлота

Под вечной мерзлотой сегодня понимают часть земной коры, в которой отсутствует периодическое протаивание. Впрочем, этот термин можно использовать и в другом значении, а именно описывать им «мерзлоту почвы, непрерывно существующую от двух до нескольких тысяч лет», согласно определению Михаила Сумгина, советского ученого и одного из основателей науки о вечной мерзлоте — мерзлотоведения. Под мерзлотой почвы же нужно понимать то, что ее температура сохраняется отрицательной, а грунтовые воды пребывают в состоянии льда.

Явление это довольно сильно распространено на планете: в Северном полушарии в таком состоянии находится до 24% почвы, а в России вечная мерзлота покрывает 60-65% всей территории. Притом максимально зафиксированная ее глубина (в Якутии) составляет 1370 метров.

Раньше вечной мерзлоты было больше, ведь она — сохраняющийся по сей день привет от последнего глобального оледенения (110,0–11,7 тыс. лет назад), ныне постепенно уходящий в прошлое. Примечательно при этом, что вечная мерзлота обнаруживается на всех континентах, кроме Австралии. Да-да, и в Африке она есть тоже, хотя речь там, а также в иных обычно жарких местах, идет о высокогорной вечной мерзлоте.

Растения

Вечная мерзлота, будучи естественным холодильником, хранит в малоизмененном виде свидетельства древней жизни. Так как нынешняя вечная мерзлота, как было сказано выше, возникла в последний период глобального оледенения, то и сохраняет она артефакты как раз из тех времен. Например, древние растения и их семена. Причем последние не просто лежат в замерзшей почве, а зачастую специально «упакованы» для длительного хранения.

Именно это случилось с семенами смолёвки узколистой, которые российские ученые нашли на глубине 38 метров в слое вечной мерзлоты в районе реки Колымы в Магаданской области.

Смолёвка узколистая — многолетнее травянистое растение высотой 5–25 см, произрастающее на северо-востоке Сибири, Дальнем Востоке и в Северной Америке сегодня, как и десятки тысячи лет назад. Тогда же, как и сегодня, рядом со смолёвкой жили суслики-евражки, которые как сейчас, так и в древности, имели обыкновение запасать в норах плоды и семена местных растений, упаковывая их в траву, веточки, листики, подпушку крупных животных.

Если нора внезапно оказывалась залита водой, засыпана снегом или каким-то еще образом законсервирована, а затем попала в зону вечной мерзлоты, запасы сусликов вполне могли сохраниться до наших дней. В начале XXI века российские ученые обнаружили такое гнездо, и извлекли из него, в частности, семена смолёвки, спрятанные запасливым евражкой примерно 32 тыс. лет назад, согласно данным углеродного анализа.

Со временем не без труда ученым удалось прорастить их и получить побег, цветки и плоды смолёвки, доказав таким образом, что оживление растений в возрасте десятков тысяч лет вполне возможно.

Животные

Помимо запасов, сделанных доисторическими сусликами, ученые обнаруживали в вечной мерзлоте, в том числе и прямо в норах сусликов, хорошо сохранившиеся тушки животных — мелких грызунов, мышек например. Но обнаруживались в промерзшей тысячелетия назад почве, конечно, и животные покрупнее — значительно крупнее. Причем важно, что эти животные нередко сохранялись в мумифицированном виде и теперь их строение, внешний облик и образ жизни можно изучать.

Вот как это получалось: однажды полугодовалый мамонтенок ростом около метра и массой около 90 кг беззаботно гулял по тундростепи, по неосторожности свалился в яму, наполненную водой и грязью, не смог оттуда выбраться, замерз и утонул. Грязь и лед стали бедняге не только похоронным саваном, но и отличным консервантом.

Неприятность эта с малышом приключилась в промежутке от 40 до 13 тыс. лет назад, а нашли его случайно в 1977 году, когда рыли яму бульдозером в Сусуманском районе Магаданской области, километрах в 300–400 к северу от Магадана. Пока до туши добирались ученые с консервантами, та успела немного оттаять и с нее опала шерсть, но в целом она отлично сохранилась, как можно видеть на фото внизу или в зале зоологического музея Зоологического института РАН, что на стрелке Васильевского острова в Санкт-Петербурге.

Это первая в истории полностью сохранная туша мамонтенка. Назвали его Димой в честь ручья, близ которого было сделано открытие. Это, конечно, далеко не единственное живое существо, сохранившееся в вечной мерзлоте в мало поврежденном виде — там находили и туши шерстистых носорогов и бизонов, и прекрасно сохранившегося жеребенка вымершей ныне породы, и многих других животных.

Одна из последних громких находок — обнаруженный в 2018 году на севере Якутии мумифицированный детеныш вымершего пещерного льва. А что уж говорить о многочисленных костях и мамонтовых бивнях, которые стали предметом промысла для жителей российского Заполярья.

Люди

Раз мороз может сохранить на долгие тысячелетия мумии крупных животных, значит, должны быть и мумии людей? Да, и такое находят! Причем не только в Сибири (хотя как раз на Алтае в вечной мерзлоте нашли в 1993-м прекрасно сохранившуюся мумию «принцессы Укока», знатной молодой женщины, умершей и захороненной с почетом в V–III вв. до н. э.) и не только в толще ледников высоко в горах, как это случилось со знаменитым Этци, и даже не только в Северном полушарии, хотя большинство замороженных человеческих останков обнаруживают, конечно, тут.

Вот пример из Южной Америки: у тамошних культур, в частности у инков, как известно, практиковалось принесение в жертву людей, причем одной из форм таких жертвоприношений было оставление детей и подростков — свежеумерщвленных или еще живых, но одурманенных — на вершинах гор в зоне вечной мерзлоты, где они замерзали насмерть и присоединялись к предкам, чтобы вместе с ними надзирать за землями лежащими у подножия гор.

Именно это, по-видимому, случилось с тремя детьми, мумии которых были обнаружены в 1999 году на вершине горы Льюльяйльяко, на высоте более 6700 метров, на границе Чили и Аргентины (предполагается, хотя доподлинно неизвестно, что именно там могут существовать южноамериканские зоны высокогорной вечной мерзлоты). Детей поместили в рукотворную могилу глубиной примерно 1,5 метра около 1500 года н. э., где они благодаря морозу (среднегодовая температура на вершине горы у поверхности почвы сегодня составляет –13 °C) и крайне низкой влажности, препятствующей развитию микроорганизмов, находились пять веков в удивительно сохранном виде.

Некоторые ученые считают, что дети Льюльяйльяко — наиболее сохранные мумии из всех когда-либо обнаруженных. На коже рук у них сохранились даже индивидуальные волоски, внутренние органы оказались неповрежденными, а в сердце одного из детей сохранилась замороженная кровь. Это произошло благодаря тому, что замораживание тел произошло еще до их высыхания, считают ученые.

Бактерии, вирусы и микроорганизмы

Итак, мы установили, что оживить что-нибудь безобидное и/или полезное по его извлечении из вечной мерзлоты либо очень трудно, как растения, либо невозможно, как животных. А вот что-то неприятное, пугающее и смертельно опасное и оживлять особенно не нужно — достаточно просто разморозить.

К примеру, в начале XXI века ученые обнаружили в вечной мерзлоте (опять-таки в норах сусликов, причем примерно там же, где семена растений, о которых мы писали выше) микроскопических (примерно 0,5 мм длиной) круглых червей нематод двух видов, возраст которых оценивался в 30–40 тыс. лет, разморозили их, а те проявили признаки жизни — стали двигаться и питаться. Большая часть видов нематод, вообще-то, паразиты растений и животных, хотя найденные пришельцы из прошлого к таковым, скорее всего, не относятся.

Другой не очень приятный на первый взгляд пример — вирусы. Да не простые, а гигантские, крупнейшие из обнаруженных на сегодняшний день: если в среднем вирусы имеют размеры 20–300 нм (так, частицы вируса SARS-CoV-2, вызвавшего пандемию COVID-19, имеют размеры 50–200 нм), то Pithovirus sibericum, обнаруженный в 2014-м в образце льда, извлеченном из вечной мерзлоты в Сибири французскими учеными, значительно крупнее: 1000×500 нм.

Это чýдное создание пролежало в замороженном виде примерно 30 тыс. лет, а после разморозки встретилось в лаборатории с амёбами (вирус поражает исключительно их) и замечательно с ними расправилось — так его и открыли. Учитывая приспособляемость микроорганизмов, можно предполагать, что такая живучесть для них скорее правило, нежели исключение, и исследования вечной мерзлоты могут принести нам еще немало открытий такого рода. Вероятно, не все из них будут приятными.

Парниковые газы

Одним из следствий изменения климата на Земле является таяние вечной мерзлоты, и это создает человечеству в целом и жителям районов вечной мерзлоты серьезные проблемы.

Дело в том, что скованные льдом на протяжении тысячелетий почвы содержат в себе много углерода в форме органических остатков — частей растений и животных, замороженных тысячи лет назад, — а также микроорганизмов, питавшихся ими. Последние, как мы показали выше, при размораживании оживают и принимаются питаться недоеденной когда-то органикой.

В результате к разогреву почвы из-за повышения температуры воздуха прибавляется биологический разогрев, и в атмосферу попадает углекислый газ и метан — парниковые газы, из которых последний обладает в 20 раз большим парниковым эффектов, чем диоксид углерода. Причем эти процессы не останавливаются даже зимой и идут как в почве, так и в водоемах под коркой льда.

Много ли углерода связано в вечной мерзлоте? О да: по оценке российского эколога Сергея Зимова, если вся промышленность ответственна за выбросы в атмосферу 8 млрд тонн углерода в год, а всего его в атмосфере 200 млрд тонн, то в вечной мерзлоте запасено еще 1670 млрд тонн. И не менее чем треть этого объема может высвободиться в течение следующих двух-трех десятков лет. Что может привести к подъему температуры на планете на 10 °С, полагает Сергей Зимов.

Напомним, что в рамках Парижского соглашения государства договорились о действиях, которые позволили бы удерживать ежегодное повышение температуры в пределах 1,5–2,0 °С, и соглашение это реализуется с большим трудом.

Но и это еще не все проблемы! Почва, скованная льдом, при его таянии распадается, образуя воронки, провалы и целые кратеры. Пример: кратер Батагайка в Якутии, образовавшийся из-за таяния вечной мерзлоты в 1960-е (его появление спровоцировала вырубка леса) и увеличившийся с тех пор до километровый длины и 100-метровой глубины.

К счастью, поселений и сооружений в этом районе нет, а из людей встречаются почти исключительно редкие ученые. Но что, если такой провал образуется в городе, под полотном железной дороги или трубопроводом? Разрушения, экономический и экологический ущерб будут очень и очень велики.

Плейстоценовый парк

Можно ли остановить или замедлить выделение метана и двуокиси углерода в атмосферу? Упомянутый выше эколог Сергей Зимов считает, что да.

Для этого, по его мнению, нужно воссоздать в зоне вечной мерзлоты вместо существующей там сегодня заболоченной тундры тундростепь (ее также называют мамонтовой степью) — крупнейший биом Земли на протяжении 100 тыс. лет, прекративший существование около 12 тыс. лет назад. Засеять для этого степными травами обширные территории недостаточно — нужен еще один элемент: крупные и средние травоядные млекопитающие, которые съедали бы траву и удобряли почву, способствуя ее обогащению и высыханию, что в свою очередь привело бы к снижению выбросов метана. Заболачивание тундры, по мнению Зимова и ряда других ученых, произошло как раз из-за исчезновения таких животных. Кстати, а каких? Все тех же оленей, диких лошадей, бизонов, шерстистых носорогов, мамонтов.

На базе этой идеи в 1996 году на северо-востоке Якутии, в нижнем течении Колымы, в 150 км к югу от побережья Северного Ледовитого океана, был создан Плейстоценовый парк — заказник площадью 144 кв. км, где ведется эксперимент, притом успешный, по воссозданию тундростепи.

Интересно, что первый опыт по интродукции в природу стада якутских лошадей был проведен там еще в 1988-м, до официального основания парка, и принес замечательные результаты: фактически лошади восстановили на небольшой территории фрагмент степи в том виде, как она существовала при мамонтах.

Со временем там поселили оленей, бизонов, зубров, лосей, медведей. В планах парка также заселение крупных хищников, включая амурских тигров и львов (последние, кстати, здесь успешно обитали десять и более тысяч лет назад и отлично переносят морозы). А если ученым удастся клонировать шерстистых носорогов и мамонтов, то им, конечно, будет место тоже в парке.