Возможность проникновения в прошлое биосферы через человека определяется степенью зависимости человека той или иной эпохи от самой биосферы.
Охотники и рыболовы, кочующие вслед за стадами дичи, неотторжимы от окружающей среды так же, как погибавшие на кораблях папуасы, которых европейцы пытались увезти с их родных островов. Поэтому в руинах древних городов исследователя прошлого ждет гораздо меньше сведений, чем на местах сезонных стойбищ охотников или на поселениях земледельцев и животноводов, в чьих культурных слоях лежат свидетельства о природе и космосе, которые мы учимся находить и извлекать.
Но вот что досадно: постоянно исследуя эти слои, археолог лишь в общих чертах представляет механизм их образования. Как они отлагались? С какой скоростью? Какие процессы здесь происходили? Почему в одном случае кость в песке сохраняется, а в другом бесследно исчезает? Как происходит смена растительного покрова на местах поселений?
Загадки эти, насколько мне известно, до сих пор никто не пытался исследовать. Отчасти археолога можно понять: как бы ни интересовали его подобные вопросы, перед ним стоит свои, неотложные задачи. Для их решения необходимо быть одновременно почвоведом, геохимиком, геоморфологом, иметь в своем распоряжении соответствующую современную аппаратуру, а главное, создать совершенно новую методику исследований, позволяющую идти от настоящего к прошлому.
Я начал с вопроса о культурном слое, потому что он тесно связан с другой проблемой - биохимией прошлого. Каждый живой организм, в том числе и человек, в известном смысле несет в себе полный набор элементов Периодической таблицы Д. И. Менделеева, которые обеспечивают его здоровье, жизнедеятельность, нормальный обмен веществ. Выпадение из такого «набора» одного или двух элементов чревато самыми серьезными последствиями. Более того, именно микроэлементы, попадающие в организм и легко выводящиеся из него, оказываются жизненно необходимыми. Их путь долог и сложен. Из почвы их вымывают воды, собирают растения, они перерабатываются травоядными, оседают в их мышечных тканях и уже оттуда поступают к человеку с животной пищей. Так, через пищу человек «напрямую» связан с почвой, на которой живет, с подстилающими ее горными породами и образующими их минералами.
Жизнь человека находится в самой тесной связи с геохимией и биохимией окружающей среды. Отсутствие в пище того или иного микроэлемента приводит к нарушению нормального обмена веществ, а в случае затянувшегося процесса - к развитию определенного заболевания.
Обитатели побережий, питающиеся рыбой, моллюсками, водорослями, разнообразящие свой стол наземными животными, ягодами, растениями, не испытывают недостатка ни в витаминах, ни в микроэлементах, с избытком растворенных в морской воде. Иначе обстоит дело с жителями континентальных районов.
Путешественники, наблюдавшие жизнь чукчей в прошлом веке, отмечали, что на зиму они заготовляют листья и ветки ивы, набивая их в мешки из тюленьей шкуры и оставляя прокисать в течение лета. С наступлением холодов получавшаяся масса замерзала, и ее, нарезая ломтями, как хлеб, ели с мясом.
Любимым зимним лакомством саамов и некоторых других охотников на северного оленя в Америке и Сибири была полупереваренная масса из желудка только что убитого оленя. Таким простым путем они получали необходимый запас витаминов и йода, содержащихся в ягеле и лишайниках, которыми питается северный олень.
Медики, геохимики, биологи в последние десятилетия выяснили своеобразную «географию болезней», отмечая районы, жители которых испытывают постоянную недостачу, скажем, в йоде, кальции, серебре, железе, которую надо восполнять искусственно. Иногда, наоборот, в организме наблюдается избыток того или другого элемента, например меди или алюминия, который следует как-то уравновесить. Избыток бывает связан с близостью к почве богатых месторождений определенного минерала. А вот почему происходит недостача? Когда она впервые появилась? Как сказалась на чреде поколений? Вопросы эти чрезвычайно важны, но решены могут быть только в содружестве специалистов с археологом, при исследовании костей животных и человека, остатков органических тканей, структуры и химии погребенных почв.
Потрясения биосферы с неизбежностью приводили к изменениям экологических связей и хозяйства человека. Если человек не мог приспособиться к изменившимся условиям, он погибал или оказывался в своеобразном эволюционном тупике, где с трудом поддерживал раз достигнутый уровень. Изменение образа жизни, пищи, а вместе с нею и биохимии организма с неизбежностью должно было привести к изменению наследственности. Такое положение заставляет задуматься над следующим вопросом: в каком направлении под влиянием изменившейся природной среды и среды искусственной менялся генетический код человека?
Как это происходило, в какие сроки, к чему приводило - пока неизвестно. Между тем уже переход от охоты и собирательства к оседлому земледелию вызвал настолько сильное солевое голодание организма человека, что, по мнению большинства археологов и экологов, начало разработок соляных копей в Европе и использование продуктов соляных источников явилось следствием не развития металлургии и связанного с ней горного дела, а широким распространением пашенного земледелия и растительной пищи.
Создание цивилизации, «второй природы», отрывало человека от биосферы, укрепляло его позиции, делало его относительно независимым от климата, территории, естественных ресурсов. Одновременно это отторжение ослабляло человека как биологический вид. Борьба за существование из плана физического оказывалась перенесенной в область знания, область мысли. Если прежде выживал наиболее сильный человек, наиболее ловкий, наиболее выносливый, то с течением времени его место занял наиболее гибкий, наиболее опытный, представляющий уже не биологическую единицу, а социальную группу. Кооперация в первобытном обществе, как правило, была кратковременной, от случая к случаю. Люди объединялись для коллективной охоты, постройки общественного дома, загона для животных, на рыбной ловле. Семья была единственной постоянной общественной единицей, и вопрос ее существования, кроме критических ситуаций, связанных с родом или племенем, зависел от нее самой. Немощным и хилым приходилось плохо. Для жизни требовался доброкачественный, здоровый человеческий материал.
С развитием цивилизации все изменилось.
Теперь человек при всем желании не мог существовать в одиночку. Он был связан множеством уз с обществом, и сама жизнь его, успехи, перспективы определялись тем, с какой из человеческих групп он оказывался связан. Теперь гораздо важнее физического здоровья стало «здоровье» социальное, место, которое человек занимал в строго иерархическом обществе, духовные качества, способствовавшие или замедлявшие достижение наилучших условий жизни. Вместе с измененными условиями жизни изменились подстерегавшие человека опасности, в первую очередь болезни.
Палеопатология - сравнительно недавно возникшая отрасль медицины. Кости людей, попадавшие в руки археологов, врачей, паталогоанатомов развеяли легенду о «золотом веке», когда человек не знал болезней. Кости из раскопок хранили на себе следы ранений, длительных, прогрессирующих заболеваний, переломов, удачных и неудачных операций. Болезни жили вместе с человеком, разрушая его, подтачивая, вызывая ответные реакции организма, влияя на наследственность. Правда, проявлялись они несколько реже, чем сейчас. Объясняется это тем, что при высокой детской смертности жизнестойкость оставшихся была значительно выше современной, а также тем, что люди жили рассредоточенно, инфекционные заболевания, вспыхнув в одном месте, быстро угасали, не получив распространения. Наоборот, социальный человек нашего времени, отдавшись во власть «второй природы», испытывает на себе все бури эпидемий в силу скопления людей в городах и развития массовых средств сообщения - авиации, железных и шоссейных дорог, - благодаря которым инфекция охватывает в считанные недели целые континенты.
Как показал А. Л. Чижевский, вспышки эпидемий так же предсказуемы, как вспышки на Солнце, с которым они связаны. Были ли они прежде? По-видимому, были. Условия цивилизации изменили только масштаб их проявления, усилили в тысячи и сотни тысяч раз. Следовательно, если мы хотим что-либо знать о развитии генетического кода человека в разные эпохи, попытаться определить воздействие на него биосферы, Солнца и космоса, надо обращаться к человеку далекого прошлого, к остаткам его поселений, стойбищ, к его могильникам. Там, где «записана» летопись солнечной и космической радиации.
Сравнительно недавно дерево, найденное археологом при раскопках, обращало на себя внимание и сохранялось только в том случае, если было обработано человеком, представляло предмет, обломок предмета или произведение искусства. Казалось, единственная содержащаяся в нем информация - это порода.
С открытием возможности определять возраст по содержанию радиоактивного углерода ценность таких находок во много раз возросла. Угли древних костров, полуистлевшие и обгоревшие бревна погребальных камер под курганами, балки от глинобитных домов - все стало реальным воплощением Времени, которое они в себе заключали.
Но и этот подход, как выяснилось, был всего лишь потребительским. Чтобы положение изменилось в корне, в руки археологов должно было попасть сразу большое количество хорошо сохранившегося дерева, относящегося к одному историческому периоду. Иными словами, требовалось, чтобы это был подлинно массовый и в то же время определенным образом организованный материал.
Это произошло во время раскопок древнего Новгорода.
Культурный слой достигал здесь девяти метров, он был пропитан влагой, и все органические остатки, в том числе и дерево, сохранились в нем исключительно хорошо. Ничего удивительного в этом не было, если вспомнить, что болота, эти естественные «консервы» природы, сохраняют в своей толще от гниения абсолютно все, что в них попадает. Не случайно находки доисторических тканей, остатков растений и даже мумифицированных природой тел людей происходят из свайных и болотных поселений.
Что касается дерева, то в земле оно сохраняется, как правило, в двух взаимоисключающих условиях - когда очень сухо или когда очень мокро. Гниение древесины - результат жизнедеятельности особых микроорганизмов, которые могут существовать только при наличии воздуха и влаги. В первом случае, как, например, в Египте, очень сухо, им не хватает влаги; во втором случае, как то произошло в древнем Новгороде, им не хватало воздуха. Это обстоятельство и сыграло на руку археологам. Древние новгородцы, обновляя мостовые, не меняли деревянные настилы. Новую мостовую они клали поверх старой, так что при раскопках, по мере углубления в землю, глазам археологов открывался штабель из плах, сложенный в течение шести веков, от десятого до пятнадцатого включительно, и состоявший из образцов деревьев, последовательно срубавшихся в окрестных лесах в течение всего этого времени.
Определенные слои мостовых были связаны со строительством и гибелью окружавших улицу зданий, от которых оставались в земле нижние венцы. И всюду вокруг лежало дерево: деревянные ковши, весла, гребни, бочки, кадушки, деревянные рукоятки топоров, косовища, множество других предметов и обломков. Всеми ими надо было заниматься, изучать, определять, поэтому сотрудничество археологов со специалистами-дендрологами началось с первых же лет раскопок.
Скоро возникла мысль, что самого пристального внимания заслуживают не только деревянные изделия, но и само дерево, как таковое. Именно дерево должно было помочь датировать все новгородские находки с небывалой точностью - до года.
«С первого же дня рождения живое дерево является очевидцем многочисленных явлений природы и той среды, где оно произрастает. Годичное кольцо - это память природы, в которой хранятся с точностью до одного года оценки разнообразных климатических условий прошлого - осадки, температура воздуха, влажность почв, солнечная активность и даже удельная радиоактивность земной атмосферы. Дендрохронология может дать широкую информацию с точностью до года о разных природных явлениях, которые оказывали влияние на ширину и структуру годичных колец».
Так много лет спустя после начала исследований писал в книге о дендрохронологии Б. А. Колчин, основатель этой области науки в нашей стране, составивший полную шкалу колебаний годичного прироста деревьев для Восточной Европы на протяжении 1182 лет - с 788 по 1970 год.
Зависимость толщины годового прироста деревьев от климата и солнечной радиации, как я уже писал, впервые заметил в 1901 году американский астроном А. Дуглас. Выделенные им кольца одиннадцатилетнего солнечного цикла позволили установить последовательность колебания прироста годовых колец у деревьев, произраставших на одной территории и в одно время. А если одно дерево росло раньше, а другое позже? Важно было, чтобы какое-то время они росли вместе, пусть и на значительном удалении друг от друга: одновременная серия годовых колец служила надежным «мостиком» для их связи. Роль подобного «мостика» между разорванными системами колец может сыграть третье дерево, если оно занимает промежуточное положение во времени между первым и вторым. Наблюдения А. Дугласа положили начало методу перекрестной датировки, с помощью которого он смог датировать одновременные и разновозрастные поселения древних индейцев по спилам деревянных балок, сохранившихся благодаря сухому климату. Одновременно он продолжал составлять дендрохронологическую шкалу по живым деревьям, «протянув» ее по балкам домов первых испанских поселенцев до поселений ацтеков в штате Нью-Мексико.
В результате в его руках оказались две дендрохронологические шкалы: «плавающая», то есть не достигающая современности, построенная на материале древних поселений, и абсолютная, протянутая от 1280 года до наших дней. Специальные экспедиции на археологические объекты вскоре позволили А. Дугласу и его ученикам сомкнуть эти две шкалы, получив полную серию годовых колец от 698 года нашей эры до современности.
Так начались дендрохронологические исследования, создавшие к настоящему времени для Северной и Центральной Америки абсолютную дендрохронологическую шкалу протяженностью в 8253 года.
Метод А. Дугласа был применен советскими археологами и в Новгороде. Ярусы древних мостовых давали сотни образцов деревьев, срубленных одновременно и связанных сериями колец с более древними, лежащими под ними. Даты отдельных серий колец уточнялись срезами с балок новгородских храмов, точное время постройки которых было хорошо известно благодаря летописям и надписям в церквах и на иконах. В. серии таких диаграмм находили свое место и деревянные изделия, и бревна строений расположенных по обеим сторонам мощеных улиц.
Одновременно с Новгородом составлялась дендрохронологическая шкала других древнерусских городов, в которых велись раскопки и слой которых точно так же сохранил от уничтожения дерево,- Смоленска, Пскова, Белоозера, Кириллова, Полоцка, Торопца, позволяя протягивать шкалу все ближе к современности.
Дендрохронология - датировка годовых колец деревьев по их толщине на спилах.
Создание дендрохронологической шкалы было большим достижением советской науки. Помимо своего прикладного значения, для целей датировки, она представляла картину климатических колебаний за одиннадцать веков и подтвердила ряд уже известных ритмов солнечной активности. Теперь ее следовало продолжить во времени, вниз, в глубины прошлого. Как? По-видимому, с помощью болот, болотных городищ железного века, остатки которых известны в Прибалтике, в западных районах нашей страны, чтобы потом через них выйти на болотные поселения и свайные постройки неолита.
В самом деле, какой огромный, никем не затронутый благодатный материал для самых различных исследований ждет будущих дендрологов в слоях «пограничного горизонта», где законсервированы сотни пней с сохранившимися годовыми кольцами, и в остатках свайных поселений, где сотни деревянных свай позволяют составлять достаточно продолжительные «плавающие» шкалы самых критических периодов жизни биосферы в голоцене.
Объединенные исследования геохимиков, дендрологов, палеоботаников, геофизиков, климатологов, биофизиков и, возможно, астрономов откроют в этих удивительных архивах природы летопись всего голоцена. «Плавающие» шкалы свайных поселений здесь будут перекрываться разновременными лесами «пограничного горизонта», а те в свою очередь могут быть продолжены во времени по пням прибрежных деревьев, переживших периоды увлажнений, или по сваям поселений, отмечающих переход от одной фазы к другой. Здесь будут данные не только о климате и солнечной радиации. Слои древесины могут хранить память о вспышках «сверхновых» звезд, внезапных потоках космического излучения, прорывающегося сквозь защитный покров магнитного поля Земли, и многое другое, что мы только теперь начинаем узнавать.
«Мостик», перекинутый дендрологией от прошлого человека к прошлому космоса через прошлое биосферы, не одинок. Попытка использовать методы точных наук для определения времени в прошлом привела археологов к мысли использовать в этих же целях колебания магнитных силовых линий Земли.
Земля - магнит. Но положение магнитных полюсов нашей планеты, как выяснилось, далеко не постоянно. Они не только «путешествуют» вокруг географических полюсов, но время от времени меняются местами, как будто внутри Земли происходит какой-то срыв, вызывающий поворот магнитной стрелки на 180°. Такие периоды, называемые магнитными инверсиями, происходили в прошлом неоднократно, с неодинаковыми промежутками времени. В далеком прошлом промежуточные периоды достигали десятков миллионов лет, сейчас - около миллиона лет, причем внутри этих долгих периодов возникают более краткие инверсии, примерно по 100 тысяч лет.
Установить явление инверсий удалось потому, что магнитные силовые линии способны «отпечатываться» на слоях осадочных пород, где намагниченные частицы сохраняют направленность магнитного поля, существовавшего в момент их отложения. Направление прежних силовых линий хранят и горные породы, например вулканические, если они в тот момент были нагреты свыше 600°С. Поскольку магнитное поле является одним из важнейших факторов существования нашей биосферы, явление остаточного магнетизма дало начало палеомагнетизму как особой отрасли геофизики.
Не так давно от палеомагнетизма отделилась еще одна отрасль - археомагнетизм.
Археомагнетизм исследует остаточную намагниченность, связанную с деятельностью человека. В первую очередь это относится к изделиям из глины - кирпичам, сосудам, глиняным печам, в которых происходил обжиг, стенам домов, испытавших большой пожар. В каждом таком случае предметы, нагретые свыше 600°С, теряют свою прежнюю намагниченность и приобретают новую, именно ту, которая характерна для данного времени. По двум величинам - наклонению геомагнитного поля и его напряженности - с помощью специальных приборов устанавливается вероятное время нагрева образца. Однако пока этот метод находится в состоянии становления, потому что результаты измерений даже для образцов, датированных другими методами, часто отклоняются от расчетных величин.
Я выскажу всего лишь догадку: не показывают ли эти отклонения тот самый «дрейф» магнитного субъядра, который иногда может совпадать с ритмом А. В. Шнитникова и влияет на климат в первую очередь в зоне Азиатского континента? В таком случае перед нами открывается еще один интереснейший источник сведений о силах, управляющих «сферой жизни», о котором сопроводительную «справку» должен давать именно археолог, хотя «читать» этот источник будет геофизик...
