Ледниковый период
Ледниковый период (Древнее оледенение) — период общего похолодания климата, продолжительностью несколько миллионов лет, с неоднократными резкими разрастаниями оледенения материков и океанов (ледниковые эпохи и межледниковья). В истории Земли они распределялись неравномерно, группируясь в ледниковые эры длительностью от многих десятков до 200 миллионов лет.
Обобщённый термин явления в геологической истории Земли (четвертичный период), во время которого наблюдалось общее относительное похолодание климата и возникновение значительного разрастания материковых ледниковых покровов. Ледниковый период — совокупность ледниковых эпох. Ледниковые эпохи чередуются с относительными потеплениями — эпохами сокращения оледенения (межледниковьями). Начавшееся 12 тысяч лет назад после последней ледниковой эпохи межледниковье, голоцен, является частью четвертичного периода, а тот в свою очередь входит в наступившую 66 млн лет назад кайнозойскую эру.
Ледниковые эры в истории Земли
Периоды похолодания климата, сопровождающиеся формированием континентальных ледниковых покровов, являются повторяющимися событиями в истории Земли. Интервалы холодного климата, в течение которых образуются обширные материковые ледниковые покровы и отложения длительностью в сотни миллионов лет, именуются ледниковыми эрами; в ледниковых эрах выделяются ледниковые периоды длительностью в десятки миллионов лет, которые, в свою очередь, состоят из ледниковых эпох — оледенений (гляциалов), чередующихся с межледниковьями (интергляциалами).
В истории Земли известны следующие ледниковые эры:
Канадская ледниковая эра — 2,5—2,2 млрд лет назад, в начале ранней, палеопротерозойской части протерозойской геологической эры.
Африканская ледниковая эра — 900—590 млн лет назад, в Позднепротерозойской части протерозойской геологической эры.
Гондванская ледниковая эра — 380—240 млн лет назад, во время Палеозойской геологической эры.
Лавразийская ледниковая эра — 20—30 млн лет назад — настоящее время, в конце Кайнозойской геологической эры.
Кайнозойская ледниковая эра
Кайнозойская ледниковая эра (30-20 млн лет назад — настоящее время) — последняя на данный момент ледниковая эра. Предполагается, что Кайнозойская ледниковая эра может являться следствием похолодания, вызванного образованием пролива Дрейка примерно 37 млн. лет назад.
Настоящий геологический период — голоцен, начавшийся ≈ 12 000 лет назад, характеризуется как относительно тёплый промежуток после плейстоценового ледникового периода. Часто квалифицируется как межледниковье. Ледниковые покровы существуют в высоких широтах северного (Гренландия) и южного (Антарктида) полушарий; при этом в северном полушарии покровное оледенение Гренландии простирается на юг до 60° северной широты (то есть, до широты Санкт-Петербурга), морские льды — до 46—43° северной широты (то есть до широты Крыма), а вечной мерзлоты до 52—47° северной широты.
В южном полушарии континентальная часть Антарктиды покрыта ледниковым щитом толщиной 2500—2800 м (до 4800 м в некоторых районах Восточной Антарктиды), при этом шельфовые ледники составляют ≈10 % от площади континента, возвышающейся над уровнем моря.
В кайнозойской ледниковой эре наиболее сильным является плейстоценовый ледниковый период: понижение температуры привело к оледенению Северного Ледовитого океана и северных областей Атлантики и Тихого океана, при этом граница оледенения проходила на 1500—1700 км южнее современной.
Последняя ледниковая эпоха закончилась около 12 тыс. лет назад (подробнее см. поздний дриас и аллерёдское потепление).
Хронология кайнозойских оледенений
Возраст изотопных стадий 18O шкалы Шеклтона рассчитан благодаря присутствию в керне Вема V28-238 на глубине 1200 см границы палеомагнитных эпох Матуяма/Брюнес (700 000 лет назад). Поскольку ныне возраст рубежа Матуяма/Брюнес оценивается в 730000 лет, даты Шеклтона пересчитаны сообразно глубинам соответствующих стадий (Минусы — холодные стадиалы, плюсы — тёплые интерстадиалы).
Палеозойская ледниковая эра
Её начало (460—230 млн лет назад) связывают с распространением первых наземных растений[17].
Позднеордовикский-раннесилурийский ледниковый период (460—420 млн лет назад)
Ледниковые отложения этого времени распространены в Африке, Южной Америке, восточной части Северной Америки и Западной Европе.
Пик оледенения характеризуется образованием обширного ледникового щита на большей части северной (включая Аравию) и западной Африки, при этом толщина сахарского ледового щита оценивается до 3 км.
Позднедевонский ледниковый период
Ледниковые отложения позднедевонского ледникового периода (370—355 млн лет назад) обнаружены на территории Бразилии, аналогичные моренные отложения — в Африке (Нигер). Ледниковая область простиралась от современных устья Амазонки к восточному побережью Бразилии.
Каменноугольно-пермский ледниковый период
Ледниковые отложения этого (350—230 млн лет назад) времени обнаружены в Африке, Южной Америке, Аравии, Индии и Австралии. В то время эти континенты представляли собой единый материк – Гондвану. К концу пермского периода климат стал теплее, и палеозойская ледниковая эра закончилась.
Позднепротерозойская ледниковая эра
В стратиграфии позднего протерозоя выделяется лапландский ледниковый горизонт (670—630 млн лет назад), обнаруженный в Европе, Азии, Западной Африке, Гренландии и Австралии. Палеоклиматическая реконструкция позднепротерозойской ледниковой эры вообще и лапландского периода в частности затруднена недостаточностью данных о дрейфе, форме и положении континентов в это время, однако с учётом расположения моренных отложений Гренландии, Шотландии и Нормандии предполагается, что Европейский и Африканский ледовые щиты этого периода временами сливались в единый щит.
Причины оледенений
В науке существуют различные теории о причинах оледенений:
Замечено, что все великие оледенения совпадали с крупнейшими горообразовательными эпохами, когда рельеф земной поверхности был наиболее контрастным и площадь морей уменьшалась. В этих условиях колебания климата стали более резкими. Однако средние высоты гор сейчас не меньше, а может быть, даже больше тех, какие были во время оледенений, тем не менее, сейчас площадь ледников относительно невелика.
Изучение современной и древней вулканической деятельности позволило вулканологу И. В. Мелекесцеву связать оледенения с увеличением интенсивности вулканизма. До настоящего времени большинством исследователей роль вулканизма в проявлении оледенений преуменьшалась. Однако не следует и преувеличивать значение этого фактора. Хорошо известно, что в позднемеловую эпоху и в палеогене не существовало сколько-нибудь значительных ледников, хотя в то время были сформированы колоссальные покровы из вулканического материала вокруг Тихого океана.
Некоторые гипотезы предполагали периодические изменения светимости Солнца, однако по мере развития астрофизики от них пришлось отказаться: ни теоретические расчеты, ни результаты наблюдений не давали оснований для таких предположений. Американский физик Роберт Эрлих создал компьютерную модель поведения солнечной плазмы на основе гипотезы венгерского теоретика Аттилы Грандпьера, предположившего существование внутри Солнца «резонансных диффузионных волн» своеобразного механизма самоусиления флуктуации, приводящего к заметным изменениям температуры плазмы, а, следовательно, и светимости Солнца. В модели Эрлиха получалось, что такие колебания имеют выраженную периодичность, хорошо совпадающую с периодичностью наступления-отступления ледников.
Еще в XIX веке Луи Агассис, Альфонс Жозеф Адемар, Джеймс Кролл и другие выдвигали идеи о том, что изменение параметров орбиты Земли и оси ее вращения может приводить к изменению количества тепла Солнца, которое поступает на поверхность Земли на разных ее широтах. К концу XIX века развитие небесной механики позволило рассчитать изменения орбитальных и вращательных характеристик Земли, и в начале XX века Милутин Миланкович завершил создание астрономической теории ледниковых периодов (циклы Миланковича).
Существует гипотеза, согласно которой наступление ледника вызывается не похолоданием, а потеплением глобального климата. Модель, предложенная в 1956 году американскими геофизиками Морисом Юингом и Уильямом Донном, предусматривает, что время роста ледников — это время максимального прогрева Северного Ледовитого океана. Освобождаясь ото льдов, он начинает испарять огромное количество воды, основная часть которой выпадает в виде снега на приполярные области суши. Из этого снега и рождается ледник. Но, высасывая влагу из Мирового океана, ледник понижает его уровень, что в конце концов приводит к тому, что Гольфстрим уже не может прорваться из Атлантики в полярные моря. В результате этого Северный Ледовитый океан в какой-то момент покрывается сплошными нетающими льдами, после чего ледник начинает сжиматься, поскольку замерзший океан уже не питает его снегом. По мере таяния (точнее, сублимации, сухого испарения) ледника уровень Мирового океана повышается, Гольфстрим проникает в Арктику, полярные воды освобождаются ото льда, и цикл начинается сначала.
Последняя ледниковая эра
Кайнозойская ледниковая эра (30–20 млн лет назад — настоящее время) — последняя на данный момент ледниковая эра. Предполагается, что она может являться следствием похолодания, вызванного образованием пролива Дрейка примерно 37 млн лет.
Настоящий геологический период — голоцен, начавшийся ≈ 12 000 лет назад, характеризуется как относительно теплый промежуток после плейстоценового ледникового периода, часто квалифицируемый как межледниковье.
В течение этого последнего ледникового периода наблюдались чередующиеся эпизоды наступления и отступления ледников. Максимум последнего оледенения был примерно 22 000 лет назад.
Ближе к концу события Homo sapiens мигрировал в Евразию и Австралию. Археологические и генетические данные свидетельствуют о том, что исходные популяции людей эпохи палеолита пережили последний ледниковый период в малолесистых районах и рассредоточились по районам с высокой первичной продуктивностью , избегая при этом густого лесного покрова.
Малый ледниковый период в России
В России малый ледниковый период ознаменовался в частности исключительно холодным летом в 1601, 1602 и 1603 годах, когда морозы ударяли в июле-августе, а снег ложился в начале осени.
Необычные холода повлекли за собой неурожай и голод, а как следствие, по мнению некоторых исследователей, стали одной из предпосылок к началу Смутного времени. Зима 1656 года была столь суровой, что в вошедшей в южные районы Русского царства польской армии от морозов погибло две тысячи человек и тысяча лошадей.
В Нижнем Поволжье в зиму 1778 года птицы замерзали в полете и падали мертвыми. В ходе русско-шведской войны 1808–1809 годов русские войска по льду преодолели Балтийское море.
Еще более холодным был малый ледниковый период в Сибири. В 1740–1741 годах экспедиция В. Беринга фиксировала сильные морозы на Камчатке и на Командорских островах.
Как повлиял на Землю последний ледниковый период
В середине мая вышел доклад Океанографического института Вудс-Хоул, гпосвященный последнему ледниковому периоду на Земле. Ученые пришли к выводу, что поверхность нашей планеты во время последнего ледникового периода охлаждалась на 6 градусов по Цельсию.
Анализ был основан на изучении благородных газов, которые растворены в подземных водах. Оказалось, что температура поверхности суши в средних и низких широтах охлаждалась в те времена почти на 6 градусов по Цельсию.
При этом специалисты подчеркнули, что их данные температуры намного ниже тех, что другие специалисты предоставляли ранее. Реальное значение работы заключается в том, что предыдущие исследования сильно недооценили охлаждение в последний ледниковый период, что привело к низким оценкам чувствительности климата Земли к парниковым газам.
Средняя температура на Земле в ледниковый период составила примерно 7,8 градусов по Цельсию, что всего на 6 градусов ниже, чем средняя температура на планете сегодня.
Когда следующий ледниковый период?
Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) обнаружили, что на Земле наступит глобальный ледниковый период, когда уровень солнечного излучения, который получает планета, быстро поменяется в течение геологически короткого периода времени. Количество солнечного излучения не должно опускаться до определенной пороговой точки.
Результаты исследования предполагают: независимо от того, что вызвало ледниковые периоды на Земле, наиболее вероятно, были вовлечены процессы, уменьшающие количество солнечной радиации, выходящей на поверхность планеты. К примеру, извержения вулканов или биологически индуцированное образование облаков, которые могли значительно заблокировать солнечные лучи.
Глобальные ледниковые периоды на Земле носят временный характер из-за углеродного цикла планеты. Когда планета не покрыта льдом, уровни углекислого газа в атмосфере в некоторой степени контролируются выветриванием горных пород и минералов.
Когда планета покрыта льдом, выветривание значительно уменьшается, так что углекислый газ накапливается в атмосфере, создавая парниковый эффект, который в конечном итоге приводит к оттаиванию планеты.
Мамонтовая дюжина
Мамонтовые степи
Что такое ледниковый период в представлении большинства людей? Это полярная ночь, лютый мороз, снежная пустыня до самого горизонта. В общем, не самые лучшие условия для процветания разнообразной живности.
За примерами далеко ходить не надо. У нас есть арктические пустыни, где даже лишайники и мхи не образуют единого покрова. Промерзлый щебень, валуны, лед, твердый, как камень, и камень, холодный, как лед. Даже белые медведи, эти арктические странники, неохотно заглядывают в эти бесплодные земли.
Южнее располагается тундра с ее вечной мерзлотой, огромными заболоченными пространствами, ковром из мхов и зарослями кустарников. Здесь высокая влажность и низкая плодородность тонкого слоя почвы. Это царство лишайников и мхов, низкорослых трав, ягод и карликовых деревьев. Разнообразие фауны в тундре невелико: северные олени, песцы, лемминги, зайцы и волки. Птиц больше, чем млекопитающих, а рыбы в холодных, богатых кислородом озерах, больше, чем птиц.
Таково положение северных биотопов сейчас, но оно не было таким все время. По многим данным современная тундра — деградировавший ландшафт, остаток некогда процветающей экосистемы — мамонтовой степи.
Мамонтовые степи, или тундростепи, появились в плейстоцене, во времена ледниковых периодов. Их основой были степные и лесостепные ландшафты плиоцена, а их фауна, которую называют мамонтовой, прямая наследница гиппарионовой фауны. Наивысшего расцвета мамонтовые степи достигли во времена последнего оледенения, 100 — 12 тысяч лет назад. Это был самый обширный биом на планете, занимавший большую часть Северного полушария.
Основой процветания мамонтовых степей было удачное сочетание факторов
— Злаковые травы высотой более 2 метров, покрывавшие огромные пространство, составляли основную кормовую базу. По низинам и вдоль берегов водоемов росла ива, карликовая березка, ольха, встречались участки лиственничного и елового редколесья.
— Сухой и морозный климат в приледниковой зоне превращал разнотравье в “сено на корню”, а неглубокий снег позволял легко добраться до него, что обеспечивало питание многочисленных травоядных зимой.
— Стада копытных втаптывали травы в землю, помогая сформироваться дернине, что задерживало питательные вещества в почве. Они же оставляли массу навоза, известного как хорошее удобрение. Да, на глубине метра (а где-то и менее) была вечная мерзлота. Но плодородный слой, сформировавшийся при участии копытных животных, позволял травам восстановиться за короткое и жаркое северное лето.
По продуктивности и разнообразию фауны мамонтовые степи не зря сравнивают с африканской саванной. С крупнейшими и яркими представителями этого мира мы сейчас и познакомимся.
Мамонт
Мамонты — это не только ценный мех, это еще и целый род Mammuthus из отряда хоботных с более чем 16 видами.
Первые мамонты появились в Африке около 5 млн лет назад и жили в саваннах от Кейптауна до Эфиопии. Там же обитали и ближайшие родственники мамонтов из рода Elephas, единственный современный представитель которого известен как индийский слон. И те, и другие, мигрировали на просторы Евразии через Ближний Восток, но предки индийских слонов предпочли южные леса. А мамонты отправились на север. Заканчивался плиоцен, в европейских реках плескались бегемоты и широколиственные леса росли за полярным кругом.
Дубравы и смешанные леса умеренной зоны стали домом для южного мамонта (M. meridionalis). Зимы становились все более холодными, а мамонты все более крупными. Около 2 млн лет назад южного мамонта сменил степной (M. trogontherii), выраставший до 4,7 м в холке и весивший около 10 тонн. По всей видимости, он был первым мамонтом с густым шерстяным покровом, что не удивительно, ведь его родиной были степи Южной Сибири. Оттуда степной мамонт расселился на запад до Франции и на восток через Аляску до американских прерий. В Северной Америке потомком степного мамонта стал теплолюбивый мамонт Колумба (M. columbi). А в Сибири — известный всем, классический шерстистый мамонт (M. primigenius). Произошло это около 800 тысяч лет назад.
Имея небольшой относительно предков рост, до 3,5 м, мамонты были массивными, приземистыми, с короткими ногами, маленькими ушами и горбом на спине. Самцы могли весить около 8 тонн, самки не более 4,5 тонн, а новорожденные мамонтята “всего” 90 кг.
Кстати, о мехе. Все тело мамонта было покрыто толстой меховой шубой, образующей на боках и животе “юбку”, как у яка. Образцы шерсти мамонта имеют рыжевато-коричневый цвет, но это результат обесцвечивания пигмента. При жизни цвет шерсти был скорее темно-коричневым. А генетический анализ показывает, что изредка встречались и особи с шерстью светлого цвета.
Еще один важный атрибут мамонта — его бивни. Они и правда впечатляют. Максимальный размер 4,2 м при весе в 91 кг. Только представьте, в распрямленном виде такой бивень был выше самого мамонта! Бивни использовались как турнирное оружие в схватках между самцами, ими защищались от хищников или раскапывали снег в поисках пищи. А пищи требовалось немало. Взрослый мамонт съедал не менее 180 кг растительности в день. основу диеты составляли осоки и степные травы, поедались также кустарники, цветы, листья деревьев, древесная кора и даже мох. Все четыре жевательных зуба у мамонтов были покрыты прочными эмалевыми пластинками, и все равно постепенно стирались. За жизнь они сменялись шесть раз.
Шерстистые мамонты вымерли с окончанием ледникового периода, около 12 тысяч лет назад. Хотя, некоторые островные популяции продержались дольше, так, мамонты острова Врангеля дожили до II тыс. до н.э.
Шерстистый носорог
Шерстистый носорог (Coelodonta antiquitatis) — второй по эпичности представитель мамонтовой фауны, которого хотелось бы увидеть вживую. Представьте, тундра, рыжий ковер карликовой березки, травяные поляны, и — мохнатый зверь с длинным рогом на носу.
Предки шерстистых носорогов жили 2 млн лет назад в Азии, к северу от Гималаев. Оттуда они расселились по Тибетскому нагорью, освоили Китай, Монголию и вышли к берегам Байкала. Отсюда шерстистый носорог заселил весь север Евразии. В плейстоценовой Европе удивить кого-то носорогом было сложно, там уже жили носорог Мерка и пара-тройка видов эласмотериев. На их фоне шерстистый носорог был мелким, малочисленным и неприхотливым. Все изменилось с наступлением ледников 250 тыс. л.н. Легко адаптирующийся к холодному климату шерстистый носорог вытеснил своих соседей. Теперь его можно было встретить и в Британии, и на Чукотке.
Размерами шерстистый носорог в тундростепи уступал только мамонту, вырастая до 4,5 м в длину и имея вес порядка 2-3 тонн. В своей мохнатой шкуре он наверняка казался еще крупнее. Примечательная особенность — два рога на конце морды. Задний был невелик, всего 15 см. Но передний вырастал на метр и более. Он был плоским, широким, использовался для разгребания снега зимой и схваток между самцами летом.
Как и мамонт, шерстистый носорог питался преимущественно травянистыми растениями, изредка хвоей и листьями деревьев. Не смотря на суровые зимы, снежный покров в тундростепи был неглубоким, 20 — 25 см, что позволяло с легкостью добираться до растительности. С потеплением влажность климата увеличилась, глубокий снег затруднял передвижение и доступ к корму. К концу плейстоцена ареал шерстистого носорога сократился до Забайкалья и северных регионов Монголии и Китая. Считается, что 14 тыс. л.н. шерстистый носорог вымер, хотя имеются отдельные находки возрастом до 9 — 10 тысяч лет.
Эласмотерий
Эласмотерий — представитель еще одного рода носорогов из Евразии, менее распространенный, но более крупный, чем шерстистый носорог. Типовой, и самый долгоживущий вид, эласмотерий сибирский (Elasmotherium sibiricum), известен по находкам в Краснодарском крае, на Волге, в районе Южного Урала и Иртыша. Не смотря на вполне носорожью внешность, к настоящим носорогам (п/сем. Rhinocerotidae) он не имеет отношения. Их пути с эласмотериями (п/сем. Elasmotheriinae) разошлись еще в олигоцене, если не раньше. Во время последнего оледенения эласмотерий оставался единственным видом некогда процветающего подсемейства. Значительная часть его ареала приходится на степи Средней Азии, и лишь частично на севере перекрывает зону тундростепи. Как и шерстистый носорог, эласмотерий предпочитал открытые пространства и речные долины, богатые травянистой растительностью.
Возможно, более крупные размеры позволяли ему конкурировать с шерстистым носорогом, защищая свои кормовые территории. При длине в 4,5 м он достигал 2 метров в холке и весил как молодой мамонт, около 4-5 тонн. Рог эласмотерия не найден, и оценки его длины, как и формы, сильно разнятся. В Каповой пещере на Урале имеется изображение горбатого массивного носорога с единственным длинным рогом, которое интерпретируют как изображение эласмотерия. Последние эласмотерии жили 35 — 38 тысяч лет назад на юге Западной Сибири.
Степной зубр
Степной зубр — животное, чьи перспективы на восстановление методами генной инженерии одни из самых реалистичных. Ведь у него есть ныне живущие потомки. Речь идет, конечно же, о европейском зубре и американском бизоне. Оба вида являются потомками степного зубра (Bison priscus). В плейстоцене стада этих животных топтали тундостепь повсеместно, от Испании до Канады. Крупные, выше двух метров в холке, лобастые, с дугообразными рогами и курчавой шерстью, они собирались в огромные стада, за которыми следовали пещерные львы, волки, гиены, и человек.
Около 120 тысяч лет назад в европейской популяции степных зубров началось смешение с другими крупными быками, турами (Bos primigenius). Не смотря на то, что они относятся к разным родам, и их эволюционные линии разошлись 1 млн лет назад, скрещивание было удачным. Генетический анализ показывает, что гибридные быки, получавшиеся в результате скрещивания, были стерильными, а вот коровы давали здоровое потомство. Со временем образовался новый вид, представители которого унаследовали ядерный геном степных зубров и митохондриальную ДНК туров. Сегодня этот вид известен как европейский зубр. В Америке эволюция степного бизона привела к возникновению нескольких видов, в том числе гигантского B.latifrons, имеющего размах рогов до 2 метров и весящего как внедорожник. Самым успешным видом, однако, оказался современный американский бизон (B.bison), доживший до наших дней.
Большерогий олень
Большерогий олень — животное, входящее в состав мамонтовой фауны, но редко встречавшееся в открытых тундростепях. Большерогий олень предпочитал более южные ландшафты с еловыми и сосновыми перелесками, лугами и зарослями кустарников. Происхождение вида туманно, и теряется в горных долинах Греции, а может, и Северного Кавказа. Самым близким родственником большерогого оленя, согласно исследованиям ДНК, является лань. Правда, он был значительно крупнее грациозной лани.
Большерогий олень считается самым тяжелым из всех оленей. Имея вес до 700 кг, он уступал только лосю. Но не вес и размеры (более 2 м в холке) были его отличительной чертой. Огромные разлапистые рога с размахом в 3,6 м и весом 40 кг украшали голову этого красавца!
Ближе к концу ледникового периода большерогие олени распространились по Европе, а затем расширили свой ареал до Байкала. По всей видимости, здесь сыграло свою роль отступление на север тундростепи и распространение лесостепных участков. Многочисленные находки известны из торфяных болот Ирландии, за что животное получило свое второе название — ирландский лось. Вымирание большерогого оленя связывают с наступлением лесов, изменением климата и деятельностью человека. Последних великанов можно было увидеть в северном Причерноморье 7,7 тыс. лет назад.
Гигантский бобр
Перечень травоядных великанов, живших в тундростепи, был бы неполным без этого грызуна. В отличие от такого космополита, как мамонт, его ареал был ограничен территорией Северной Америки, где гигантские бобры встречались на Аляске, в Канаде, в районе Великих озер и к югу от них до Флориды.
Гигантский бобр соседствовал с саблезубыми тиграми и короткомордыми медведями. Но вряд ли его следовало считать легкой добычей. Имея длину тела 1,9 м (а с хвостом и все 2,2 м), он мог весить более 120 кг. Как и современные бобры, он был отличным пловцом, имел перепонки на лапах и вытянутый, как у ондатры, хвост. Резцы, и без того крупные у грызунов, у гигантского бобра достигали 15 см в длину! Крупные мышцы обеспечивали высокую силу укуса.
Гигантский бобр определенно валил деревья и питался их корой, побегами и водной растительностью. Но был ли он таким же хорошим строителем, как современные бобры? Увы, ни одной гигантской плотины не было найдено. А размер мозга говорит, что гигантский бобр был глупее своего собрата и не был склонен к сложному поведению. И все же, пусть не плотины, но хатки он точно строил. Их остатки найдены в торфяных болотах Огайо. Последние гигантские бобры исчезли 11 тыс. лет назад, а может быть и позже. По крайней мере, легенды индейцев сохранили память об этом интересном животном.
Ужасный волк
Ужасный волк — еще один обитатель Северной Америки, открывающий список хищников мамонтовых прерий. Семейство псовых возникло на равнинах Америки 40 млн лет назад, и здесь 6 млн лет назад появился род Canis, т.е. “собака”, или “волк” в отечественной систематике. Тогда же в отдельную эволюционную ветвь выделились предки ужасного волка. Некоторые из них перешли Берингию и расселились по степям вплоть до Африки, превратившись со временем в полосатого шакала. Тех же, кто остался в Америке, ждала иная судьба. Конкурируя с другими псовыми, они заняли нишу охотников за крупной добычей. Так возникли крупнейшие (если не считать некоторые породы собак) псовые — ужасные волки (Aenocyon dirus).
В среднем самцы ужасных волков вырастали до 1,7 м в длину и весили около 68 кг. Схожими размерами могут похвастаться только крупные особи обычных волков из Сибири и Канады. В битумных ямах Ла-Брея найдены скелеты больших размеров. Анализ биомеханических возможностей скелета говорит о том, что предельный вес животного достигал 110 кг, что превышает вес обычного волка в два раза.
Северная граница распространения ужасного волка находилась в приледниковой зоне, несколько южнее современной границы США и Канады. Здесь водились бизоны, лошади, верблюды и вилороги, являвшиеся основной добычей ужасного волка. Не брезговали ужасные волки и падалью, о чем говорит характерный износ зубов. Как и серые волки, они были коллективными животными. Во главе стаи находилась альфа-пара, самец и самка, а остальные волки были их потомством разного возраста. Скоординированные действия позволяли убивать животных весом в 300 — 600 кг, что делало ужасного волка серьезным конкурентом смилодона и американского льва. Ужасный волк вымер 13 тысяч лет назад. К этому привело изменение климата, сократившего пищевую базу, и распространение серого волка, более пластичного в плане питания.
Пещерная гиена
Пещерная гиена — крупный подвид гиены пятнистой, обитавший в Северной Евразии 500 — 11 тыс. лет назад. Ее отличие в более крупных размерах. Пещерная гиена вырастала до метра в холке и могла весить более 100 кг, что почти в два раза превышает средний вес пятнистой гиены. Ареал пещерной гиены охватывал огромную территорию, от Пиренейского п-ова до Дальнего Востока. Эти хищники предпочитали степные ландшафты с естественными укрытиями — группами скал, гротами, пещерами.
Как и современные гиены, пещерные предпочитали охотиться, а не выискивать падаль. Найденные в их логовах кости животных указывают на копытных, как на основной источник пищи. Лошади составляли основу рациона, за лошадями следовали бизоны и шерстистые носороги. Реже гиены охотились на оленей, сайгаков, убивали волков, пещерных львов и медведей. Отношения с гиенами у людей каменного века были сложными. Неандертальцы и гиены попеременно занимали одни и те же пещеры, что может свидетельствовать о некоторой конкуренции. Известны наскальные изображения гиен в пещерах Франции, а также остатки гиен со следами разделки. Но человеческие костяки, погрызенные гиенами, встречаются все же чаще.
Гомотерий
Гомотерий — представитель саблезубых кошек из северных широт, обитающий по всей тундростепной зоне от Европы до Аляски. В Америке южнее Канады его остатки встречаются очень редко, самые южные найдены в Венесуэле. По всей видимости, на этих территориях он проигрывал в конкуренции более крупному смилодону, но в приледниковой зоне он был единственным саблезубом.
Гомотерий мог достигать 190 кг веса при росте в холке 1,1 м, что сопоставимо с африканскими львами. У нег были несколько гиеноподобные пропорции тела, с длинными передними и короткими задними ногами. Хвост был коротким, как у рыси или медведя. По всей видимости, гомотерий был хорошим бегуном, об этом говорят невтяжные когти, относительно тонкие конечности, носовое отверстие, схожее с таковым у гепарда, и сложная и крупная зрительная кора головного мозга. По современным данным, гомотерии жили прайдами, что облегчало охоту и защиту потомства.
Как и прочие саблезубые кошки, гомотерий специализировался на крупной и сверхкрупной добыче. Примечательны находки в пещере Фризенхан, шт. Техас. Здесь обнаружено более 30 скелетов гомотериев разного возраста. А с ними остатки 400 молодых мамонтов, чьи туши были притащены в логово и съедены уже там.
Пещерный лев
Пещерный лев — еще один “африканец”, широко распространенный в тундростепях Северного полушария. Долгое время он считался подвидом африканского льва, но генетические исследования это опровергают. Первые львы появились 1,7 — 1,2 млн лет назад в Танзании. В Европе их потомок, мосбахский лев (Panthera leo fossilis), появился около 700 тыс. лет назад и расселился на восток до юга Западной Сибири. Наступление ледников привело к появлению холодоустойчивого пещерного льва (Panthera leo spelae), который через Берингию попал в Америку, где эволюционировал в американского льва (Panthera leo atrox).
Пещерный лев был крупнее современных африканских львов, хотя и не достигал размеров мосбахского или американского льва. При длине тела без хвоста более 2,5 м и весе до 330 кг пещерный лев был одним из ключевых хищников в тундростепях. Значительную часть его добычи составляли северные олени и пещерные медведи, в меньшей степени лошади, овцебыки. Изредка встречаются остатки молодых шерстистых носорогов и мамонтов, убитых пещерными львами. Такая охотничья специализация снижала конкуренцию с прочими хищниками, но могла сыграть существенную роль в вымирании пещерного льва.
Пещерный лев является частым персонажем художественных произведений на тему каменного века. Сами первобытные охотники оставили нам впечатляющие изображения этих животных. По ним, кстати, стало известно, что у пещерного льва не было гривы. Кроме костей и рисунков известны также четыре львенка из вечной мерзлоты Якутии.
Пещерный медведь
Пещерный медведь наряду с мамонтом и шерстистым носорогом может считаться знаковой фигурой для ледникового периода. Более 1 млн лет назад у него был общий предок с бурым медведем, но далее их эволюционные пути разошлись. Для пещерного медведя характерно существенное увеличение в размерах и преобладание растительной пищи в рационе. Он мог вдвое превосходить своего бурого собрата по весу, и, стоя на задних лапах, имел трехметровый рост. Сопоставимых габаритов сегодня достигают бурые медведи острова Кадьяк, легко превышающие планку в 500 кг.
Износ зубов и потеря премоляров свидетельствует о большей травоядности, чем у бурого медведя. Сочные травы и коренья должны были составлять значительную часть рациона этого животного. Но, не следует считать пещерного медведя добродушным увальнем. При случае он вполне мог задрать оленя или молодого бизона. Хотя и сам нередко становился добычей хищников, таких, как пещерный лев. По всей видимости, пещерные львы выискивали берлоги медведей во тьме пещер, и на падали на них во время спячки.
Интересно, что пещерный медведь из всех “пещерных” животных плейстоцена — самый настоящий спелеолог. Следы его когтей и скелеты находят глубоко в недрах земли, в подземных гротах, куда даже человеку не просто добраться. Именно в пещерах устраивал медведь свои берлоги, что, в итоге, сделало вид уязвимым перед человеком. В каменном веке люди охотились на пещерного медведя и поклонялись ему. Черепа медведей хранили в качестве трофеев еще неандертальцы. Известны его наскальные изображения. Не исключено, что тотемистические культы медведя, известные у народов таежной зоны, берут свое начало в эпоху палеолита.
Арктодус
Арктодус, или гигантский короткомордый медведь (Arctodus simus) завершает наш список, будучи самым крупным хищником среди всей мамонтовой фауны. Являясь представителем подсемейства короткомордых медведей (Tremarctinae), с остальными мишками он состоит в отдаленном родстве. Его предки жили в Северной Америке еще в миоцене. Когда образовался Панамский перешеек 2,5 млн лет назад, некоторые из них отправились покорять Южную Америку. В итоге мы имеем единственного на весь континент, и самого травоядного представителя медвежьих, очкового медведя (Tremarctos ornatus). Те же, кто остался на севере, превратились 800 тысяч лет назад в настоящих чудовищ.
Рост в холке (!) этого монстра колебался от 1,5 до 2 метров, что больше, чем у шерстистого носорога. Имеются следы когтей в пещере Риверблуфф (штат Миссури), на высоте 4,6 м, что говорит о росте на задних лапах не менее 3,7 м. Вес медведя превышал 950 кг. В северных популяциях могли встречаться гиганты и в 1400 кг весом, что делает арктодуса одним из крупнейших наземных хищных млекопитающих за всю историю
Насколько опасным был этот зверь? По современным представлениям, он передвигался, как и все медведи, неторопливым шагом, обладая чудовищной выносливостью. В момент нападения арктодус мог развивать скорость до 40 км/ч, быстро настигая и сбивая жертву с ног. Это позволяло убивать бизонов, мастодонтов и молодых мамонтов. Но все же, по современным представлениям, арктодусы не были сверххищниками, как, например, белый медведь. Их пищевое поведение было гибким, как и у бурого медведя. Представители северных популяций были в значительной степени мясоедами, в то время как медведи, живущие южнее, употребляли в пищу немало растений.
Источники
Ледниковый период (Древнее оледенение) — период общего похолодания климата, продолжительностью несколько миллионов лет, с неоднократными резкими разрастаниями оледенения материков и океанов (ледниковые эпохи и межледниковья). В истории Земли они распределялись неравномерно, группируясь в ледниковые эры длительностью от многих десятков до 200 миллионов лет.
Обобщённый термин явления в геологической истории Земли (четвертичный период), во время которого наблюдалось общее относительное похолодание климата и возникновение значительного разрастания материковых ледниковых покровов. Ледниковый период — совокупность ледниковых эпох. Ледниковые эпохи чередуются с относительными потеплениями — эпохами сокращения оледенения (межледниковьями). Начавшееся 12 тысяч лет назад после последней ледниковой эпохи межледниковье, голоцен, является частью четвертичного периода, а тот в свою очередь входит в наступившую 66 млн лет назад кайнозойскую эру.
Ледниковые эры в истории Земли
Периоды похолодания климата, сопровождающиеся формированием континентальных ледниковых покровов, являются повторяющимися событиями в истории Земли. Интервалы холодного климата, в течение которых образуются обширные материковые ледниковые покровы и отложения длительностью в сотни миллионов лет, именуются ледниковыми эрами; в ледниковых эрах выделяются ледниковые периоды длительностью в десятки миллионов лет, которые, в свою очередь, состоят из ледниковых эпох — оледенений (гляциалов), чередующихся с межледниковьями (интергляциалами).
В истории Земли известны следующие ледниковые эры:
Канадская ледниковая эра — 2,5—2,2 млрд лет назад, в начале ранней, палеопротерозойской части протерозойской геологической эры.
Африканская ледниковая эра — 900—590 млн лет назад, в Позднепротерозойской части протерозойской геологической эры.
Гондванская ледниковая эра — 380—240 млн лет назад, во время Палеозойской геологической эры.
Лавразийская ледниковая эра — 20—30 млн лет назад — настоящее время, в конце Кайнозойской геологической эры.
Кайнозойская ледниковая эра
Кайнозойская ледниковая эра (30-20 млн лет назад — настоящее время) — последняя на данный момент ледниковая эра. Предполагается, что Кайнозойская ледниковая эра может являться следствием похолодания, вызванного образованием пролива Дрейка примерно 37 млн. лет назад.
Настоящий геологический период — голоцен, начавшийся ≈ 12 000 лет назад, характеризуется как относительно тёплый промежуток после плейстоценового ледникового периода. Часто квалифицируется как межледниковье. Ледниковые покровы существуют в высоких широтах северного (Гренландия) и южного (Антарктида) полушарий; при этом в северном полушарии покровное оледенение Гренландии простирается на юг до 60° северной широты (то есть, до широты Санкт-Петербурга), морские льды — до 46—43° северной широты (то есть до широты Крыма), а вечной мерзлоты до 52—47° северной широты.
В южном полушарии континентальная часть Антарктиды покрыта ледниковым щитом толщиной 2500—2800 м (до 4800 м в некоторых районах Восточной Антарктиды), при этом шельфовые ледники составляют ≈10 % от площади континента, возвышающейся над уровнем моря.
В кайнозойской ледниковой эре наиболее сильным является плейстоценовый ледниковый период: понижение температуры привело к оледенению Северного Ледовитого океана и северных областей Атлантики и Тихого океана, при этом граница оледенения проходила на 1500—1700 км южнее современной.
Последняя ледниковая эпоха закончилась около 12 тыс. лет назад (подробнее см. поздний дриас и аллерёдское потепление).
Хронология кайнозойских оледенений
Возраст изотопных стадий 18O шкалы Шеклтона рассчитан благодаря присутствию в керне Вема V28-238 на глубине 1200 см границы палеомагнитных эпох Матуяма/Брюнес (700 000 лет назад). Поскольку ныне возраст рубежа Матуяма/Брюнес оценивается в 730000 лет, даты Шеклтона пересчитаны сообразно глубинам соответствующих стадий (Минусы — холодные стадиалы, плюсы — тёплые интерстадиалы).
Палеозойская ледниковая эра
Её начало (460—230 млн лет назад) связывают с распространением первых наземных растений[17].
Позднеордовикский-раннесилурийский ледниковый период (460—420 млн лет назад)
Ледниковые отложения этого времени распространены в Африке, Южной Америке, восточной части Северной Америки и Западной Европе.
Пик оледенения характеризуется образованием обширного ледникового щита на большей части северной (включая Аравию) и западной Африки, при этом толщина сахарского ледового щита оценивается до 3 км.
Позднедевонский ледниковый период
Ледниковые отложения позднедевонского ледникового периода (370—355 млн лет назад) обнаружены на территории Бразилии, аналогичные моренные отложения — в Африке (Нигер). Ледниковая область простиралась от современных устья Амазонки к восточному побережью Бразилии.
Каменноугольно-пермский ледниковый период
Ледниковые отложения этого (350—230 млн лет назад) времени обнаружены в Африке, Южной Америке, Аравии, Индии и Австралии. В то время эти континенты представляли собой единый материк – Гондвану. К концу пермского периода климат стал теплее, и палеозойская ледниковая эра закончилась.
Позднепротерозойская ледниковая эра
В стратиграфии позднего протерозоя выделяется лапландский ледниковый горизонт (670—630 млн лет назад), обнаруженный в Европе, Азии, Западной Африке, Гренландии и Австралии. Палеоклиматическая реконструкция позднепротерозойской ледниковой эры вообще и лапландского периода в частности затруднена недостаточностью данных о дрейфе, форме и положении континентов в это время, однако с учётом расположения моренных отложений Гренландии, Шотландии и Нормандии предполагается, что Европейский и Африканский ледовые щиты этого периода временами сливались в единый щит.
Причины оледенений
В науке существуют различные теории о причинах оледенений:
Замечено, что все великие оледенения совпадали с крупнейшими горообразовательными эпохами, когда рельеф земной поверхности был наиболее контрастным и площадь морей уменьшалась. В этих условиях колебания климата стали более резкими. Однако средние высоты гор сейчас не меньше, а может быть, даже больше тех, какие были во время оледенений, тем не менее, сейчас площадь ледников относительно невелика.
Изучение современной и древней вулканической деятельности позволило вулканологу И. В. Мелекесцеву связать оледенения с увеличением интенсивности вулканизма. До настоящего времени большинством исследователей роль вулканизма в проявлении оледенений преуменьшалась. Однако не следует и преувеличивать значение этого фактора. Хорошо известно, что в позднемеловую эпоху и в палеогене не существовало сколько-нибудь значительных ледников, хотя в то время были сформированы колоссальные покровы из вулканического материала вокруг Тихого океана.
Некоторые гипотезы предполагали периодические изменения светимости Солнца, однако по мере развития астрофизики от них пришлось отказаться: ни теоретические расчеты, ни результаты наблюдений не давали оснований для таких предположений. Американский физик Роберт Эрлих создал компьютерную модель поведения солнечной плазмы на основе гипотезы венгерского теоретика Аттилы Грандпьера, предположившего существование внутри Солнца «резонансных диффузионных волн» своеобразного механизма самоусиления флуктуации, приводящего к заметным изменениям температуры плазмы, а, следовательно, и светимости Солнца. В модели Эрлиха получалось, что такие колебания имеют выраженную периодичность, хорошо совпадающую с периодичностью наступления-отступления ледников.
Еще в XIX веке Луи Агассис, Альфонс Жозеф Адемар, Джеймс Кролл и другие выдвигали идеи о том, что изменение параметров орбиты Земли и оси ее вращения может приводить к изменению количества тепла Солнца, которое поступает на поверхность Земли на разных ее широтах. К концу XIX века развитие небесной механики позволило рассчитать изменения орбитальных и вращательных характеристик Земли, и в начале XX века Милутин Миланкович завершил создание астрономической теории ледниковых периодов (циклы Миланковича).
Существует гипотеза, согласно которой наступление ледника вызывается не похолоданием, а потеплением глобального климата. Модель, предложенная в 1956 году американскими геофизиками Морисом Юингом и Уильямом Донном, предусматривает, что время роста ледников — это время максимального прогрева Северного Ледовитого океана. Освобождаясь ото льдов, он начинает испарять огромное количество воды, основная часть которой выпадает в виде снега на приполярные области суши. Из этого снега и рождается ледник. Но, высасывая влагу из Мирового океана, ледник понижает его уровень, что в конце концов приводит к тому, что Гольфстрим уже не может прорваться из Атлантики в полярные моря. В результате этого Северный Ледовитый океан в какой-то момент покрывается сплошными нетающими льдами, после чего ледник начинает сжиматься, поскольку замерзший океан уже не питает его снегом. По мере таяния (точнее, сублимации, сухого испарения) ледника уровень Мирового океана повышается, Гольфстрим проникает в Арктику, полярные воды освобождаются ото льда, и цикл начинается сначала.
Последняя ледниковая эра
Кайнозойская ледниковая эра (30–20 млн лет назад — настоящее время) — последняя на данный момент ледниковая эра. Предполагается, что она может являться следствием похолодания, вызванного образованием пролива Дрейка примерно 37 млн лет.
Настоящий геологический период — голоцен, начавшийся ≈ 12 000 лет назад, характеризуется как относительно теплый промежуток после плейстоценового ледникового периода, часто квалифицируемый как межледниковье.
В течение этого последнего ледникового периода наблюдались чередующиеся эпизоды наступления и отступления ледников. Максимум последнего оледенения был примерно 22 000 лет назад.
Ближе к концу события Homo sapiens мигрировал в Евразию и Австралию. Археологические и генетические данные свидетельствуют о том, что исходные популяции людей эпохи палеолита пережили последний ледниковый период в малолесистых районах и рассредоточились по районам с высокой первичной продуктивностью , избегая при этом густого лесного покрова.
Малый ледниковый период в России
В России малый ледниковый период ознаменовался в частности исключительно холодным летом в 1601, 1602 и 1603 годах, когда морозы ударяли в июле-августе, а снег ложился в начале осени.
Необычные холода повлекли за собой неурожай и голод, а как следствие, по мнению некоторых исследователей, стали одной из предпосылок к началу Смутного времени. Зима 1656 года была столь суровой, что в вошедшей в южные районы Русского царства польской армии от морозов погибло две тысячи человек и тысяча лошадей.
В Нижнем Поволжье в зиму 1778 года птицы замерзали в полете и падали мертвыми. В ходе русско-шведской войны 1808–1809 годов русские войска по льду преодолели Балтийское море.
Еще более холодным был малый ледниковый период в Сибири. В 1740–1741 годах экспедиция В. Беринга фиксировала сильные морозы на Камчатке и на Командорских островах.
Как повлиял на Землю последний ледниковый период
В середине мая вышел доклад Океанографического института Вудс-Хоул, гпосвященный последнему ледниковому периоду на Земле. Ученые пришли к выводу, что поверхность нашей планеты во время последнего ледникового периода охлаждалась на 6 градусов по Цельсию.
Анализ был основан на изучении благородных газов, которые растворены в подземных водах. Оказалось, что температура поверхности суши в средних и низких широтах охлаждалась в те времена почти на 6 градусов по Цельсию.
При этом специалисты подчеркнули, что их данные температуры намного ниже тех, что другие специалисты предоставляли ранее. Реальное значение работы заключается в том, что предыдущие исследования сильно недооценили охлаждение в последний ледниковый период, что привело к низким оценкам чувствительности климата Земли к парниковым газам.
Средняя температура на Земле в ледниковый период составила примерно 7,8 градусов по Цельсию, что всего на 6 градусов ниже, чем средняя температура на планете сегодня.
Когда следующий ледниковый период?
Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) обнаружили, что на Земле наступит глобальный ледниковый период, когда уровень солнечного излучения, который получает планета, быстро поменяется в течение геологически короткого периода времени. Количество солнечного излучения не должно опускаться до определенной пороговой точки.
Результаты исследования предполагают: независимо от того, что вызвало ледниковые периоды на Земле, наиболее вероятно, были вовлечены процессы, уменьшающие количество солнечной радиации, выходящей на поверхность планеты. К примеру, извержения вулканов или биологически индуцированное образование облаков, которые могли значительно заблокировать солнечные лучи.
Глобальные ледниковые периоды на Земле носят временный характер из-за углеродного цикла планеты. Когда планета не покрыта льдом, уровни углекислого газа в атмосфере в некоторой степени контролируются выветриванием горных пород и минералов.
Когда планета покрыта льдом, выветривание значительно уменьшается, так что углекислый газ накапливается в атмосфере, создавая парниковый эффект, который в конечном итоге приводит к оттаиванию планеты.
Мамонтовая дюжина
Мамонтовые степи
Что такое ледниковый период в представлении большинства людей? Это полярная ночь, лютый мороз, снежная пустыня до самого горизонта. В общем, не самые лучшие условия для процветания разнообразной живности.
За примерами далеко ходить не надо. У нас есть арктические пустыни, где даже лишайники и мхи не образуют единого покрова. Промерзлый щебень, валуны, лед, твердый, как камень, и камень, холодный, как лед. Даже белые медведи, эти арктические странники, неохотно заглядывают в эти бесплодные земли.
Южнее располагается тундра с ее вечной мерзлотой, огромными заболоченными пространствами, ковром из мхов и зарослями кустарников. Здесь высокая влажность и низкая плодородность тонкого слоя почвы. Это царство лишайников и мхов, низкорослых трав, ягод и карликовых деревьев. Разнообразие фауны в тундре невелико: северные олени, песцы, лемминги, зайцы и волки. Птиц больше, чем млекопитающих, а рыбы в холодных, богатых кислородом озерах, больше, чем птиц.
Таково положение северных биотопов сейчас, но оно не было таким все время. По многим данным современная тундра — деградировавший ландшафт, остаток некогда процветающей экосистемы — мамонтовой степи.
Мамонтовые степи, или тундростепи, появились в плейстоцене, во времена ледниковых периодов. Их основой были степные и лесостепные ландшафты плиоцена, а их фауна, которую называют мамонтовой, прямая наследница гиппарионовой фауны. Наивысшего расцвета мамонтовые степи достигли во времена последнего оледенения, 100 — 12 тысяч лет назад. Это был самый обширный биом на планете, занимавший большую часть Северного полушария.
Основой процветания мамонтовых степей было удачное сочетание факторов
— Злаковые травы высотой более 2 метров, покрывавшие огромные пространство, составляли основную кормовую базу. По низинам и вдоль берегов водоемов росла ива, карликовая березка, ольха, встречались участки лиственничного и елового редколесья.
— Сухой и морозный климат в приледниковой зоне превращал разнотравье в “сено на корню”, а неглубокий снег позволял легко добраться до него, что обеспечивало питание многочисленных травоядных зимой.
— Стада копытных втаптывали травы в землю, помогая сформироваться дернине, что задерживало питательные вещества в почве. Они же оставляли массу навоза, известного как хорошее удобрение. Да, на глубине метра (а где-то и менее) была вечная мерзлота. Но плодородный слой, сформировавшийся при участии копытных животных, позволял травам восстановиться за короткое и жаркое северное лето.
По продуктивности и разнообразию фауны мамонтовые степи не зря сравнивают с африканской саванной. С крупнейшими и яркими представителями этого мира мы сейчас и познакомимся.
Мамонт
Мамонты — это не только ценный мех, это еще и целый род Mammuthus из отряда хоботных с более чем 16 видами.
Первые мамонты появились в Африке около 5 млн лет назад и жили в саваннах от Кейптауна до Эфиопии. Там же обитали и ближайшие родственники мамонтов из рода Elephas, единственный современный представитель которого известен как индийский слон. И те, и другие, мигрировали на просторы Евразии через Ближний Восток, но предки индийских слонов предпочли южные леса. А мамонты отправились на север. Заканчивался плиоцен, в европейских реках плескались бегемоты и широколиственные леса росли за полярным кругом.
Дубравы и смешанные леса умеренной зоны стали домом для южного мамонта (M. meridionalis). Зимы становились все более холодными, а мамонты все более крупными. Около 2 млн лет назад южного мамонта сменил степной (M. trogontherii), выраставший до 4,7 м в холке и весивший около 10 тонн. По всей видимости, он был первым мамонтом с густым шерстяным покровом, что не удивительно, ведь его родиной были степи Южной Сибири. Оттуда степной мамонт расселился на запад до Франции и на восток через Аляску до американских прерий. В Северной Америке потомком степного мамонта стал теплолюбивый мамонт Колумба (M. columbi). А в Сибири — известный всем, классический шерстистый мамонт (M. primigenius). Произошло это около 800 тысяч лет назад.
Имея небольшой относительно предков рост, до 3,5 м, мамонты были массивными, приземистыми, с короткими ногами, маленькими ушами и горбом на спине. Самцы могли весить около 8 тонн, самки не более 4,5 тонн, а новорожденные мамонтята “всего” 90 кг.
Кстати, о мехе. Все тело мамонта было покрыто толстой меховой шубой, образующей на боках и животе “юбку”, как у яка. Образцы шерсти мамонта имеют рыжевато-коричневый цвет, но это результат обесцвечивания пигмента. При жизни цвет шерсти был скорее темно-коричневым. А генетический анализ показывает, что изредка встречались и особи с шерстью светлого цвета.
Еще один важный атрибут мамонта — его бивни. Они и правда впечатляют. Максимальный размер 4,2 м при весе в 91 кг. Только представьте, в распрямленном виде такой бивень был выше самого мамонта! Бивни использовались как турнирное оружие в схватках между самцами, ими защищались от хищников или раскапывали снег в поисках пищи. А пищи требовалось немало. Взрослый мамонт съедал не менее 180 кг растительности в день. основу диеты составляли осоки и степные травы, поедались также кустарники, цветы, листья деревьев, древесная кора и даже мох. Все четыре жевательных зуба у мамонтов были покрыты прочными эмалевыми пластинками, и все равно постепенно стирались. За жизнь они сменялись шесть раз.
Шерстистые мамонты вымерли с окончанием ледникового периода, около 12 тысяч лет назад. Хотя, некоторые островные популяции продержались дольше, так, мамонты острова Врангеля дожили до II тыс. до н.э.
Шерстистый носорог
Шерстистый носорог (Coelodonta antiquitatis) — второй по эпичности представитель мамонтовой фауны, которого хотелось бы увидеть вживую. Представьте, тундра, рыжий ковер карликовой березки, травяные поляны, и — мохнатый зверь с длинным рогом на носу.
Предки шерстистых носорогов жили 2 млн лет назад в Азии, к северу от Гималаев. Оттуда они расселились по Тибетскому нагорью, освоили Китай, Монголию и вышли к берегам Байкала. Отсюда шерстистый носорог заселил весь север Евразии. В плейстоценовой Европе удивить кого-то носорогом было сложно, там уже жили носорог Мерка и пара-тройка видов эласмотериев. На их фоне шерстистый носорог был мелким, малочисленным и неприхотливым. Все изменилось с наступлением ледников 250 тыс. л.н. Легко адаптирующийся к холодному климату шерстистый носорог вытеснил своих соседей. Теперь его можно было встретить и в Британии, и на Чукотке.
Размерами шерстистый носорог в тундростепи уступал только мамонту, вырастая до 4,5 м в длину и имея вес порядка 2-3 тонн. В своей мохнатой шкуре он наверняка казался еще крупнее. Примечательная особенность — два рога на конце морды. Задний был невелик, всего 15 см. Но передний вырастал на метр и более. Он был плоским, широким, использовался для разгребания снега зимой и схваток между самцами летом.
Как и мамонт, шерстистый носорог питался преимущественно травянистыми растениями, изредка хвоей и листьями деревьев. Не смотря на суровые зимы, снежный покров в тундростепи был неглубоким, 20 — 25 см, что позволяло с легкостью добираться до растительности. С потеплением влажность климата увеличилась, глубокий снег затруднял передвижение и доступ к корму. К концу плейстоцена ареал шерстистого носорога сократился до Забайкалья и северных регионов Монголии и Китая. Считается, что 14 тыс. л.н. шерстистый носорог вымер, хотя имеются отдельные находки возрастом до 9 — 10 тысяч лет.
Эласмотерий
Эласмотерий — представитель еще одного рода носорогов из Евразии, менее распространенный, но более крупный, чем шерстистый носорог. Типовой, и самый долгоживущий вид, эласмотерий сибирский (Elasmotherium sibiricum), известен по находкам в Краснодарском крае, на Волге, в районе Южного Урала и Иртыша. Не смотря на вполне носорожью внешность, к настоящим носорогам (п/сем. Rhinocerotidae) он не имеет отношения. Их пути с эласмотериями (п/сем. Elasmotheriinae) разошлись еще в олигоцене, если не раньше. Во время последнего оледенения эласмотерий оставался единственным видом некогда процветающего подсемейства. Значительная часть его ареала приходится на степи Средней Азии, и лишь частично на севере перекрывает зону тундростепи. Как и шерстистый носорог, эласмотерий предпочитал открытые пространства и речные долины, богатые травянистой растительностью.
Возможно, более крупные размеры позволяли ему конкурировать с шерстистым носорогом, защищая свои кормовые территории. При длине в 4,5 м он достигал 2 метров в холке и весил как молодой мамонт, около 4-5 тонн. Рог эласмотерия не найден, и оценки его длины, как и формы, сильно разнятся. В Каповой пещере на Урале имеется изображение горбатого массивного носорога с единственным длинным рогом, которое интерпретируют как изображение эласмотерия. Последние эласмотерии жили 35 — 38 тысяч лет назад на юге Западной Сибири.
Степной зубр
Степной зубр — животное, чьи перспективы на восстановление методами генной инженерии одни из самых реалистичных. Ведь у него есть ныне живущие потомки. Речь идет, конечно же, о европейском зубре и американском бизоне. Оба вида являются потомками степного зубра (Bison priscus). В плейстоцене стада этих животных топтали тундостепь повсеместно, от Испании до Канады. Крупные, выше двух метров в холке, лобастые, с дугообразными рогами и курчавой шерстью, они собирались в огромные стада, за которыми следовали пещерные львы, волки, гиены, и человек.
Около 120 тысяч лет назад в европейской популяции степных зубров началось смешение с другими крупными быками, турами (Bos primigenius). Не смотря на то, что они относятся к разным родам, и их эволюционные линии разошлись 1 млн лет назад, скрещивание было удачным. Генетический анализ показывает, что гибридные быки, получавшиеся в результате скрещивания, были стерильными, а вот коровы давали здоровое потомство. Со временем образовался новый вид, представители которого унаследовали ядерный геном степных зубров и митохондриальную ДНК туров. Сегодня этот вид известен как европейский зубр. В Америке эволюция степного бизона привела к возникновению нескольких видов, в том числе гигантского B.latifrons, имеющего размах рогов до 2 метров и весящего как внедорожник. Самым успешным видом, однако, оказался современный американский бизон (B.bison), доживший до наших дней.
Большерогий олень
Большерогий олень — животное, входящее в состав мамонтовой фауны, но редко встречавшееся в открытых тундростепях. Большерогий олень предпочитал более южные ландшафты с еловыми и сосновыми перелесками, лугами и зарослями кустарников. Происхождение вида туманно, и теряется в горных долинах Греции, а может, и Северного Кавказа. Самым близким родственником большерогого оленя, согласно исследованиям ДНК, является лань. Правда, он был значительно крупнее грациозной лани.
Большерогий олень считается самым тяжелым из всех оленей. Имея вес до 700 кг, он уступал только лосю. Но не вес и размеры (более 2 м в холке) были его отличительной чертой. Огромные разлапистые рога с размахом в 3,6 м и весом 40 кг украшали голову этого красавца!
Ближе к концу ледникового периода большерогие олени распространились по Европе, а затем расширили свой ареал до Байкала. По всей видимости, здесь сыграло свою роль отступление на север тундростепи и распространение лесостепных участков. Многочисленные находки известны из торфяных болот Ирландии, за что животное получило свое второе название — ирландский лось. Вымирание большерогого оленя связывают с наступлением лесов, изменением климата и деятельностью человека. Последних великанов можно было увидеть в северном Причерноморье 7,7 тыс. лет назад.
Гигантский бобр
Перечень травоядных великанов, живших в тундростепи, был бы неполным без этого грызуна. В отличие от такого космополита, как мамонт, его ареал был ограничен территорией Северной Америки, где гигантские бобры встречались на Аляске, в Канаде, в районе Великих озер и к югу от них до Флориды.
Гигантский бобр соседствовал с саблезубыми тиграми и короткомордыми медведями. Но вряд ли его следовало считать легкой добычей. Имея длину тела 1,9 м (а с хвостом и все 2,2 м), он мог весить более 120 кг. Как и современные бобры, он был отличным пловцом, имел перепонки на лапах и вытянутый, как у ондатры, хвост. Резцы, и без того крупные у грызунов, у гигантского бобра достигали 15 см в длину! Крупные мышцы обеспечивали высокую силу укуса.
Гигантский бобр определенно валил деревья и питался их корой, побегами и водной растительностью. Но был ли он таким же хорошим строителем, как современные бобры? Увы, ни одной гигантской плотины не было найдено. А размер мозга говорит, что гигантский бобр был глупее своего собрата и не был склонен к сложному поведению. И все же, пусть не плотины, но хатки он точно строил. Их остатки найдены в торфяных болотах Огайо. Последние гигантские бобры исчезли 11 тыс. лет назад, а может быть и позже. По крайней мере, легенды индейцев сохранили память об этом интересном животном.
Ужасный волк
Ужасный волк — еще один обитатель Северной Америки, открывающий список хищников мамонтовых прерий. Семейство псовых возникло на равнинах Америки 40 млн лет назад, и здесь 6 млн лет назад появился род Canis, т.е. “собака”, или “волк” в отечественной систематике. Тогда же в отдельную эволюционную ветвь выделились предки ужасного волка. Некоторые из них перешли Берингию и расселились по степям вплоть до Африки, превратившись со временем в полосатого шакала. Тех же, кто остался в Америке, ждала иная судьба. Конкурируя с другими псовыми, они заняли нишу охотников за крупной добычей. Так возникли крупнейшие (если не считать некоторые породы собак) псовые — ужасные волки (Aenocyon dirus).
В среднем самцы ужасных волков вырастали до 1,7 м в длину и весили около 68 кг. Схожими размерами могут похвастаться только крупные особи обычных волков из Сибири и Канады. В битумных ямах Ла-Брея найдены скелеты больших размеров. Анализ биомеханических возможностей скелета говорит о том, что предельный вес животного достигал 110 кг, что превышает вес обычного волка в два раза.
Северная граница распространения ужасного волка находилась в приледниковой зоне, несколько южнее современной границы США и Канады. Здесь водились бизоны, лошади, верблюды и вилороги, являвшиеся основной добычей ужасного волка. Не брезговали ужасные волки и падалью, о чем говорит характерный износ зубов. Как и серые волки, они были коллективными животными. Во главе стаи находилась альфа-пара, самец и самка, а остальные волки были их потомством разного возраста. Скоординированные действия позволяли убивать животных весом в 300 — 600 кг, что делало ужасного волка серьезным конкурентом смилодона и американского льва. Ужасный волк вымер 13 тысяч лет назад. К этому привело изменение климата, сократившего пищевую базу, и распространение серого волка, более пластичного в плане питания.
Пещерная гиена
Пещерная гиена — крупный подвид гиены пятнистой, обитавший в Северной Евразии 500 — 11 тыс. лет назад. Ее отличие в более крупных размерах. Пещерная гиена вырастала до метра в холке и могла весить более 100 кг, что почти в два раза превышает средний вес пятнистой гиены. Ареал пещерной гиены охватывал огромную территорию, от Пиренейского п-ова до Дальнего Востока. Эти хищники предпочитали степные ландшафты с естественными укрытиями — группами скал, гротами, пещерами.
Как и современные гиены, пещерные предпочитали охотиться, а не выискивать падаль. Найденные в их логовах кости животных указывают на копытных, как на основной источник пищи. Лошади составляли основу рациона, за лошадями следовали бизоны и шерстистые носороги. Реже гиены охотились на оленей, сайгаков, убивали волков, пещерных львов и медведей. Отношения с гиенами у людей каменного века были сложными. Неандертальцы и гиены попеременно занимали одни и те же пещеры, что может свидетельствовать о некоторой конкуренции. Известны наскальные изображения гиен в пещерах Франции, а также остатки гиен со следами разделки. Но человеческие костяки, погрызенные гиенами, встречаются все же чаще.
Гомотерий
Гомотерий — представитель саблезубых кошек из северных широт, обитающий по всей тундростепной зоне от Европы до Аляски. В Америке южнее Канады его остатки встречаются очень редко, самые южные найдены в Венесуэле. По всей видимости, на этих территориях он проигрывал в конкуренции более крупному смилодону, но в приледниковой зоне он был единственным саблезубом.
Гомотерий мог достигать 190 кг веса при росте в холке 1,1 м, что сопоставимо с африканскими львами. У нег были несколько гиеноподобные пропорции тела, с длинными передними и короткими задними ногами. Хвост был коротким, как у рыси или медведя. По всей видимости, гомотерий был хорошим бегуном, об этом говорят невтяжные когти, относительно тонкие конечности, носовое отверстие, схожее с таковым у гепарда, и сложная и крупная зрительная кора головного мозга. По современным данным, гомотерии жили прайдами, что облегчало охоту и защиту потомства.
Как и прочие саблезубые кошки, гомотерий специализировался на крупной и сверхкрупной добыче. Примечательны находки в пещере Фризенхан, шт. Техас. Здесь обнаружено более 30 скелетов гомотериев разного возраста. А с ними остатки 400 молодых мамонтов, чьи туши были притащены в логово и съедены уже там.
Пещерный лев
Пещерный лев — еще один “африканец”, широко распространенный в тундростепях Северного полушария. Долгое время он считался подвидом африканского льва, но генетические исследования это опровергают. Первые львы появились 1,7 — 1,2 млн лет назад в Танзании. В Европе их потомок, мосбахский лев (Panthera leo fossilis), появился около 700 тыс. лет назад и расселился на восток до юга Западной Сибири. Наступление ледников привело к появлению холодоустойчивого пещерного льва (Panthera leo spelae), который через Берингию попал в Америку, где эволюционировал в американского льва (Panthera leo atrox).
Пещерный лев был крупнее современных африканских львов, хотя и не достигал размеров мосбахского или американского льва. При длине тела без хвоста более 2,5 м и весе до 330 кг пещерный лев был одним из ключевых хищников в тундростепях. Значительную часть его добычи составляли северные олени и пещерные медведи, в меньшей степени лошади, овцебыки. Изредка встречаются остатки молодых шерстистых носорогов и мамонтов, убитых пещерными львами. Такая охотничья специализация снижала конкуренцию с прочими хищниками, но могла сыграть существенную роль в вымирании пещерного льва.
Пещерный лев является частым персонажем художественных произведений на тему каменного века. Сами первобытные охотники оставили нам впечатляющие изображения этих животных. По ним, кстати, стало известно, что у пещерного льва не было гривы. Кроме костей и рисунков известны также четыре львенка из вечной мерзлоты Якутии.
Пещерный медведь
Пещерный медведь наряду с мамонтом и шерстистым носорогом может считаться знаковой фигурой для ледникового периода. Более 1 млн лет назад у него был общий предок с бурым медведем, но далее их эволюционные пути разошлись. Для пещерного медведя характерно существенное увеличение в размерах и преобладание растительной пищи в рационе. Он мог вдвое превосходить своего бурого собрата по весу, и, стоя на задних лапах, имел трехметровый рост. Сопоставимых габаритов сегодня достигают бурые медведи острова Кадьяк, легко превышающие планку в 500 кг.
Износ зубов и потеря премоляров свидетельствует о большей травоядности, чем у бурого медведя. Сочные травы и коренья должны были составлять значительную часть рациона этого животного. Но, не следует считать пещерного медведя добродушным увальнем. При случае он вполне мог задрать оленя или молодого бизона. Хотя и сам нередко становился добычей хищников, таких, как пещерный лев. По всей видимости, пещерные львы выискивали берлоги медведей во тьме пещер, и на падали на них во время спячки.
Интересно, что пещерный медведь из всех “пещерных” животных плейстоцена — самый настоящий спелеолог. Следы его когтей и скелеты находят глубоко в недрах земли, в подземных гротах, куда даже человеку не просто добраться. Именно в пещерах устраивал медведь свои берлоги, что, в итоге, сделало вид уязвимым перед человеком. В каменном веке люди охотились на пещерного медведя и поклонялись ему. Черепа медведей хранили в качестве трофеев еще неандертальцы. Известны его наскальные изображения. Не исключено, что тотемистические культы медведя, известные у народов таежной зоны, берут свое начало в эпоху палеолита.
Арктодус
Арктодус, или гигантский короткомордый медведь (Arctodus simus) завершает наш список, будучи самым крупным хищником среди всей мамонтовой фауны. Являясь представителем подсемейства короткомордых медведей (Tremarctinae), с остальными мишками он состоит в отдаленном родстве. Его предки жили в Северной Америке еще в миоцене. Когда образовался Панамский перешеек 2,5 млн лет назад, некоторые из них отправились покорять Южную Америку. В итоге мы имеем единственного на весь континент, и самого травоядного представителя медвежьих, очкового медведя (Tremarctos ornatus). Те же, кто остался на севере, превратились 800 тысяч лет назад в настоящих чудовищ.
Рост в холке (!) этого монстра колебался от 1,5 до 2 метров, что больше, чем у шерстистого носорога. Имеются следы когтей в пещере Риверблуфф (штат Миссури), на высоте 4,6 м, что говорит о росте на задних лапах не менее 3,7 м. Вес медведя превышал 950 кг. В северных популяциях могли встречаться гиганты и в 1400 кг весом, что делает арктодуса одним из крупнейших наземных хищных млекопитающих за всю историю
Насколько опасным был этот зверь? По современным представлениям, он передвигался, как и все медведи, неторопливым шагом, обладая чудовищной выносливостью. В момент нападения арктодус мог развивать скорость до 40 км/ч, быстро настигая и сбивая жертву с ног. Это позволяло убивать бизонов, мастодонтов и молодых мамонтов. Но все же, по современным представлениям, арктодусы не были сверххищниками, как, например, белый медведь. Их пищевое поведение было гибким, как и у бурого медведя. Представители северных популяций были в значительной степени мясоедами, в то время как медведи, живущие южнее, употребляли в пищу немало растений.