Гранты / РФФИ 11-06-12020

Инициативный проект РФФИ 11-06-12020.

«Этапы формирования геоэкологических ареалов как среды обитания и путей миграции архантропов в нижнем и среднем плейстоцене Кавказа и Восточной Европы».




Ключевые слова: Нижний и средний плейстоцен, ранний палеолит, междисциплинарные исследования, геоэкологические ареалы, абсолютное датирование, среда обитания, миграции архантропов.

Фундаментальная научная проблема на решение которой направлен проект.

Влияние динамики пространственно-временной структуры Кавказско-восточноевропейского сектора Евразии на эволюцию архантропов и их ранние миграции из Африки через Аравию, Ближний Восток на Кавказ и Северную Евразию на основе новейших датировок и динамики геоэкологических ареалов.

Краткий отчет

В результате полевых исследований на Северном Кавказе (Дагестан) и Молдавии, были изучены новые стоянки олдувайской культуры: Мухкай-2 и Байраки, а также Крецешты (2012 г). Проведенные лабораторные исследования на основании комплекса методов, включая палеомагнитный, литологический, палеонтологический, палинологический и др. позволили определить абсолютный возраст этих стоянок в пределах 1,0-1,5 млн лет и реконструировать условия обитания архантропов на юге Восточной Европы. Обобщение этих материалов позволило разработать высокоразрешающую стратиграфию и корреляцию олдувайских культурных слоев и установить соотношения с климатическими событиями, палеоландшафтами и историей внутренних морских и пресноводных бассейнов.

Реконструированы геоэкологические ареалы архантропов и их мегаструктура в пространстве (межрегиональный уровень) и во времени (сотни тысяч и миллионы лет).

Разработана концепция «Барьеров и мостов», которая использована для восстановления ареалов обитания и путей миграции. Выявлен возраст водных (морских, озерных и речных), высокогорных (Кавказ) и ландшафтных (лесные зоны и пустыни) барьеров и установлена их роль в миграциях архантропов. Реконструированы возможные пути миграции древнейших архантропов их Африки в Европу через Аравию, Ближний Восток, Кавказ, Причерноморье. Обоснована приуроченность миграций архантропов к морским побережьям и долинам великих рек. Установлено 4 этапа миграций, отличающихся по их направлению и скорости. Выявлен резкий поворот миграций с меридионального на субширотное направление на запад после 1,5 млн лет, в обход двух барьеров: водного - Манычский пролив Апшеронского моря и ландшафтного - зона евразийских умеренных лесов. Открыт новый альтернативный путь миграций в Европу из Кавказа («Северочерноморский путь») по ныне затопленному СЗ шельфу Черного моря в долины Днестра и Дуная и далее вверх по течению в Молдавию (Байраки и Крецешты) и Болгарию (Казарнице).

С целью определения возраста и условий обитания архантропов на Кавказе была детально изучена толща разнофациальных отложений мощностью до 80-100 метров с многочисленными орудиями олдованской культуры. На её основе выделено новое стратиграфическое подразделение горного Кавказа – акушинская свита (эоплейстоцен). Прослежено её распространение и получены морфометрические характеристики в междуречье рр. Акуша и Усиша. Протяженность этой толщи — 4 километра, мощность отложений 80-100 м., площадь 0,7 км (70 га), отметки цоколя от +1545 м абс. на юге до 1499 м абс. на севере, поверхности — от +1635 м абс. до 1500 м абс. Массив акушинских отложений расчленён эрозионными процессами на 6 изолированных участков (кластеров), из них самый большой — мухкайский (площадь 50 га, мощность отложений 80 м).


Развернутый научный отчет

Результаты полевых и лабораторных исследований.

Восточная Европа. Долина Днестра.

Стратиграфия и хронология культурных слоёв раннего палеолита основывается на результатах детального изучения строения и морфологии террас Днестра. В долине Нижнего Днестра выявлена и подробно изучена уникальная система речных террас, самая полная в мире, за последние 4,5 миллиона лет. Общепринятая сейчас террасовая последовательность включает 11 подпойменных террас [Чепалыга, 1967].

Стоянка Байраки (открыта Анисюткиным в 2010 г.).

Стратиграфически комплексы каменных орудий этой многослойной стоянки связаны с отложениями VII террасы левобережного Днестра. Нижний культурный слой с олдувайскими орудиями залегают в русловой фацией аллювия, средний - в гидроморфной почве в кровле пойменного аллювия, а верхний (ашельский) — с красноцветной ископаемой почвой.В сентябре 2012 года при проведении разведочных работ, в районе г. Дубоссары Н.К. Анисюткиным и В.Н. Степанчуком с участием А.Л. Чепалыги открыта ещё одна стоянка с орудиями олдувайского типа – Крецешты (Анисюткин и др., 2013). Стоянка расположена в заброшенном гравийном карьере на северной окраине г. Дубоссары, координаты: 47°12'22'' с.ш. 29°09'00'' в.д., h=90-95 м абс. Орудия происходят из аналогичной фации стоянки Байраки – грубого руслового аллювия, это - гравийно-галечная толща, перекрытая тонкой плитой песчаника. Судя по гипсометрии, геоморфологическому положению и геологии, эти отложения являются продолжением аллювия VII Кицканской террасы в 3,5 км северо-западнее стоянки Байраки и являются одновозратными.

Северный Кавказ. Дагестан.

В Акушинском районе в междуречье рр. Акуша и Усиша в 2006 году Х.А. Амирхановым открыта группа стоянок (Айникаб, Мухкай-1, 2, Гегалашур) с олдувайскими орудиями. Наиболее детально изучена стоянка Мухкай-2. Для определения возраста археологических культур являются результаты палеомагнитных исследований (Амирханов, Трубихин и др., 2010). На стоянке Мухкай-2 выявлен и более молодой эпизод Камикатсура 850 тыс. лет.

Установлен возраст стоянки Мухкай-2 от 0,8 до 1,5 млн. лет с возможным дальнейшим удревнением. Выделено новое стратиграфическое подразделение для горного Кавказа – Акушинская свита эоплейстоцена (Chepalyga, Amirkhanov, et al, 2012). Установлены её морфологические и гипсометрические параметры: 5 изолированных кластеров общей площадью 0,78 км2, суммарная мощность отложений с орудиями – до 80 м., абс. высоты поверхности и цоколя Акушинской свиты от 1620 до 1499 м соответственно. Стратотип свиты – в раскопе стоянки Мухкай-2.

На основании литологических и палеонтологических исследований выявлено сложное строение акушинской свиты: чередование грубообломочных (галечно-валунных с гравийно-песчаным заполнителем) и тонкозернистых (алеврито-глинистых) пачек мощностью от 3-5 до10-12 метров каждая. Грубообломочные отложения имеют аллювиально-пролювиальный и прибрежно-лагунный генезис, а тонкозернистые - лагунно-морской. Основанием для отнесения к морскому генезису являются: преобладание глинистых фракций (до 90%), большая мощность (десятки метров), наличие аутигенного глауконита – минерала морского происхождения.

Палеонтологические остатки подтверждают морское происхождение Акушинской свиты: двустворки моллюсков апшеронского типа, а также солоноватоводный наннопланктон Spiniferites ramosus (по определению Н. Ю. Филипповой), встречающийся в отложениях Паннонского бассейна и акчагыльско–апшеронских морских отложениях Северо-Западного Прикаспия. Циклическое строение акушинской свиты может являться отражением эвстатических колебаний уровня Апшеронского моря, при этом, грубообломочные пачки отражают фазы морских регрессий, а тонкозернистые – трансгрессивных фаз подъема уровня моря, когда воды апшеронского бассейна проникали глубоко по долинам рек и образовывали лагуны, с глинистыми осадками. Выявлены климатические колебания по палинологическим данным: чередование более теплых (с вечнозелеными криптомерия и таксодиевые) и более холодных эпох (темнохвойные леса - ель, тсуга и мелколиственные – береза, ольха).

Мегаструктура геоэкологических ареалов (ГЭА) в эоплейстоцене.

Проведен пространственно-временной анализ разномасштабных геоэкологических ареалов:
Мегамасштаб: субконтинентальный и межрегиональный - тысячи километров, характерное время – миллионы лет, отражает влияние тектоники - дрейф континентов;
Макромасштаб: региональный - сотни километров, временной масштаб – сотни тысяч лет, климатические (ледниково-межледниковые циклы) и эвстатические колебания (морские трансгрессии и регрессии);
Мезомасштаб: внутрирегиональный - десятки километров, время - тысячи лет; Микромасштаб: метры, в рамках археологического раскопа, время - десятки и сотни лет.

Реконструирована среда обитания древнейших архантропов на пути из Африки в Северную Евразию в рамках Мега- и Макро масштабов. ГЭА обитания древних архантропов представляли собой мозаичные ландшафты с чередованием открытых степных пространств и лесных массивов, сходных с саванной или субтропическим редколесьем средиземноморского типа. При этом в северно-западной Евразии одни компоненты среды были близки к саваннам, а другие к средиземноморским редколесьям. Фауна млекопитающих (псекупский и таманский комплексы) содержит типичные саванные виды: слоны, носороги, газели, антилопы, лошади, олени, а также страусы и др. Но в этой фауне уже отсутствуют самые теплолюбивые и специфические африканские животные, такие как: гиппопотамы, жирафы и др.

Почвенный покров также был субтропического типа: красноцветные почвы “terra rosa”. В составе древесной растительности преобладали породы средиземноморских лесов европейского типа и только южнее 45° с.ш. ещё произрастали вечнозеленые: магнолия, вечнозеленые дубы, криптомерия и др. Севернее Кавказского хребта растительность меняется, исчезают вечнозеленые породы и преобладает растительность среднеевропейских лесов и степных пространств.

В ландшафтной структуре выделяется четыре ГЭА: 1) субтропические лесостепи (саванны); 2) теплоумеренные и субсредиземноморские мозаичные ландшафты; 3) Евроазиатские леса умеренной зоны; 4) аридные и субаридные территории вокруг Каспия и в Центральной Азии.В пределах двух первых ареалов происходили миграции и эволюция архантропов, тогда как ареал аридной зоны и бореального лесного пояса был неблагоприятным и создавал барьер для миграций.

«Барьеры и Мосты»

Основные ГЭА ограничивались барьерами непроходимыми для архантропов: крупные водные бассейны, горные системы (Кавказ), аридные зоны (пустыни), лесные массивы типа евроазиатских лесов умеренной зоны. К водным барьерам относятся моря, крупные озера и соединительные проливы, прошедшие сложную геологическую историю. В эоплейстоцене котловину Черного моря занимал Гурийский изолированный бассейн полупресноводного типа с уровнем на 100-150 м ниже современного и площадью значительно меньше. С запада он представлял барьер для миграций, а вдоль восточного берега могли проходить миграции архантропов с юга на север в полосе между морем и Кавказским хребтом. Каспийскую впадину в плиоцене занимал полуизолированный Акчагыльский полупресноводный бассейн, а в эоплейстоцене – замкнутый Апшеронский бассейн солоноватоводного типа с уровнем воды и площадью акватории значительно превышающей современный Каспий. Длина его достигала 1600-1800 км, а ширина 400-600 км, таким образом, бассейн являлся эффективным барьером для миграции архантропов на восток и северо-восток в Центральную Азию.

Морские проливы. На пути миграции на север в разное время возникали и исчезали не широкие, до 50-100 км, но длинные, до 1000 км и более проливы между крупными морскими бассейнами: Евфратский, Манычский, Босфор, Бабэльмандебский, Ормузский и др. Время их функционирования известно, как и их влияние на миграции (Чепалыга, Леонова, 2005). Например, Евфратский пролив (Чепалыга, 1980) возник между Средиземным морем (Пьяченцкий бассейн) и Каспием (Акчагыльский бассейн) и функционировал в двустороннем режиме в интервале 3,6 – 1,8 млн. лет. Этот пролив мог блокировать миграции на север вплоть до 1,8 млн. лет. Позже, в самом начале эоплейстоцена (1,8-1,7 млн. лет), этот пролив трансформировался в односторонний спилвэй (ложбину слива) пресных вод раннеапшеронского бассейна и мог повлиять на миграции архантропов из Закавказья на север. Аналогично этим проливам мог быть блокирован путь на запад через Анатолию на Балканы, тем более, что между Эгейским и Черным морями уже сформировались соединительные бассейны и сквозной сухопутный проход стал проблематичен. При осушении проливов на месте барьеров возникали сухопутные мосты для миграций.Направление движения древнейших архантропов из Африки в Азию вначале (в интервале 1,8 - 1,5 млн. лет) проходила почти строго меридионально с юга на север в полосе шириной 500 км (между 40° и 47° в.д.) от Северо-Восточной Африки в Южную Аравию и далее на Ближний Восток и Закавказье.

Другие направления в это время были блокированы водными барьерами: северо-западное направление блокировалось Средиземным морем (Калабрийский бассейн), восточное – Индийским океаном. Только после пересечения с юга на север Аравии (около 2,0-1,8 млн. лет) восточное направление миграции стало возможным в сторону Южной и Ю-В Азии. Оставалось только северное и северо-восточное направление и то, последнее, через пустыни Центральной Азии, не имеет пока никаких фактических подтверждений в виде древних стоянок. Возможно его и не было из-за водного барьера в Каспийской впадине, где в это время располагался Апшеронский морской бассейн, который блокировал пути на северо-восток в Центральную Азию. Кроме того, восточнее здесь уже сформировалась аридная зона пустынного типа, неблагоприятная для миграций. Об этом свидетельствуют споро-пыльцевые данные из апшеронских отложений Закаспия и Северного Прикаспия. Так что, северо-восточное направление миграций блокировалось двумя барьерами: водным и ландшафтным.

Что касается миграций архантропов через Кавказ, то в начале апшеронского века (около 1,8-1,6 млн. лет) ещё функционировал Евфратский пролив, правда с односторонним сбросом пресных вод в Средиземное море. В этом случае, Западное Предкавказье и Северо-Восточный Кавказ могли быть в начале апшерона блокированы Евфратским проливом от африканских миграций. Аналогично этот барьер мог быть преградой на пути миграций на запад через Анатолию на Балканы. Тем более, что между Эгейским и Черным морями уже сформировались обширные бассейны и сквозной сухопутный проход из Анатолии на Балканы стал проблематичен. Эти миграции происходили в благоприятных условиях: при отсутствии барьеров и в более-менее однородных природно-климатических условиях, сходных с африканскими. К этому времени исчезли водные барьеры в виде проливов: Бабэльмандебский, Евфратский. На их месте возникли сухопутные мосты. На континенте не существовало барьеров виде высоких горных массивов, пустынь, сплошных лесных зон.
На пути миграций господствовали ландшафты сходные с саваннами Африки с чередованием открытых степных и небольших лесных участков. Фауна тоже была близка к африканской: преобладали слоны, носороги, бизоны, газели, лошади, олени, свиньи, а также гиены, шакалы, лисицы и другие хищники.Достигнув 45°-46° с.ш. направление миграций архантропов резко изменилась от субмеридионального на субширотное и повернулось на запад в сторону Западной Европы, где расположены изученные нами олдувайские стоянки на реке Днестр.

Причина резкой смены направления миграций объясняется тем, что в это время появился водный барьер: Манычский пролив и Азово-Кубанский залив Апшеронского моря. Во-вторых, севернее 45°-48° градуса с.ш. вероятно существовал другой барьер (ландшафтный) - сплошные лесные массивы субширотной ориентации, аналогичные современной лесной зоне Северной Евразии (тайга, смешанные и широколиственные леса).

Реконструкция основных этапов и темпов миграций архантропов из Африки в Северно-Западную Евразию.

Начало миграции архантропов может быть датировано по стоянкам в Африке (Афар, Сокотра) и Южном Йемене (Аль-Гуза) около 1,5-2 млн. лет (Деревянко, 2009; Амирханов, 2008). Начальный этап: форсирование Красного моря и Бабэльмандебского пролива и начало движения в северном направлении, около 2,0 млн. лет. (15° с.ш.) и формирование плацдарма архантропов в Южной Аравии.
1-й этап: пересечение Аравии с юга на север далее на Ближний Восток, Закавказье (Дманиси) и Дагестан – от 2,0 млн. до 1,5 – 1,8 млн. лет. От 15° с.ш. до 43° с.ш. (около 3300 км) было пройдено за 200-500 тыс. лет. Скорость миграции могла составлять около 10 км за 1 тыс. лет. Первый этап характеризуется быстрой миграцией в субмеридиональном направлении. Это можно объяснить перемещением в более-менее однородных условиях платообразных равнин Аравии и Армянского нагорья (в то время невысокое плато) и в условиях саванного ландшафта, привычного для африканских архантропов.
2-й этап: Заселение Северного Кавказа до барьера - Манычского пролива и долины Дона. От 1,5 до 1,2 млн. лет. Меридиональная миграция от 43 до 47° с.ш. 600 км за 300 тыс. лет. Скорость 2 км за тыс. лет. Второй этап движения на север до 47-48 с.ш. отмечается замедлением темпов миграции и остановки на рубеже Манычского пролива и лесной зоны Евразии. Замедление скорости миграции может объясняться как наличием барьеров, так и достижением пределов адаптации к изменяющимся к северу природным условиям.
3 этап: Северный Кавказ - Северное Причерноморье (долина Днестра), огибая с юга Крым и Азовский залив Апшеронского моря. От 1,2 до 1,0 млн. лет. Смена направления миграции на 90° с еридиональной на субширотную вдоль 45-47° с.ш. 800 км за 200 тыс. лет. Скорость 4 км за 1000 лет.
4 этап. Северное Причерноморье – Западная Европа. Субширотное направление. 1,0 – 0,8 млн лет. 2500 км. 12 км за 1 тыс. лет. Третий и четвертый этап – поворот миграций на запад, в Европу, характеризовался ускорением миграции в субширотном направлении, что объясняется однородностью природной среды в пределах одного ГЭА.


Публикации по результатам исследований за 2012 год:
  1. Chepalyga A.L. Amirkhanov Kh. A., Trubikhin V.M., Sadchikova T.A., Pirogov A.N., Taimazov A.I. Geoarchaeology of the earliest paleolithic sites (oldowan) in the north Caucasus and the East Europe. Int. Conference: Geomorphic processes and geoarchaeology. Moscow-Smolensk, Russia, August 20-24, 2012. P. 57-62.
  2. Chepalyga A.L., Pirogov A.N., Сhepalyga R.Yu. Fluvial geoarcheology of East European valleys (Dniester, Kogylnik, Don) during Extreme Inundation Epoch. Int. Conference: Geomorohic processes and geoarchaeology. Moscow-Smolensk, Russia, August 20-24, 2012. P. 62-65.
  3. Анисюткин Н.К., Коваленко С.И., Бурлаку В.А., Очередной А.К., Чепалыга А.Л. Байраки – новая стоянка раннего палеолита на нижнем Днестре. // Археология, этнография и антропология Евразии. № 3 (51), 2012. C. 1-9.
  4. Чепалыга А.Л., Анисюткин Н.К., Садчикова Т.А.. Древнейшая в Восточной Европе палеолитическая стоянка Байраки на Днестре: геохронология, палеосреда, археология. Бюллетень Комиссии по изучению четвертичного периода. Москва. ГЕОС. 2012. С. 75-94.
  5. Чепалыга А.Л., Анисюткин Н.К. Открытие древнейшей в восточной Европе палеолитической стоянки Байраки на Днестре: геология, возраст, палеосреда и археология. Материалы конференции памяти В.Н. Станко. 16-19 февраля 2012, Одесса, Украина. С. 123-141.
  6. Чепалыга А.Л., Кадурин С.В., Киосак Д.В., Лосев И. Новые материалы к геоморфологии и стратиграфии Центрального Буджака. Материалы конференции памяти В.Н. Станко. 16-19 февраля 2012, Одесса, Украина. С. 218-225.
  7. Захаров Д.С., Чепалыга А.Л. Проблемы ранних этапов развития долины Днестра: основные разрезы аллювия кучурганского типа. Материалы IV Международной научно-практической конференции «Геоэкологические и биоэкологические проблемы Северного Причерноморья», 9-10 ноября 2012 г. Тирасполь, ПМР. С. 109-111.
  8. Чепалыга А.Л. Геологический возраст и условия обитания на древнейших в Европе стоянках Олдовайского типа в Дубоссарах (Байраки, Крецешты). Материалы IV Международной научно-практической конференции «Геоэкологические и биоэкологические проблемы Северного Причерноморья», 9-10 ноября 2012 г. Тирасполь, ПМР. С. 341-344.
  9. Чепалыга А.Л. Следы событий Эпохи Экстремальных Затоплений («Всемирного Потопа») в долине Днестра. Материалы IV Международной научно-практической конференции «Геоэкологические и биоэкологические проблемы Северного Причерноморья», 9-10 ноября 2012 г. Тирасполь, ПМР. С. 344-346.
  10. Чепалыга А.Л. Этапы формирования геоэкологических ареалов как среды обитания и путей миграции архантропов в нижнем и среднем плейстоцене Кавказа и Восточной Европы. Труды Всероссийской научной конференции Мегаструктура Евразийского мира. ИА РАН. Москва, 4-6 декабря, 2012 г. С. 59-66.
  11. Чепалыга А.Л. История Всемирного Потопа (Эпоха Экстремальных Затоплений) на основе палеогидрологических реконструкций и анализа библейских текстов. В кн. Вопросы географии. Сборник 133. Географо-гидрологические исследования. Изд. Московского отделения РГО. 2012 г. ISBN 978-5-904280-24-6. С. 361-382.
  12. Чепалыга А.Л., Амирханов Х.А., Садчикова Т.А., Трубихин В.М., Пирогов А.Н. Геоархеология олдувайских стоянок горного Дагестана. Бюллетень комиссии по изучению Четвертичного периода РАН. № 72. Москва. Изд. «ГЕОС», 2013 г. В печати.
  13. Pirogov A.N., Chepalyga A.L., Lavrentiev N.V. Geospatial methods for geoarchaeological and paleohydrological investigations. Paleogeo team experience.Int. Conference: Geomorphic processes and geoarchaeology. Moscow-Smolensk, Russia, August 20-24, 2012. P. 223-225.
  14. Анисюткин Н.К., Степанчук В.Н., Чепалыга А.Л. Новая раннепалеолитическая стоянка Крецешты в отложениях VII террасы Днестра города Дубоссары. // Археология, этнография и антропология Евразии. В печати. 2013.

Основные исполнители проекта:

Чепалыга Андрей Леонидович — руководитель, ИГ РАН

Маркова Анастасия Константиновна — ИГ РАН

Садчикова Тамара Александровна — ГИН РАН

Светлицкая Татьяна Валерьевна — ИГ РАН

Лаврентьев Никита Всеволодович — ИГ РАН

Пирогов Андрей Николаевич — «Ракурс», Paleogeo.org

Идрисов Идрис Абдулбутаевич — Институту геологии ДНЦ РАН

Сычева Светлана Арсеньевна — ИГ РАН

Таймазов Артур Исрапилович — Дагестанский научный центр РАН

Трубихин Валерий Михайлович — ГИН РАН