Какие шокирующие находки выуживают ученые из вечной мерзлоты?
Какие шокирующие находки выуживают ученые из вечной мерзлоты? Доисторические древности хранятся почти нетронутыми не только в янтаре, но и в вечной мерзлоте, и ледниках. Но в отличие от янтаря, то, что было заморожено тысячи лет назад, можно извлечь изо льда и изучить. А иногда даже вернуть к жизни.
Читайте также: Особый отвар мог успокоить детей инков, предназначенных для жертвоприношения
Что такое вечная мерзлота?
Вечной мерзлотой сегодня называют ту часть земной коры, где нет периодического оттаивания. Однако этот термин может использоваться и в другом смысле, а именно для обозначения «вечной мерзлоты, существующей непрерывно от двух до нескольких тысяч лет», по определению Михаила Сумгина, советского ученого и одного из основателей науки о вечной мерзлоте — мерзлотоведения.
Вечная мерзлота образуется при постоянной отрицательной температуре земли, когда подземные воды пребывают в состоянии льда.
Это явление широко распространено: в Северном полушарии, где до 24% почвы находится в таком состоянии, а в России вечная мерзлота покрывает 60–65% территории. Более того, ее максимальная глубина в Якутии составляет 1370 метров.
Раньше вечная мерзлота была гораздо толще и является современным наследием последнего глобального оледенения (110,0−11,7 тысяч лет назад), которое сейчас постепенно отступает в прошлое.
Примечательно, что вечная мерзлота существует на всех континентах, кроме Австралии. Она есть даже Африке, но только на больших высотах.
В 2009 году группа ученых под руководством Кенджи Йошикавы из Аляски обнаружила участок вечной мерзлоты на вершине горы Килиманджаро, в трех градусах к северу от экватора.
На высоте около 4 700 метров они обнаружили участок земли, который был заморожен, по меньшей мере, в течение двух лет. Ученые прогнозируют, что большая часть вечной мерзлоты на вершине горы Килиманджаро исчезнет к 2040 году, если наблюдаемые темпы оттаивания из-за изменения климата сохранятся.
Какие шокирующие находки выуживают ученые из вечной мерзлоты: растения
Будучи естественным холодильником, вечная мерзлота сохраняет немало свидетельств прошлой жизни. Поскольку современная мерзлота образовалась во время последнего глобального ледникового периода, как упоминалось ранее, она хранит и артефакты того времени. Например, древние растения и их семена. Причем последние не просто лежат в мерзлой земле, а часто специально «упакованы» для длительного хранения.
Так произошло с семенами смолевки мелколистной, которые российские ученые обнаружили на глубине 38 метров в слое вечной мерзлоты реки Колымы в Магаданской области.
Это многолетнее травянистое растение, высотой 5–25 см, растет сегодня в северо-восточной Сибири, на Дальнем Востоке и в Северной Америке, как и десятки тысяч лет назад. Тогда, как и сейчас, рядом с этими растениями жили травоядные суслики-евражки, которые хранили плоды и семена в своих норах, заворачивая их в траву, ветки, листья и подпушку крупных животных.
Если эти норы внезапно топило водой, засыпало снегом, а затем они попадали в зону вечной мерзлоты, запасы сусликов оказывались в естественном холодильнике и могли храниться не одну тысячу лет.
В начале 21 века российские ученые обнаружили такое гнездо и извлекли из него, среди прочего, семена смолевки, которые суслики спрятали около 32 000 лет назад, согласно данным углеродного анализа.
Со временем ученые смогли прорастить эти семена и получить побеги, цветы и плоды, доказав, что возрождение десятитысячелетних растений вполне возможно.
Какие шокирующие находки выуживают ученые из вечной мерзлоты: животные
Помимо запасов, созданных доисторическими сусликами-евражками, ученые находили в вечной мерзлоте хорошо сохранившиеся трупы животных, например, мышей, в том числе лежащих прямо в норах доисторических животных.
Но, конечно, в мерзлой земле находили и более крупных животных. Что еще более важно, эти животные часто сохраняются в мумифицированном виде, поэтому теперь есть возможность изучить их строение, внешний вид и образ жизни.
Однажды много тысяч лет назад по тундровой степи беззаботно бродил полугодовалый мамонтенок ростом около метра и весом 90 килограммов. По неосторожности он упал в яму, полную воды и грязи, не смог выбраться, замерз и утонул. Грязь и лед стали для несчастного животного не только могилой, но и отличным консервантом.
Ученые считают, что гибель мамонтенка произошла между 40 и 13 тысячами лет назад. Его труп был случайно обнаружен в 1977 году при рытье ямы бульдозером в Сусуманском районе Магаданской области, в 300–400 километрах к северу от Магадана.
Пока ученые обрабатывали тушку консервантами, она успела немного оттаять, и с нее опала шерсть, но в целом мамонтенок прекрасно сохранился. Сейчас он выставлен в зале зоологического музея Зоологического института Российской академии наук в Санкт-Петербурге.
Это была первая полностью сохранившаяся туша мамонта. Ему дали имя — Дима, по названию ручья, возле которого была сделана находка. Конечно, это не единственное существо, сохранившееся в вечной мерзлоте в слегка поврежденном состоянии, были еще найдены туши шерстистых носорогов и бизонов, прекрасно сохранившийся жеребенок ныне вымершей породы и многие другие животные.
Каждый раз, когда ученым удавалось находить в вечной мерзлоте мумии древних вымерших животных, либо они сами, либо авторы отчетов о находках упоминали о возможности их клонирования.
Особенно популярна идея возрождения мамонтов, хотя ни их, ни каких-либо других животных из вечной мерзлоты до сих пор клонировать не получилось.
Мамонтенок Дима (на фото его муляж), к сожалению, не сможет служить источником подходящего генетического материала, но его «явление миру», среди прочего, послужило поводом для создания трогательного мультфильма «Мама для мамонтенка».
Одна из последних впечатляющих находок — мумифицированный детеныш вымершего пещерного льва, обнаруженный в Северной Якутии в 2018 году. Что уж говорить о многочисленных мамонтовых костях и бивнях, ставших предметом промысла для жителей Заполярья в России.
Какие шокирующие находки выуживают ученые из вечной мерзлоты: люди
Если мороз может сохранить жизнь мумиям больших животных в течение многих тысяч лет, можно ли найти в мерзлоте человеческие мумии?
Да, такие находки есть! И не только в Сибири (хотя именно на Алтае в вечной мерзлоте в 1993 году была найдена мумия «укокской царевны», знатной молодой женщины, умершей в V‑III вв. до н.э. и похороненной со всеми почестями), и не только в толще ледников высоко в горах, как в случае со знаменитым Этци, и даже не только в северном полушарии, хотя здесь, конечно, находится большая часть замороженных человеческих останков.
Вот пример из Южной Америки: представители местных культур, особенно инки, известны практикой человеческих жертвоприношений, и одной из форм такого жертвоприношения было оставлять на вершинах детей и подростков только что убитых или еще живых, но под влиянием наркотиков. Считалось, что в зоне вечной мерзлоты эти дети будут охранять земли под горами вместе с другими предками.
Похоже, что именно это произошло с инками, чьи мумии были обнаружены в 1999 году на вершине горы Льюльяйльяко, на высоте более 6700 метров над уровнем моря. Там проходит граница вечной мерзлоты между Чили и Аргентиной.
Около 1500 г. н.э. детей поместили в искусственную могилу глубиной около 1,5 метра. Благодаря морозу (средняя годовая температура поверхности на вершине горы сегодня ‑13°С) и крайне суровым условиям, препятствующим развитию микроорганизмов, они прекрасно сохранились на протяжении пяти столетий.
Некоторые ученые считают, что дети Льюльяйльяко — самые сохранные мумии из когда-либо обнаруженных. На коже их рук сохранились даже волоски, у одного из детей застыла кровь в сердце, а все их внутренние органы оказались целыми. Произошло это из-за того, что тела успели замерзнуть еще до естественного усыхания.
Одна из трех мумий, названная «Девой Льюльяйльяко», представляет собой тело девочки примерно 15 лет. Ее принесли в жертву, чтобы гарантировать здоровье, плодородие и хорошую погоду. Волосы девочки заплетены в мелкие косички и украшены перьями.
За несколько месяцев до церемонии ее вместе с двумя другими детьми, 6‑летней девочкой и 7‑летним мальчиком, посадили на высокобелковую диету, а перед смертью заставили жевать листья коки и напоили маисовым пивом.
В результате все трое уснули и замерзли насмерть. Сейчас их мумии находятся в Музее высокогорной археологии в аргентинском городе Сальта.
Какие шокирующие находки выуживают ученые из вечной мерзлоты: бактерии и вирусы
Вырастить или клонировать что-либо полезное из артефактов вечной мерзлоты, как правило, или очень трудно, или невозможно. А что-нибудь опасное – очень легко. Достаточно простой разморозки.
Например, в начале 21 века в норах тех же древних сусликов ученые нашли микроскопических (длиной около 0,5 мм) червей нематод, возраст которых оценивался в 30–40 тысяч лет. Они оттаяли и проявили признаки жизни — начали двигаться и питаться.
Большинство современных видов нематод на самом деле являются паразитами растений и животных, но их древние, ожившие собратья, скорее всего, к ним не относятся.
Другой, на первый взгляд, не очень приятный пример — вирусы. Да не простые, а очень крупные, которые сегодня находят в вечной мерзлоте. Если современные вирусы имеют средний размер 20х300 нм (например, частицы вируса SARS-CoV‑2, вызвавшего пандемию COVID-19, имеют размер 50х200 нм), то Pithovirus sibericum, обнаруженный французскими учеными в 2014 году в образце вечной мерзлоты Сибири, гораздо крупнее — 1000х500 нм.
Около 30 000 лет колония этих замороженных вирусов «спала» в условиях вечной мерзлоты, а когда они оттаяли, ученые устроили им «встречу» с лабораторной амебой, с которой они с удовольствием расправились.
Можно с уверенностью предположить, что такая живучесть — обычная история для подобных микроорганизмов, и вечная мерзлота, несомненно, принесет нам еще немало открытий в этой сфере. Часть из них могут стать неприятными и даже опасными.
Помимо паразитических червей и вирусов, поедающих амеб, вечная мерзлота хранит гораздо более опасные для человека вещи. Например, возбудителей инфекционных заболеваний, способных поражать, как человека, так и животных.
Так, вспышка сибирской язвы, наиболее опасного заболевания, вызываемого бактерией Bacillus anthracis, в Ямало-Ненецком автономном округе в 2016 г. могла быть вызвана оттаиванием туши давно забитого животного (десятки лет назад).
Споры Bacillus anthracis распространились по тундре, сначала заражая оленей, а затем и оленеводов. Погибло более 2500 животных, заболели 36 человек, один умер.
Парниковые газы
Одним из последствий изменения климата на Земле является таяние вечной мерзлоты, что создает серьезные проблемы для человечества в целом и для жителей северных районов в частности.
Дело в том, что почвы, промерзшие тысячи лет, содержат много углерода в виде органических отходов — частей растений и животных, замерзших тысячи лет назад, — и питавшихся ими микроорганизмов. Последние, как мы показали выше, оживают при оттаивании и начинают поедать недоеденную ими органику.
В результате к разогреву почвы из-за потепления климата добавляется разогрев биологический, а в атмосферу выделяются углекислый газ и метан — парниковые газы. Причем метан обладает в 20 раз большим парниковым эффектом, чем углекислый газ. Эти процессы не прекращаются даже зимой и протекают как в почве, так и в водоемах под ледяной коркой.
Сколько углерода в вечной мерзлоте? По мнению российского эколога Сергея Зимова, если вся промышленность несет ответственность за 8 млрд тонн выбросов СО2 в атмосферу в год, а всего его там 200 млрд тонн, то еще 1670 млрд тонн хранится в вечной мерзлоте.
По крайней мере, треть этого объема будет высвобождена в ближайшие два-три десятилетия. Это может привести к повышению глобальной температуры на 10 градусов, считает Сергей Зимов. А в рамках «Парижского соглашения» страны договорились о мерах по ограничению годового повышения температуры до 1,5–2,0°С, и это соглашение выполняется с большим трудом.
Но это еще не все проблемы! Земля, скованная льдом, при таянии трескается, образуя воронки, впадины и целые кратеры. Пример: кратер Батагайка в Якутии, образовавшийся в 1960‑х годах в результате таяния вечной мерзлоты (его образование было вызвано вырубкой леса). С тех пор он вырос до одного километра в длину и 100 метров в глубину.
К счастью, в этой местности нет поселений и сооружений, а среди людей, которые посещают кратер, исключительно ученые. А что будет, если такая авария произойдет в городе, под железнодорожным полотном или трубопроводом? Разрушения, экономический и экологический ущербы будут очень и очень велики.
Таяние вечной мерзлоты сейчас происходит ускоренными темпами не только в Сибири, но и во всем Северном полушарии.
Плейстоценовый парк
Можно ли остановить или замедлить выброс метана и углекислого газа в атмосферу? Можно, считает упомянутый выше эколог Сергей Зимов.
Для этого необходимо воссоздать тундровую степь (также называемую мамонтовой степью) в зоне вечной мерзлоты вместо существующей там сегодня заболоченной тундры.
Тундростепь — крупнейший биом на земле, существовавший на протяжении 100 000 лет. Он прекратил свое существование около 12 000 лет назад.
Для этого недостаточно засеять обширные площади степными травами — требуется еще один элемент: крупные и средние травоядные млекопитающие. Поедая траву, они удобряли бы почву своим навозом, способствуя ее усыханию, что в свою очередь приводит к уменьшение в ней метана.
Заболачивание тундры, по мнению Зимова и ряда других ученых, произошло только из-за исчезновения животных, таких как олени, дикие лошади, бизоны, шерстистые носороги и мамонты.
На основе этой идеи в 1996 году на северо-востоке Якутии, в низовьях реки Колымы, в 150 км к югу от побережья Северного Ледовитого океана, был создан плейстоценовый парк —заповедник площадью 144 квадратных метров. Там проводится успешный эксперимент по воссозданию тундровой степи.
Интересно, что первая попытка выпустить табун якутских лошадей в природу была предпринята в парке еще в 1988 году, то есть до его официального создания. Это принесло замечательные результаты: лошади фактически восстановили фрагмент тундростепи, существовавшей при мамонтах.
Со временем здесь поселились олени, бизоны, лоси и медведи. Также парк планируется заселить крупными хищниками, в том числе амурскими тиграми и львами (последние, кстати, благополучно жили здесь десять и более тысяч лет назад и хорошо переносили морозы). А если когда-нибудь у ученых получится клонировать мамонтов и шерстистых носорогов, они, конечно, тоже займут свое место в этом заповеднике.
Читайте также:
- В Лаосе нашли ископаемый зуб самого загадочного гоминида
- Ученые впервые секвенировали ДНК жертвы Помпеи
- Сможем ли мы защититься от “астероида судного дня”?
Читайте также:
