Глава 1
Геологическая датировка
В предисловии мы сказали, что археолог – это историк с лопатой и киркой. Он исследует жизнь древних людей по оставленным ими следам; он должен докапываться до информации, потому что о самых древних временах не осталось письменных свидетельств, оттого они и называются доисторическими.
Когда археолог находит в земле какое-то захоронение или фундамент дома, погребенный под слоем почвы, то он может быть уверен, что все предметы здесь связаны друг с другом. Все они относятся к одному и тому же периоду, хотя некоторые из самых искусных произведений могут оказаться реликвиями, которые покойный унаследовал от отца или даже деда. В наше время на могилах ставят надгробные плиты и памятники, где пишут годы жизни похороненного человека, а на фасаде дома зачастую вырезают год его постройки, как дату рождения на надгробной плите. Есть и разные другие способы датировки зданий и погребений в исторические времена. В них порой находятся монеты, время изготовления которых можно точно установить, клейменая серебряная утварь или глиняные черепки с именем гончара. Что касается Европы, то для датировки поздних доисторических периодов – неолита, бронзового века, железного века – иногда пользуются такими же методами, ибо в сопроводительном слое могут оказаться фрагменты предметов, привезенных издалека, из древних цивилизаций Ближнего Востока, Греции и Рима, где люди уже изобрели письменность и летоисчисление. Археологи устанавливают время изготовления этих чужеземных предметов, – скажем, стеклянных бус или сосудов для вина – и таким образом датируют весь сопроводительный слой, а в некоторых случаях и останки всех доисторических людей, пользовавшихся такими же вещами, как те, что были найдены в погребении.
В самый ранний период существования человека, называемый древнекаменным веком, или палеолитом, никто не умел ни читать, ни писать. Возможно, что люди древнекаменного века отсчитывали время по смене времен года или даже месяцы по новолуниям, но не знали способа записать свои вычисления.
Итак, если археолог пожелает узнать возраст кремневого инструмента или погребения, ему, возможно, придется обратиться к геологам. На протяжении всего древнекаменного века, т. е. в течение полумиллиона лет или даже больше, климат на Земле постоянно менялся от очень жаркого к очень холодному и наоборот. Поверхность Земли зафиксировала эти изменения, и геологи могут датировать отложения со следами изменений относительно друг друга.
Теперь пора подробнее поговорить об этих самых изменениях климата. Иногда их называют ледниковым периодом или ледниковой эпохой, когда в Англии было гораздо холоднее, чем сейчас, и полярные льды покрывали не только Скандинавию, но и все Северное море, Шотландию и север Англии. Однако на самом деле было целых четыре ледниковых периода, каждый из которых длился сотни тысяч лет. Друг от друга их отделяют такие же продолжительные периоды, когда климат Англии был теплее теперешнего и в Темзе плавали бегемоты. Почему же это произошло?
Все мы знаем, что Земля обращается вокруг Солнца по окружности, которая называется орбитой. Земля совершает полный круг за год и успевает повернуться вокруг своей оси 365 раз в год, то есть раз в день. Пока Земля вращается вокруг своей оси, та ее часть, которая обращена к Солнцу, наслаждается дневным светом, а та, что обращена в другую сторону, погружена во мрак ночи.
Рис. 1. Причины возникновения ледниковых эпох
На рис. 1 изображена схема, по которой довольно удобно построить грубую настольную модель Земли, обращающейся вокруг Солнца. Вам пригодится глобус, или вместо него можно взять апельсин и проткнуть его вязальной спицей, как осью. В центре поставьте свечку, она будет изображать Солнце. Если у вас есть круглый стол, то его край может соответствовать земной орбите; на прямоугольном столе можно нарисовать мелом круг. Если, поместив ваш апельсин на эту орбиту, вы будете держать спицу вертикально, чтобы экватор апельсина, или Земли, находится на одном уровне с огоньком свечи, т. е. Солнцем, тогда вы легко увидите, что экватор получает от огня больше света, чем верхний и нижний полюса, через которые проходит спица. Стало быть, мы выяснили, что на экваторе жарче, чем на полюсах, потому что он получает больше солнечных лучей. Если мы будем двигать апельсин по орбите, поворачивая его, но продолжая держать спицу вертикально, мы поймем, отчего происходит смена дня и ночи, тепла и холода, но только не лета и зимы, и не узнаем, почему, когда у нас лето, в Австралии зима. Но стоит только наклонить спицу, как все уже выглядит совершенно по-другому. Именно это и имеет место в действительности, то есть в настоящее время угол наклона плоскости экватора к орбите Земли составляет 23°27′. На рис. 1 показано, как это влияет на смену времен года.
Позиция 1 соответствует весеннему равноденствию, которое бывает 21 марта, когда ночь по продолжительности равна дню. 21 июня, в день летнего солнцестояния, – позиция 2 – к Солнцу обращено все Северное полушарие, где в этот сезон устанавливаются самые длинные дни. В день осеннего равноденствия 23 сентября – позиция 3 – ночь и день снова имеют одинаковую продолжительность. Позиция 4 соответствует дню зимнего солнцестояния, самому короткому дню в году, который наступает 21 декабря, а Северное полушарие наклонено в противоположную сторону от Солнца и, следовательно, тепла.
Наклон плоскости экватора к орбите Земли на протяжении многих веков изменялся от 22°6 ' до 24°50. При первом значении разница в температуре между зимой и летом менее заметна, чем сейчас, а при втором разница увеличивается. Меняется и форма земной орбиты, иногда она становится больше похожа на овал, к тому же в отдельные периоды Земля находится ближе к Солнцу, а в другие дальше. В таких случаях лето укорачивается, а зима удлиняется.
Это называется предварением равноденствий; в своем вращении Земля совершает колебания, и это еще больше влияет на наклон оси. Из-за Гольфстрима климат у нас в Англии мягче, чем обычно бывает на таких широтах. Если не забывать о том, что при самом незначительном понижении температуры к нам вернутся снег и лед, то легко понять, каким образом сочетание условий, о которых мы только что говорили, могло вызвать ледниковые периоды.
Но волноваться нет причины – наклон земной оси изменяется медленно, на протяжении тысячелетия.
Ученые впервые серьезно задумались о существовании ледниковых периодов, когда геологи начали изучать местности, в которых ледниковый период продолжается до сих пор, как, например, в Швейцарии. Вскоре геологи выяснили, что условия, характерные для Швейцарии, напоминают условия, типичные для тех мест, где сегодня ледников нет, – поэтому, чтобы понять геологическую датировку палеолитического человека, придется разобраться со швейцарскими ледниками.
Ледник – это очень медленно двигающаяся ледяная река. Набирая силу на заснеженных горных вершинах, под действием гравитации ледник сходит в долину, и по мере продвижения в него вливаются притоки. Снег уплотняется и превращается в лед, и вполне очевидно, что границы долины оказываются под огромным давлением. Если мы поедем в горный район, где во время ледникового периода были ледники, то там мы найдем множество признаков их существования. Медленно ползущие массы льда сглаживают края долин, врезаясь в скалы и образуя так называемые «бараньи лбы»[1]; также нам встретятся груды каменных обломков, которые называются мореной, ледниковым отложением. Из-за сильного мороза скалистые склоны долины трескаются и ломаются, обломки падают на ледник и остаются в виде вала по краям или уносятся вместе со льдом. Это называется боковой мореной (рис. 2.1). При столкновении двух ледников боковые морены объединяются в один вал и скатываются в середину более низкого ледника – это называется срединной мореной (рис. 2.2). Таким образом ледники переносят обломки на большие расстояния. Обломки боковых морен падают в расселины и трещины во льду, откладываются в низинах в виде конечной морены.
Ледник, сползая с горы в долину, наконец доходит до такого момента, когда температура повышается и лед начинает таять. В этих местах образуется то, что называется конечной мореной (рис. 2.3).
Рис. 2. Ледники и морены
Конечные морены обычно имеют веерообразную форму и представляют собой гряду каменных обломков, поднятых ледником с ложа и краев долины, образованную под давлением ледникового «языка». Появившиеся конечные морены, которые уже успели покрыться почвой, зарасти деревьями и теперь напоминают холмы, свидетельствуют о прошедшем ледниковом периоде. На западе конечные морены обнаружены у французского города Лиона, и это доказывает, что в незапамятные времена швейцарские ледники простирались на огромные территории. «Бараньи лбы» на высоких пограничных склонах долины указывают на то, что когда-то ледники были гораздо глубже. Все эти факты помогают ученым сделать вывод относительно продолжительности ледниковых периодов и температуры в целом.
Рис 3. Образование речных террас (сверху вниз) плиоцен, или доледниковый период
За грядой конечной морены в ложе древнего ледника мы находим нечто вроде огромного бассейна, заполненного холмиками валунной глины, которые называются друмлинами. Они изображены на рис. 3. Чтобы вы представили их себе еще яснее, на рис. 4 мы убрали ледник. Валунная глина – это, фактически, грязь, нанесенная ледником и сформированная под действием трения нижней части ледника о породы и камни, по которым он прошел.
Рис. 4. Речные террасы в Фарнеме
Ниже конечной морены мы находим то, что немцы называют галечниковыми полями. Здесь начиналось таяние льда и образовывалась река, которая уносила мелкие обломки камня, сначала укладывая их в виде крупной гальки, а затем ломая и обкатывая осколки до тех пор, пока на речных террасах они не появились в виде галечника. Нашим читателям, возможно, доводилось встречать реку, у которой берега понижаются как бы ступенями – террасами; такое образование весьма типично. Эта связь между ледниками, конечными моренами и речными террасами позволила ученым Гейки и Пенку разработать теорию ледниковых периодов.
Профессор Пенк изучал реку Штейр в Верхней Австрии и обнаружил, что каждая терраса реки связана с конечной мореной древнего ледника, и на этом он основал свою теорию образования террас. Эта теория проиллюстрирована на рис. 3.
Ложе А на рис. 3 – доледниковое. В первый ледниковый период, в конце эпохи плиоцена, едва ли вода стояла в реках высоко, поскольку они были заперты во льдах.
Затем наступило потепление первого межледникового периода, когда большой объем талой воды устремился по старому речному руслу, а также, образовав новое, проложил новый канал до уровня В. По мере того как вода теряла свой напор и способность прокладывать новые русла, она начала создавать ложе из галечника на уровне С.
Затем наступил второй ледниковый период, и река снова сократилась в объеме. Во время второго межледникового периода вода проложила себе путь к уровню D, после чего началось постепенное образование галечникового ложа на уровне Е. Русло до уровня F появилось в третий межледниковый период, затем сформировалось ложе G, а последнее русло H образовалось в эпоху потепления после четвертого ледникового периода, которую мы называем послеледниковой.
Возвращаясь к теории образования первой, второй и третьей террас, заштрихованных полями, мы показали галечник, из которого они состоят, и в дальнейшем станет ясно, что в действительности это края старых русел, оставленных рекой, которая проложила себе путь вниз.
Рис. 3 можно взять за иллюстрацию террас на реке Сомма у Сент-Ашеля. Сомма прославилась тем, что именно там, у городка Аббевилль, в середине XIX века Жак Буше де Перт обнаружил в отложениях галечника множество кремневых орудий.
Во времена этого открытия об образовании речных террас было известно очень мало, однако древность найденных кремневых орудий не вызывала сомнений, так как в галечнике они лежали рядом с костями вымерших животных. Поскольку ученые признали каменные орудия произведениями человеческих рук, это означало, что и сам человек гораздо старше, чем принято было думать. Поэтому было чрезвычайно важно правильно установить возраст речных террас, где были обнаружены эти каменные инструменты.
Видимо, сейчас нам стоит взглянуть на орудия, найденные на террасах Соммы (рис. 3), и заодно познакомить наших читателей со знаменитыми французскими названиями различных периодов древнекаменного века. В английском языке соответствующих названий не было, поэтому французский вариант приобрел повсеместное распространение, на самом деле это названия тех мест, где были найдены типичные для разных периодов орудия.
На третьей и четвертой террасах орудий не нашли, что подводит нас к заключению, что до наступления второго межледникового периода люди не селились на берегах Соммы. На следующей террасе, террасе № 2, обнаружены орудия культуры аббевилль. Позже мы подробнее расскажем, что это за орудия, а пока подумаем, каким образом они туда попали. Мы представляли себе мощную реку, катившую бурные воды в начале второго межледникового периода, когда огромные ледники начали таять и уменьшаться в размерах, и по сравнению с небольшим сокращением объема, имевшим место во время оледенения, это было нечто совершенно невиданное. Мы не преувеличим, если скажем, что это было наводнение. Помните, ведь мы говорим об эпохах, которые продолжались даже не сотни, а тысячи лет; а также о том, что в настоящий момент мы живем в межледниковый период. В сентябре 1920 года после довольно холодного лета на несколько дней установилась теплая погода, сопровождавшаяся проливными дождями, и это поставило под угрозу швейцарский город Шамони. В газетах писали, что ледник «взорвался». На самом деле получилось так, что повышение температуры вызвало ускоренное таяние Монтанверского ледника. От него отломились массы льда и вместе с каменными обломками и грязевыми потоками устремились в долину. Уровень воды в реках резко поднялся, деревья выворачивало с корнем, течением сносило дома. А теперь представьте себе, что вся северная часть Европы покрыта ледяной шапкой, швейцарские ледники простерлись во Франции до самого Лиона. Ученые говорят нам, что понижения среднегодовой температуры в Европе лишь на 5 °C достаточно, чтобы ледниковый период вернулся во всей своей суровости, а повышение температуры на 4–5 °C растопит все швейцарские ледники. Таким образом, всего одна неделя, случайно оказавшаяся чуть теплее обычного, во втором межледниковом периоде, возможно, стала причиной чудовищных бедствий. Реки проложили новые ложа к уровню В, а на уровне С отложился первый слой галечника, образованный размолотыми скальными породами и кремнем. Затем, вероятно, наступила зима или засуха. Река обмелела, и аббевилльский человек спустился к кромке воды; он хотел порыбачить или напиться; может быть, он разбил там стоянку. Так или иначе, он оставил там свои орудия, а они были сделаны из кремня. Некоторые из этих орудий, найденные в наше время, сохранились такими же острыми и прочными, как в те времена, когда ими пользовался древний человек, с тех пор они не стесались и не затупились. Потом река снова поднялась и нанесла новый галечник, засыпав орудия; порой вода уносила орудие и, хорошенько обкатав, бросала ниже по течению.
Итак, на всем протяжении второго межледникового периода человек жил на берегу реки Сомма и оставил там свои орудия, которые река засыпала галечником, отложенным во время наводнения, которое заставило его удалиться на более высокие террасы. В галечнике этой террасы нашли останки Elephas antiquus – древнего южного слона, существовавшего прежде мамонта. Они свидетельствуют о теплом климате.
Также в галечнике первой террасы обнаружены более поздние ашельские орудия, но последнее ложе галечника еще не исследовано, так как его часто заливает вода.
Нужно отметить, что на образовании речных террас могли сказаться пертурбации земной поверхности относительно уровня моря. К примеру, намного ниже ложа Темзы проходит старое засыпанное русло, по которому река протекала раньше, когда уровень суши был выше. Из-за любого повышения уровня земной поверхности течение реки становилось быстрее, и она с большим напором прокладывала дорогу вниз, в направлении моря, образуя террасы. Но могло получиться так, что во время ледникового периода мороз сковал огромные массы воды, и вследствие этого уровень моря понизился. С эпохи неолита поверхность земли почти не претерпела изменений.
На рис. 4 изображены террасы реки Уэй, текущей мимо Фарнема в графстве Суррей. Мы помещаем схему в нашу книгу, потому что Уэй гораздо ближе к нам, чем французская Сомма. Галечниковые ложа заштрихованы черным цветом. На уровне А ни одно древнее орудие не найдено, так что в доледниковые времена это могло быть ложе огромной реки, отмеченной пунктирной линией и проходившей напрямик до Хайндхеда. В следующий раз река формировалась по линии В, и от нее осталось галечниковое ложе на трех гребнях, между которыми в низинах появились каналы до уровня С. Линии D и Е соответствуют рекам, которые постепенно сжались до карликовых размеров.
Вполне очевидно, что такие огромные реки не могли существовать в системе наших современных рек. Темза в районе Лондона извивается на протяжении 5 миль, меняя направление между Хайбери и Клэпемом. В эпоху плейстоцена Европа имела другие очертания, она была больше, чем сейчас, и располагалась выше над уровнем моря. Берег Атлантического океана находился примерно в 100 милях дальше к западу, а Средиземное море состояло из двух внутренних морей.
Ирландское море, пролив Ла-Манш и Северное море представляли собой широкие впадины, питающие величественные реки. Притоками одной из них были Темза, Рейн и Эльба, и она впадала в Северное море на юге от Фарерских островов. В другую реку, которую мы назовем рекой Ашельского Человека, впадали Сена, Сомма и все наши южные реки, и она текла на запад в Атлантический океан по плодородным землям, которые в настоящий момент мы знаем как пролив Ла-Манш. Англия в течение некоторой части ледникового периода была связана с Европой перемычкой, где сейчас проходит пролив Па-де-Кале. Перешеек был и у Гибралтара в Средиземноморье, а также еще один на юге от Сицилии.
Прежде чем закончить разговор о реках и речных террасах, давайте вернемся к рис. 3. В верхней части рисунка галечник на террасах, отмеченный пунктирной линией, покрывают наносы, показанные штриховкой.
Эти наносы состоят из лесса или суглинка. Ученые называют их субаэральными (поверхностными) отложениями, то есть, в отличие от подводных отложений, их нанес ветер. Лесс, о котором постоянно говорят археологи, представляет собой серовато-коричневый песчаный и меловой суглинок, нанесенный ветром в виде пыли. Он появился под действием мороза во время оледенения. По мере отступления льда открывалась пустынная земля. Сильные ветры и метели, о существовании которых можно судить по известным ученым признакам, взметали и разносили пыль по этим пустошам. Часто это приводило к гибели животных, и их кости в больших количествах находят в лессе. Расположение лессовых отложений имеет важное значение: начинаясь от Уральских гор, они простираются через Южную Россию до Карпатских гор и Дуная, затем идут через Северо-Западную Австрию и Южную Германию на север Франции. На лессе не могут разрастись густые леса, таким образом перед доисторическим человеком оказалась открытая дорога с востока на запад. В районе Сент-Ашеля у известнякового основания 2-й террасы реки Соммы (рис. 3) в галечнике найдены останки Elephas antiquus, южного слона, и грубые кремневые рубила. В песке над галечником обнаружены более ранние аббевилльские орудия. Эти два слоя нанесены водой в одно и то же время. Выше начинаются субаэральные отложения. Сначала идет белый песчаный суглинок с раковинами наземных моллюсков. Над ним три слоя древнего лесса, состоящие из песка, песчаного суглинка и галечника в основании. Там найдены кости марала и орудия ашельского периода. Над этими тремя слоями располагаются еще три слоя более позднего лесса, каждый слой отделяют от другого тонкие прослойки галечника, в которых нашли орудия культуры мустье. Выше идет кирпичная глина, которая представляет собой выветренный лесс, там обнаружены орудия верхней ориньякской и солютрейской культур, а в грунте, намытом на самом верху, найдены орудия нескольких эпох от неолита до железного века.
Подумайте, в какое замешательство привело археологов то, что все эти свидетельства древних цивилизаций оказались на одной и той же террасе, поскольку орудия встречались по мере продвижения от террасы 2 к террасе 1 не только в самом нижнем галечнике более древних периодов, но также и в каждой поздней террасе по мере приближения к поверхности.
Опираясь на все эти факты, археологам удалось составить временную шкалу, по которой измеряется возраст людей древнекаменного века, палеолита, и типичных орудий. Какой великолепный образ: идут тысячелетия, и человек, сметливый и находчивый, упорно движется вверх!