«Берингов мост» между Азией и Америкой возник еще до последнего ледникового максимума

Рис. 1. Берингия во время последнего ледникового максимума (26,5–19 тысяч лет назад). Изображение из пресс-релиза, опубликованного на сайте Принстонского университета

Используя геохимические показатели поступления тихоокеанских вод в западную часть Северного Ледовитого океана, ученые построили модель изменения уровня моря в Беринговом проливе за последние 46 тысяч лет. Результаты показали, что сухопутный мост между Азией и Америкой возник 35–36 тысяч лет назад — еще до того, как ледники покрыли территорию Северной Америки. Примерно к этому же времени относятся древнейшие следы появления человека в центре Американского континента, не имевшие внятного объяснения раньше.

Классическая теория «сухопутного моста» предполагает, что первые люди пришли на Американский континент из Азии вслед за мигрирующими стадами животных через перешеек (Берингию), существовавший на месте современного Берингова пролива во время последнего оледенения, когда уровень моря был примерно на 130 метров ниже, чем сейчас (рис. 1). Однако точное время этого события неизвестно.

Долгое время первой археологической культурой Нового Света считали верхнепалеолитическую культуру Кловис, а ее представителей признавали прародителями всех американских аборигенов. Характерные для нее орудия, распространенные на территории Северной и Центральной Америки, имеют возраст 13,4–12,7 тыс. лет.

Но после обнаружения на северо-западе Северной Америки следов более раннего пребывания человека, теория «Кловис — первые» была опровергнута. Ученые предположили, что переселенцы из Азии пришли в Америку в период последнего ледникового максимума (26,5–19 тысяч лет назад), когда уровень моря был минимальным, а затем, примерно 16 тысяч лет назад, когда открылся проход в ледниковом щите, покрывавшем северную часть континента (так называемый «коридор Маккензи»), они начали переселяться дальше на юг (рис. 2), пока не освоили территорию обеих Америк (см. новость Новые данные генетики и археологии проливают свет на историю заселения Америки, «Элементы», 18.03.2008).

Рис. 2. Трехэтапная модель заселении Америки через «сухопутный мост»: A — миграция из центральной части Восточной Азии (43–36 тысяч лет назад); B — заселение Берингии (36–16 тысяч лет назад); C — расселение на юг (начиная с 16 тысяч лет назад). Зеленая стрелка — миграция через коридор Маккензи; красная — прибрежная миграция. Белым показаны ледниковые щиты. Рисунок с сайта ru.wikipedia.org

Находки последних лет показывают, что, возможно, заселение людьми произошло еще раньше. В 2020 году в пещере Чикиуите (см. Chiquihuite cave) в Центральной Мексике нашли каменные орудия первобытных людей и остатки древесного угля, датированные возрастом от 19 до 27 тысяч лет (C. F. Ardelean et al., 2020. Evidence of human occupation in Mexico around the Last Glacial Maximum). В 2021 году на дне древнего озера на юге США обнаружили отпечатки человеческих ног. Радиоуглеродное датирование по водорослям позволило определить возраст отложений — 21–23 тысяч лет (M. R. Bennett et al., 2021. Evidence of humans in North America during the Last Glacial Maximum). А в 2022 году на плато Колорадо в американском штате Нью-Мексико археологи нашли стоянку древнего человека с разрубленными костями мамонта и следами костра возрастом около 37 тысяч лет (T. B. Rowe et al., 2022. Human Occupation of the North American Colorado Plateau ∼37,000 Years Ago).

Стало ясно, что, помимо традиционных гипотез расселения людей по Американскому континенту во время или после последнего ледникового максимума, нужно рассматривать возможность прихода сюда человека еще до наступления ледников, отрезавших примерно 30 тысяч лет назад северо-запад Северной Америки от ее центральной части. Генетические исследования говорят, что наследственные популяции коренных американцев отделились от азиатских популяций примерно 36 тысяч лет назад. Но был ли в это время открыт сухопутный проход из Азии в Америку, до сих пор было неизвестно. Одни ученые считали, что «Берингов мост» появился еще 70 тысяч лет назад, другие — что только во время последнего ледникового максимума.

Результаты нового исследования, проведенного под руководством профессора Принстонского университета Даниэля Сигмана (Daniel M. Sigman), позволили установить точное время появления сухопутного моста. В качестве исходных данных для анализа авторы использовали изотопный состав азота в ископаемых планктонных фораминиферах Neogloboquadrina pachyderma из кернов трех скважин, пробуренных в западной части Северного Ледовитого океана и, для контроля, из одного керна, взятого в его центральной части.

Для тихоокеанских вод характерна повышенная концентрация нитратов и высокое содержание изотопа азота-15. Изучив донные отложения западной части Северного Ледовитого океана за последние 46 тысяч лет, ученые смогли определить периоды, когда воды Тихого океана проникали в северную акваторию, а когда два океана были изолированы друг от друга. Интересно, что полученные ими временные границы существования Берингии (35,7–11 тысяч лет назад) значительно шире, чем период глобального низкого уровня моря (25–11 тысяч лет), рассчитанный на основе палеоклиматических моделей (рис. 3).

Рис. 3. A — реконструкция уровня моря в соответствии с различными палеоклиматическими моделями. B — изотопное отношение кислорода δ¹⁸О в бентосных фораминиферах Мирового океана, которое является интегральным показателем уровня моря, глобального объема ледников и температуры глубоких слоев океана (по данным других исследований). C — изотопное отношения азота δ¹⁵N в фораминиферах по результатам данного исследования. Повышенные значения в трех кернах из западной части Северного Ледовитого океана указывают на поступление тихоокеанских вод. В отложениях центральной части Северного Ледовитого океана (серые ромбы) разница уже не так заметна в силу большего разбавления. По горизонтали — возраст в тысячах лет. Рисунок из обсуждаемой статьи в PNAS

Изотопный показатель азота (δ¹⁵N = [(¹⁵N/¹⁴N в образце)/(¹⁵N/¹⁴N в воздухе) − 1]×1000) в северной части Тихого океана значительно выше (8–10‰), чем в восточной Арктике или северной Атлантике (около 5‰). Повышенные значения δ¹⁵N в западной части Северного Ледовитого океана связаны исключительно с поступлением сюда тихоокеанских вод через Берингов пролив. Основываясь на полученных результатах и имеющихся данных о среднем уровне Мирового океана, авторы построили модель изменения уровня моря в Беринговом проливе за последние 50 тысяч лет с учетом изостатической нагрузки ледников (рис. 4). При этом ученые исходили из того, что глубина пролива все это время оставалась такой же, как сейчас — 53 метра.

Рис. 4. A — пунктирная горизонтальная линия обозначает максимальное значение δ¹⁵N в Северном Ледовитом океане без притока тихоокеанских вод. Выше этой линии — пролив открыт, ниже — закрыт. B — средний глобальный уровень Мирового океана в соответствии с различными палеоклиматическими моделями. Пунктир показывает глубину Берингова пролива; C — относительный уровень моря в Беринговом проливе с учетом изостатической нагрузки ледников. По горизонтали — возраст в тысячах лет. Flooded — пролив открыт, Exposed — закрыт (сухопутный мост). Рисунок из обсуждаемой статьи в PNAS

На рисунке 4 видно, что понижение уровня моря в районе Берингии началось примерно 40 тысяч лет назад. Возможно, в это время начали формироваться обособленные бассейны, отрезанные от Тихого океана (скважина В8). А примерно 35700 лет назад поступление тихоокеанских вод в Арктику полностью прекратилось. Возобновилось оно только 11 тысяч лет назад, после окончания последнего ледникового максимума.

По мнению исследователей, первые переселенцы перебрались из Азии в Америку сразу же, как только возник сухопутный мост. И у них было примерно 10 тысяч лет, в течение которых они могли свободно мигрировать на юг, пока ледник, занявший 26,5 тысяч лет назад всю северную часть Северной Америки, не перекрыл им путь.

Параллельно авторы получили еще несколько важных выводов. В частности, их результаты ставят под сомнение наличие линейной связи между средней температурой на планете, глобальным объемом ледников и уровнем Мирового океана. Если бы этот принцип, заложенный в основу практически всех палеоклиматических моделей, соблюдался, то сухопутный мост между Азией и Америкой должен был возникнуть еще 70 тысяч лет назад, примерно в середине последней ледниковой эпохи, начавшейся 115–110 тысяч лет назад и закончившейся 11,7–11,6 тысяч лет назад.

Ледовый покров должен был нарастать равномерно, так как изменения температур были относительно стабильными. Однако построенная модель предполагает, что более 50% ледников образовалось за период 46–19 тысяч лет назад. Возможно, считают авторы, циклы оледенения больше коррелируют с периодами пониженной инсоляции, чем со снижением концентрации СО₂ в атмосфере (рис. 5).

Рис. 5. Сравнение изменения уровня моря в Беринговом проливе и климатических параметров за последние 50 тысяч лет. A — интервалы открытого пролива (Strait) и сухопутного моста (Land Bridge); B — средний глобальный уровень моря; C — средняя дневная инсоляция (в Вт/м²) в день летнего солнцестояния 21 июня на 65^о северной широты (пунктир) и суммарная летняя полугодовая инсоляция (в ГДж/м²) там же (сплошная линия); D — глобальное отклонение средней приземной температуры (коричневый), отклонение глобальной температуры, полученной по кернам антарктического льда (голубой) и аномалии средней глобальной температуры поверхности моря (синий); E — концентрация СО₂ (в ppm) в атмосфере (темно-красный) и кумулятивное радиационное воздействие парниковых газов CO₂, CH₄ и N₂O (в Вт/м², черная линия). График A построен по результатам данного исследования, B — по данным палеоклиматических моделей, C–E — по данным других исследований. По горизонтали — возраст в тысячах лет. Рисунок из обсуждаемой статьи в PNAS

Источник: Jesse R. Farmer, Tamara Pico, Ona M. Underwood, Rebecca Cleveland Stout, Julie Granger, Thomas M. Cronin, François Fripiat, Alfredo Martínez-García, Gerald H. Haug, Daniel M. Sigman. The Bering Strait was flooded 10,000 years before the Last Glacial Maximum // PNAS. 2022. DOI: 10.1073/pnas.220674211.

Владислав Стрекопытов