Теперь известно, что при благоприятных условиях зерна пыльцы способны сохраняться сотни миллионов лет. Споры лишайников и мхов, пыльцевые зерна растений есть во всех осадочных породах — песках, глинах, известняках, каменном угле, сланцах, мраморе. Лучше всего они сохраняются в торфе: в одном кубическом сантиметре торфа содержится несколько тысяч пыльцевых зерен.
С редкой расточительностью обычно скупая природа летом во время цветения рассыпает миллиарды пыльцевых зерен и спор с соцветий деревьев близлежащего леса, с цветов и трав окружающих лугов, — из лета в лето, из года в год. Количество пыльцевых зерен у каждого вида растений не одинаково, но в целом оно считается пропорциональным реальному соотношению видов в данной округе. Если состав всей пыльцы, отложившейся на поверхности какого-либо болота в течение одной весны и лета, зависит от состава (структуры) окружающих это болото лесов и полей, то, в свою очередь, видовой состав пыльцы в том или ином слое торфяника должен соответствовать составу окрестных лесов и лугов, окружающих болото в момент отложения данного слоя торфа.
Но как определить, когда именно этот слой отложился? При каких условиях? В возможно более точном выяснении этих причин были одинаково заинтересованы наука и промышленность. Для промышленности вопрос о характере древней растительности в тот или иной период оказывался вопросом определения рентабельности данной торфяной залежи и метода ее наиболее эффективной эксплуатации.
Среди тысяч пыльцевых зерен, попадавших в поле зрения исследователя на предметном столике микроскопа, была пыльца деревьев, трав, кустарников, споры мхов, подсчитывая и определяя которые трудно было уловить какую-либо закономерность. Практически в каждом образце можно было найти пыльцевые зерна всех тех видов растений, которые и теперь окружали данное болото. Одних было больше, других — меньше; в зависимости от глубины, с которой был взят образец, соотношение пыльцевых зерен менялось. Поэтому ботаники довольно скоро пришли к мысли выделять и подсчитывать в первую очередь пыльцевые зерна важнейших, наиболее распространенных древесных пород лесной зоны Европы, которые составляют основные массивы лесов и неизменно прослеживаются от самых нижних слоев торфяной залежи до верхних — от глубокой древности до наших дней.
Пыльцевая диаграмма.
Такими определяющими породами оказались ель, сосна, береза, ольха, в то время как пыльцевые зерна широколиственных пород — дуба, вяза, ореха, липы и некоторых других теплолюбивых видов, занимающих в зоне хвойных и смешанных лесов сравнительно небольшое место, — подсчитывались суммарно.
Принято считать, что в среднем торфяная залежь растет со скоростью одного-двух миллиметров в год. Чтобы получить подробную картину изменения растительности вокруг болота, надо достать полную колонку его отложений. Для этого в наиболее глубоком месте, как это делали мы, специальным торфяным буром достают образцы торфа от современной поверхности до дна, отбирая их, скажем, через каждые десять сантиметров. Каждый образец торфа в таком случае будет отделяться от другого интервалом примерно в сто лет, процентное соотношение заключенных в нем пыльцевых зерен, определенных по видам, представит своеобразный «спектр», характерный для данного места и данного столетия, а в своей последовательности такие спектры образуют пыльцевую диаграмму, показывающую изменение окружающей растительности за все время жизни болота.
Двух совершенно тождественных пыльцевых диаграмм не было, да и не могло быть, даже если образцы брались из одного разреза. Отличия наблюдались в составе торфа, его мощности на разных участках одного и того же болота, выпадении отдельных видов, колебании числа пыльцевых зерен. Общим же для всех оставались четыре характерных уровня, или, как принято говорить, четыре «рубежа» голоцена. Они указывают на повсеместное существование в лесной зоне Европы: «нижнего максимума (преобладания) ели», «максимума сосны и березы», «максимума смешанного дубового леса и ольхи», «верхнего максимума ели». Эти уровни прослеживались одинаково на торфяниках Дании и Швеции, Польши и Белоруссии, Прионежья и Ярославщины, указывая на одновременную смену одинаковых климатических условий в послеледниковый период.
«Рубежи» голоцена отмечали важнейшие периоды, наиболее благоприятные для появления того или иного состава леса.
Такая взаимосвязанность явлений природы, обнаруженная в начале века, позволила сначала германскому палеоботанику Л. фон Посту, а несколько позднее шведским палеоклиматологам А. Блитту и Р. Сернандеру разработать на материалах среднеевропейских и прибалтийских торфяников систему климатической периодизации голоцена, основанную на пыльцевых спектрах и естественной истории Балтики. Система Блитта — Сернандера, как она утвердилась в мировой науке, разделяет весь голоцен от древности до наших дней на шесть климатических периодов: 1. арктический — холодный и влажный; 2. субарктический — холодный и сухой; 3. бореальный — сухой, но более теплый; 4. атлантический — теплый и влажный; 5. суббореальный — теплый и сухой; 6. субатлантический — влажный и более холодный, чем предшествующий. Арктическому периоду соответствует нижний максимум ели, бореальному — максимум сосны и березы, атлантическому — максимум широколиственных пород, а субатлантическому — верхний максимум ели.
Конечно, рубежи эти весьма условны. Они указывают только время максимального распространения каждого явления, в то время как сами периоды занимают порой не одну тысячу лет. И все же появление такой периодизации явилось огромным достижением науки. От нее лежал уже прямой путь к реконструкции растительного и животного мира для каждого интересующего нас отрезка времени и территории; больше того, появлялась возможность реконструкции даже специфических условий того или другого района.
Окрестности Плещеева озера в этом отношении занимали совершенно исключительное место. Здесь, на своеобразном перекрестке эпох, между осязаемыми границами последнего и предшествующего оледенений, сходились интересы представителей самых различных отраслей науки, положивших своими работами начало фундаментальным исследованиям отдельных компонентов биосферы. Немалая заслуга в осуществлении этих работ принадлежит переславским краеведам — М. И. Смирнову, С. С. Геммельману, С. Е. и В. Е. Елховским, С. В. Фарфоровскому, А. Ф. Дюбюку и многим другим. В первые послереволюционные годы они не только спасли от уничтожения многие памятники истории и культуры, заложив основы первоклассного по тем временам местного музея, но и организовали при нем Переславль-Залесское научно-просветительское общество (Пезанпроб).
Небольшие книжечки в серо-голубых, выцветших от времени обложках с надписью «Труды» или «Доклады Пезанпроба» хранят на своих страницах драгоценный материал о прошлом и настоящем Переславль-Залесского уезда — о его геологии, растительности, животном мире, озерах и болотах, рыбах и насекомых, об истории края, его этнографии и промышленности. Переславские краеведы привлекли к организации местного научного центра профессоров Московского университета, а работа с юными натуралистами на озероведческой станции была передана в руки М. М. Пришвина, написавшего на берегах Плещеева озера свои лучшие произведения.
Правда, и начиналось все это не на пустом месте. Еще до революции известный геолог А. А. Борзов и ботаник А. Ф. Флеров своими работами заложили надежный фундамент исследования геоморфологии этого края, истории его болот и водоемов, а М. И. Смирнов печатал в «Трудах Владимирской Ученой архивной комиссии» работы по историческому краеведению Переславщины. Вот почему и разработка системы периодов Блитта — Сернандера для лесной зоны Восточной Европы строилась советскими палеоботаниками и палеоклиматологами в большей своей части на материалах, полученных в результате изучения болот, окружавших Переславль, — Купанского, Мшаровского, Берендеевского, Ивановского, Половецко-Купанского и отложений сапропелей в воронке озера Сомино, куда впадает река Векса и откуда берет начало Нерль Волжская.
Исследования, начатые и в значительной части выполненные в двадцатых и тридцатых годах нашего века М. И. Нейштадтом, позднее неоднократно пополнялись и уточнялись его учениками. В целом же история растительности средней полосы лесной зоны Восточной Европы представала в следующем виде.
В начале голоцена, когда шапки последнего оледенения еще лежали на скалах Скандинавии и каменных тундрах Хибин, вокруг переславских озер темнели неприветливые еловые леса северного типа, перемежавшиеся открытыми пространствами, где среди тундрового разнотравья выделялась горькая серебристая полынь, «царица» степей и пустырей. На пыльцевых диаграммах и в схеме Блитта — Сернандера такому пейзажу соответствует «нижний максимум ели».
Но всему приходит конец. Общее потепление Арктики, по-видимому связанное с потоком Гольфстрима, окончательно растопило ледники. Растаяли и линзы «мертвого» льда в котловинах между холмами, закрытые от прямых солнечных лучей слоями песчано-глинистых наносов. Все чаще над Европой проносились теплые сухие ветры, и в следующем, бореальном — сухом и более теплом — периоде, 9800–7700 лет назад, преобладающее положение среди растительности заняли береза и сосна, в то время как еловые леса шагнули дальше на север. Бывшие луга и степи, похоже, начали зарастать смешанными лесами, и в конце этого периода, когда повышение общегодовых температур стало ощутимым, среди сосново-березового леса все чаще стали появляться дубы, липы, вязы и орешник — широколиственные породы, наступающие с юга на холодолюбивую растительность.
Бореальный период, как считает большинство палеогеографов, послужил своеобразной подготовкой к наиболее важному для истории голоцена атлантическому периоду, продолжавшемуся от 7700 до 4700 лет назад. Это наиболее теплое и влажное время с мягкими зимами, обильными и теплыми летними дождями. Многоярусные широколиственные леса покрывали Европу от Средиземноморья до Скандинавии, сочная густая растительность степей накапливала гумус для черноземов. Атлантический период, по единодушному признанию ученых разных специальностей, был поворотным моментом в развитии биосферы голоцена и окончательной ликвидации последствий оледенения. Больше того, именно его высокие среднегодовые температуры как бы подстегнули развитие водорослей и водных растений, превративших ряд водоемов в торфяники.