Палеоэкологические условия периода миграции ранних гоминид в Северной Армении по данным фитолитного анализа

На археологическом памятнике Карахач на севере Армении в педоседиментах второй половины нижнего плейстоцена и начала среднего плейстоцена, содержащих раннеашельские каменные орудия древних гоминид (Homo erectus), был проведен комплексный геоархеологический анализ с упором на фитолитные данные. Целью настоящего исследования являлось определение особенностей климата и ландшафта, обусловивших формирование и функционирование педоcедиментов упомянутого памятника в период колонизации Евразии мигрантами-гоминидами из Африки. Работы проводились в бывшем песчаном карьере с вулканическим происхождением песков Карахач (N 41°00.491ʹ, E 44°00.154ʹ, 2274 м над ур. м.), прорезающем подножие склона Джавахетского вулканического хребта. Образцы на фитолитный анализ были отобраны из слоев с признаками палеопедогенеза. Комплексы фитолитов в педоседиментах оказались сходны и состояли из видов разных местообитаний, таких как сухие степи, влажные луга, хвойные и лиственные леса. Подобные комплексы, как правило, характерны для понижений рельефа, аккумулирующих различные мелкие частицы, принесенные с возвышенностей. Большинство педоседиментов на исследуемом участке формировались под сообществами растений С3, за исключением наиболее древнего педоседимента (слой 12), в котором обнаружена незначительная доля растений С4 типа фотосинтеза. Обнаружение фитолитов С4 типа фотосинтеза хорошо согласуется с данными изотопного состава С в изученных слоях. Полученные результаты позволили реконструировать региональный палеоклимат для периода 1.9–1.75 млн л. н. Для него характерны резкие колебания месячных осадков и температуры, жаркое и сухое лето, холодная и влажная зима. К концу исследуемого периода, ~1.75 млн л. н., климат стал более влажным. Данные фитолитного анализа, а именно исчезновение фитолитов C4-растений и значительное увеличение доли лесных растений, показали постепенное похолодание климата.

1. Асланян С.А., Беляева Е.В., Колпаков Е.М., Любин В.П., Саркисян Г.М., Суворов А.В. Работы армяно-российской археологической экспедиции в 2003– 2006 гг. // Записки ИИМК РАН. 2007. № 2. C. 142–154.

2. Багдасарян А.Б., Габриелян Г.К. Почвы и растительный покров: в кн. “Геология Армянской ССР”. Ереван, 1962. С. 48–53.

3. Беляева Е.В. Уникальное древнекаменное орудие из Северной Армении // Природа. 2009. № 4. C. 63–66.

4. Беляева Е.В. Развитие ашельской бифасной традиции на Кавказе // Тр. III (XIX) Всерос. Археологич. съезда. СПб.–М.–Великий Новгород, 2011. Т. 1. С. 24–25.

5. Беляева Е.В. Ашельские памятники Закавказского нагорья. СПб.: Петербургское Востоковедение, 2022. 276 с.

6. Беляева Е.В., Любин В.П. Первые данные о ранних этапах ашеля на Кавказе // КСИА. 2012. Вып. 227. C. 28–36.

7. Беляева Е.В., Любин В.П. Ашельские памятники Северной Армении // Фундаментальные проблемы археологии, антропологии и этнографии Евразии. К 70-летию акад. А.П. Деревянко. Новосибирск, 2013. С. 37–52.

8. Гольева А.А. Фитолиты и их информационная роль в изучении природных и археологических объектов. М.–Сыктывкар–Элиста, 2001. 200 с.

9. Джрбашян Р.Т., Меликсетян Х.Б., Гукасян Ю.Г. и др. Плинианское извержение вулкана Иринд (Арагацкая вулканическая область, Армения) // Изв. НАН РА. Науки о Земле. 2015. Т. 68. № 1. С. 3–21.

10. Меликсетян Х.Б. Геохимия вулканических серий Арагацкой области // Изв. НАН РА. Науки о Земле. 2012. № 65 (3). C. 34–59.

11. Ревунова А.В., Хохлова О.С., Русаков А.В. Раннеплейстоценовые педоседименты Лорийской котловины (Армения): генезис, свойства и их палеогеографическая интерпретация // Почвоведение. 2021. № 10. C. 1167–1181.

12. Столпникова Е.М., Ковалева Н.О. Характеристика палеопочв и педоседиментов стоянок первобытного человека в долине р. Дзорагет (Армения) // Поволжский экологич. журн. 2014. № 4. C. 628–642.

13. Память почв: Почвы как память о биосферно-геосферно-антропосферных взаимодействий / ред. В.О. Таргульян, С.В. Горячкин. М.: Изд-во ЛКИ, 2008. C. 1–687.

14. Тесаков А.С., Трифонов В.Г., Симакова А.Н., Соколов С.А., Трихунков Я.И., Челик Х. и др. Геодинамические и биоценотические условия раннего-среднего плейстоцена в контексте заселения древним человеком Крымско-Кавказско-Аравийского региона // Раннепалеолитические памятники и природная среда Кавказа и сопредельных территорий в раннем-среднем плейстоцене. 2020. C. 7–24.

15. Трифонов В.Г., Любин В.П., Беляева Е.В., Трихунков Я.И., Симакова А.Н., Тесаков А.С., Веселовский Р.В., Пресняков С.Л., Бачманов Д.М., Иванова Т.П., Ожерельев Д.В. Геодинамические и палеогеографические условия расселения древнейшего человека в Евразии (Аравийско-Кавказский регион) // Тектоника складчатых поясов Евразии: сходство, различие, характерные черты новейшего горообразования, региональные обобщения: матер. 46-го Тектонического совещания. М.: Изд-во ГЕОС, 2014. С. 240–246.

16. Трифонов В.Г., Шалаева Е.А., Саакян Л.Х., Бачманов Д.М., Лебедев В.А., Трихунков Я.И. и др. Четвертичная тектоника новейших впадин СевероЗападной Армении // Геотектоника. 2017. № 5. C. 42–64.

17. Blain H.A., Agustí J., Lordkipanidze D., Rook L., Delfino M. Paleoclimatic and paleoenvironmental context of the Early Pleistocene hominins from Dmanisi (Georgia, Lesser Caucasus) inferred from the herpetofaunal assemblage // Quat. Sci. Rev. 2014. Vol. 105. P. 136–150. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2014.10.004

18. Cordova C.E. C3 Poaceae and Restionaceae phytoliths as potential proxies for reconstructing winter rainfall in South Africa // Quat. Int. 2013. Vol. 287. P. 121–140. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2012.04.022

19. Cordova C., Avery G. African savanna elephants and their vegetation associations in the Cape Region, South Africa: Opal phytoliths from dental calculus on prehistoric, historic and reserve elephants // Quat. Int. 2017. Vol. 443. P. 189–211. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2016.12.042

20. Fayvush G., Tamanyan K., Kalashyan M., Vitek E. “Biodiversity Hotspots” in Armenia // Annalen Des Naturhistorischen Museums in Wien / Ann. Naturhist. Mus. Wien, B. 2013. Vol. 115. P. 11–20. http://www.jstor.org/stable/43922106

21. Garrels R.M., Mackenzi F.T. Evolution of Sedimentary Rocks. NY: W.W. Norton &Company, Inc., 1971. 397 p.

22. Golyeva A. Various phytolith types as bearers of different kinds of ecological information. In: Plants, People and Places. Studies in Phytolith Analysis / M. Madella, D. Zurro (Eds.). Oxford: Oxbow books, 2007. P.196–201.

23. Go´mez E., Sedov S.N., Oleschko K., Shoba S.A. Phytoliths in surface and buried Andosols of central Mexico: morphological variety, rates of accumulation and weathering / L. Vrydaghs, A. Degraeve (Eds.). Man and the (Palaeo)environment. The Phytolith Evidence. 3rd Int. Meeting on Phytolith Research, Brussels, Belgium. 2000. P. 17.

24. International code for phytolith nomenclature (ICPN) 2.0 // Annals of Botany. 2019. Vol. 124 (2). P. 189–199. https://doi.org/10.1093/aob/mcz064

25. Khokhlova O.S., Stolpnikova E.M., Kovaleva N.O. Genesis of the Early Pleistocene paleosols of Armenia evidenced by set of methods // Paleopedological record of postglacial soil and landscape evolution. In: XIIIth International Symposium and Field Workshop on Paleopedology (ISFWP), 1–6 September 2014. Torun, Poland. 2014. P. 44.

26. Khokhlova O.S., Khokhlov A.A., Kuznetsova A.M., Stolpnikova E.M., Kovaleva N.O., Lyubin V.P., Belyaeva E.V. Carbonate features in the uppermost layers of Quaternary deposits, Northern Armenia, and their significance for paleoenvironmental reconstruction // Quat. Int. 2016. Vol. 418. P. 94–104. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2015.07.035

27. Khokhlova O.S., Sedov S.N., Khokhlov A.A., Belyaeva E.V., Lyubin V.P., Indications of pedogenesis in Lower Pleistocene tool-bearing sediments in Northern Armenia and regional paleoclimatic reconstruction // Quat. Int. 2018. Vol. 469. P. 68–84. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2016.10.040

28. Lapsansky E.R., Milroy A.M., Andales M.J., Vivanco J.M. Soil memory as a potential mechanism for encouraging sustainable plant health and productivity // Current Opinion in Biotechnology. 2016. Vol. 38. P. 137–142. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2016.01.014

29. Messager E., Lordkipanidze D., Delhon C., Ferring C.R. Palaeoecological implications of the Lower Pleistocene phytolith record from the Dmanisi Site (Georgia) // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2010a. Vol. 288 (1–4). P. 1–13. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2010.01.020

30. Messager E., Lordkipanidze D., Kvavadze E., Ferring C.R., Voinchet P. Palaeoenvironmental reconstruction of Dmanisi site (Georgia) based on palaeobotanical data // Quat. Int. 2010b.Vol. 223. P. 20–27. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2009.12.016

31. Messager E., Lebreton V., Marquer L., Russo-Ermolli E., Orain R., Renault-Miskovsky J., et al. Palaeoenvironments of early hominins in temperate and Mediterranean Eurasia: new palaeobotanical data from Palaeolithic key-sites and synchronous natural sequences // Quat. Sci. Rev. 2011. Vol. 30 (11–12). P. 1439–1447. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2010.09.008

32. Nikoghosyan I., Meliksetian K., van Bergen M., Mason P., Jrbashyan R., Navasardyan G., et al. Characteristics of mantle sources in Jurassic to Quaternary magmatic history of the territory of Armenia, as a guide to diverse geodynamic settings / In EGU General Assembly Conference Abstracts. 2014. P. 2262.

33. Pinilla A., Pérez-González A., Santonja M. Phytoliths from the Pleistocene site of Ambrona (Soria, Spain) / M. Madella (Ed.). Plants, People and Places: Recent Studies in Phytolithic Analysis. Oxbow books. 2007. P. 165–172.

34. Presnyakov S.L., Belyaeva E.V., Lyubin V.P., Rodionov N.V., Antonov A.V., Saltykova A.K., Berezhnaya N.G., Sergeev S.A. Age of the earliest Paleolithic sites in the northern part of the Armenian Highland by SHRIMP-II U-Pb dating of zircons from volcanic ashes // Gondwana Res. 2012. Vol. 21. P. 928–938. https://doi.org/10.1016/j.gr.2011.11.009 Getrights and content

35. Rivas J., Ortega B., Sedov S., Solleiro E., Sycheva S. Rock magnetism and pedogenetic processes in Luvisol profiles: examples from Central Russia and Central Mexico // Quat. Int. 2006. Vol. 156/157. P. 212–223.

36. Rivas Ortiz J.F., Ortega Guerrero B., Solleiro Rebolledo E., Sedov S., Sanchez Perez S. Mineralogía magnetica de suelos volcanicos en una toposecuencia del valle de Teotihuacan // Bol. la Soc. Geol. Mex. 2012. Vol. 64 (1). P. 1–20.

37. Schindler M., Hochella Jr. M.F. Soil memory in mineral surface coatings: Environmental processes recorded at the nanoscale // Geology. 2015. Vol. 43 (5). P. 415–418. https://doi.org/10.1130/G36577.1

38. Strömberg C.A. Using phytolith assemblages to reconstruct the origin and spread of grass-dominated habitats in the great plains of North America during the late Eocene to early Miocene // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2004. Vol. 207 (3–4). P. 239–275. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2003.09.028

39. Strömberg C.A., McInerney F.A. The Neogene transition from C3 to C4 grasslands in North America: assemblage analysis of fossil phytoliths // Paleobiology. 2011. Vol. 37 (1). P. 50–71. https://doi.org/10.1666/09067.1

40. Tesakov A.S., Simakova A.N., Frolov P.D., Sytchevskaya E.K., Syromyatnikova E.V., Foronova I.V., Shalaeva EA., Trifonov V.G. Early-Middle Pleistocene environmental and biotic transition in north-western Armenia, southern Caucasus // Palaeontologia Electronica. 2019. Vol. 22 (2). P. 2–39. https://doi.org/10.26879/916

41. Trifonov V.G., Simakova A.N., Ҫelik H., Tesakov A.S., Shalaeva E.A., Frolov P.D., et al. The Upper Pliocene–Quaternary geological history of the Shirak Basin (NE Turkey and NW Armenia) and estimation of the Quaternary uplift of Lesser Caucasus // Quat. Int. 2020. Vol. 546. P. 229–244. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2019.11.004

42. Trifonov V.G., Lyubin V.P., Belyaeva E.V., Lebedev V.A., Trikhunkov Ya.I., Tesakov A.S., Simakova A.N., Veselovsky R.V., Latyshev A.V., Presnyakov S.L., Ivanova T.P., Ozhereliev D.V., Bachmanov D.M., Lyapunova S.M. Stratigraphic and tectonic settings of early Paleolithic of north-west Armenia // Quat. Int. 2015. Vol. 420. P. 178–198. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2015.08.019

43. Trifonov V.G., Lyubin V.P., Belyaeva E.V., Lebedev V.A., Trikhunkov Y.I., Tesakov A.S., et al. Stratigraphic and tectonic settings of early Paleolithic of north-west Armenia // Quat. Int. 2016. Vol. 420. P. 178–198. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2015.08.019

44. Zhang H., Yuan N., Ma Z., Huang Y. Understanding the Soil Temperature Variability at Different Depths: Effects of Surface Air Temperature, Snow Cover, and the Soil Memory // Advances in Atmospheric Sci. 2021. Vol. 38 (3). P. 493–503. https://doi.org/10.1007/s00376-020-0074-y