Характерное каменное орудие Homo erectus, появившееся 1,76 млн лет назад в Восточной Африке и затем в Израиле, ручное рубило. Это крупный многоцелевой режущий инструмент, обточенный с обеих сторон, который в большинстве случаев удобно ложится в руку. Рубило было полезно практически для всех видов работ по разделке крупных животных, как убитых на охоте, так и павших (включая очистку костей от мяса).
Значение этого инструмента в истории науки, не говоря уже об эволюции человека, обычно недооценивают. Но рубила сыграли роль в одном из величайших достижений современной науки установлении древности человечества. Это случилось в 18301840-х годах, когда в галечных отложениях реки Соммы в Аббевиле (Франция) Жак Буше де Перт обнаружил множество ручных рубил в слое с костями древних слонов, носорогов, бегемотов и больших кошек, относящихся к более ранней геологической эпохе. Эти находки впервые показали, что люди существовали на Земле намного больше нескольких тысяч лет, как было принято считать до этого открытия.
Три проекции ручного рубила, найденного в Аббевиле (Франция). В XIX веке находка в Аббевиле таких рубил в сочетании с костями вымерших животных способствовала признанию существования человека в глубокой древности.
Для широкой научной общественности присутствие этих орудий в древних пластах и, следовательно, бо́льшая древность их создателей подтвердилась после того, как британские геологи Джозеф Прествич и Джон Эванс посетили отложения в апреле 1859 года. Одно из ключевых мест, где они побывали, находилось близ Сент-Ашеля, и потому технологию изготовления рубил такого типа называют ашельской. Эти события сыграли важную роль в 1863 году, когда вышла в свет книга Чарльза Лайеля «Геологические свидетельства древности человека», высоко оцененная собранием Британской ассоциации, на котором Уильям Кинг дал имя неандертальцам, как мы упоминали в первой главе.
Рубила продолжают оказывать огромное влияние на наши знания о предыстории. Например, только потому, что в зоне прилива случайно нашли рубило, удалось обнаружить пять относящихся к разным периодам стоянок древнего человека в Хапписбурге на британском побережье Норфолка, в том числе и древнейшую, о которой шла речь в этой главе.
Судя по долговечности, рубило величайшее изобретение человечества. С момента его первого появления люди продолжали использовать этот инструмент вплоть до примерно 40 тысяч лет назад. Это означает, что традиция изготовления ручных рубил просуществовала гораздо дольше ее первоначальных изобретателей и практиковалась целым рядом потомков эректусов, включая, вероятно, и наш собственный вид. Хотя ранние рубила Homo erectus были распространены в Восточной Африке и Азии к западу от Гималаев, европейские первопроходцы начали использовать их только 500 тысяч лет назад. Можно предположить, что население Восточной Азии и Европы оказалось в изоляции от более поздних нововведений, возникших в Африке. Однако отличие Восточной Азии можно объяснить тем, что вместо камня удобнее было использовать бамбук. В Европе же рубила просто появились поздно.
Как распространялись в Европе первые люди? По существующим данным, после первоначального пребывания в Дманиси им потребовалось более полумиллиона лет, чтобы достичь континента. Самая ранняя известная стоянка в Европе находится на другой стороне, в Атапуэрке, в Испании. Но Испания наименее вероятна как ворота на континент, потому что там не было сухопутного моста в Северную Африку, и нет никаких доказательств того, что гоминиды пересекали море в столь ранний период. Вполне возможно, что в Центральной или Восточной Европе есть еще не обнаруженные древние стоянки. Сегодня мы переживаем нечто вроде золотого века открытий памятников той эпохи, и учебники, возможно, еще придется переписывать заново.
Ритмы ледниковых эпох
Как только Homo erectus и его потомки распространились по всей Евразии, возрастающая частота ледниковых циклов стала главной движущей силой эволюционных изменений, кульминацией которых стало появление и последующее вымирание неандертальцев. Поэтому мы кратко остановимся на феномене ледниковых циклов, сыгравших заметную роль в переменчивой судьбе родственного нам вида.
За последний миллион лет ледники расширялись и отступали в Европе примерно десять раз. Некоторые из этих оледенений были очень мощными, другие не слишком. Чередование холодных ледниковых эпох и теплых межледниковий само по себе не было равномерным, и случались серьезные изменения климата продолжительностью всего лишь в одну человеческую жизнь. Поскольку существование этих ледниковых циклов было обнаружено в XIX веке, их причины поставили исследователей в тупик. Однако сочетание астрономических наблюдений, глубоководного бурения и сложного компьютерного моделирования приблизило нас к пониманию стоящей за ними закономерности.
Эти колебания климата, которые за последние миллионы лет стали более экстремальными, начались, когда Земля вступила в нынешний ледниковый период около 2,5 млн лет назад. Причиной стал ряд факторов: смещение континентов в сторону более высоких широт; возникновение Панамского перешейка, соединившего Северную и Южную Америки и мешающего притоку к полюсам теплых экваториальных вод, поднятие Гималаев и Тибетского плато. Это создало благоприятные условия для расширения ледниковых покровов и одновременно уменьшило количество парникового углекислого газа в атмосфере. Когда Земля охладилась до критической точки, на глобальной температуре стали сказываться и астрономические циклы, влияющие на количество солнечной радиации, получаемой Землей, тогда оледенения стали более суровыми.
Во время ледникового периода на климат оказывают влияние три ключевых астрономических цикла, названные циклами Миланковича (в честь Милутина Миланковича, математика, впервые обнаружившего их в начале XX века). Эффект их проявляется в том, что количество солнечного света, достигающего различных частей земной поверхности, не остается неизменным с течением времени. Миланкович ключевым фактором оледенения считал количество солнечного тепла в высоких широтах Северного полушария летом. Если лето прохладное, рассуждал он, то зимние снега не тают полностью, и каждый год происходит накопление снега и льда, которые постепенно распространяются на юг.
Всем известны два основных цикла, которые, как и циклы Миланковича, влияют на доступ солнечного света: смена дня и ночи в результате вращения Земли и смена времен года. Сезонность вызвана наклоном земной оси, из-за которого интенсивность освещенности Северного и Южного полушарий меняется. Три цикла Миланковича куда более длительны, но основаны на том же принципе.
Главный цикл Миланковича связан с формой орбиты нашей планеты вокруг Солнца. Орбита Земли не является идеальной окружностью, она представляет собой эллипс, в центре которого находится Солнце. Однако на протяжении ста тысяч лет она меняется от почти строгой окружности до более вытянутой яйцевидной формы. В течение тысячелетий, когда орбита более вытянута, Земля удаляется от Солнца дальше, чем когда орбита почти круговая. Это может привести к накоплению льда, если в соответствующие сезоны наша планета получит меньше солнечного света.
Внутри этого основного цикла есть два более коротких. Каждые 42 тысячи лет наклон оси вращения Земли колеблется от 22,1 до 24,5 градуса, что сказывается на климате зимы и лета. Кроме того, существует цикл продолжительностью 21 тысячу лет, связанный с «покачиванием» планеты во время вращения, что влияет на сезонные колебания температуры. Если, как в настоящее время, зима в Северном полушарии начинается, когда Земля находится ближе всего к Солнцу, то зима относительно мягкая, а лето умеренное. Но в другой половине этого цикла с наступлением зимы в северных широтах Земля будет дальше от Солнца, и различия между сезонами окажутся более выраженными, с более суровой зимой и более жарким летом.
Эти три цикла накладываются друг на друга, смещая климат Земли то в одном, то в другом направлении. Большую часть времени циклы Миланковича толкают и тянут в разных направлениях, и их совместный эффект помогает объяснить, почему каждая крупная фаза похолодания или потепления не является равномерной, а перемежается более короткими эпизодами потепления или похолодания.
Теория Миланковича подтвердилась только в 1970-е благодаря кернам[3], взятым из глубоководных морских отложений, и кернам льда из Гренландии и Антарктиды. Бурение океанского дна началось в 1950-е, а бурение ледяных шапок в 1970-е, и исследования продолжаются и сегодня. Дальнейшее изучение ледяных кернов оказало огромное влияние на реконструкцию климата прошлого, поскольку ледяные керны имеют более высокое разрешение, то есть регистрируют более краткосрочные события, именно поэтому они предоставили поразительные доказательства того, насколько быстро происходило изменение климата в прошлом. Например, за минувшие 100 тысяч лет резкие потепления, похоже, иногда происходили всего за несколько десятилетий.
В обоих типах кернов исследователи могут «читать» историю климата по соотношению обычных атомов кислорода (
16
18
16
18
18
Исследования кернов морского дна и ледников дали представление о последних 1,2 млн лет или около того (датировка древнейших слоев последовательности еще не точна) и выявили серию из двадцати трех изотопных стадий кислорода (сокращенно OIS; или МИС для морских изотопных стадий см. краткую хронологическую таблицу в начале книги), в которой нечетные номера представляют теплые периоды, а четные оледенения. В настоящее время мы живем в межледниковой стадии OIS 1.
Что говорят эти циклы о будущем человечества? Орбита Земли сейчас приближается к идеальной окружности, и можно ожидать, что нынешние теплые условия уже необычайно длительные и стабильные продолжатся. Например, цикл прецессии сейчас уже 6000 лет в фазе охлаждения, а наклон земной оси движется к минимальному значению, что оказывает охлаждающее воздействие, но это компенсирует форма орбиты, способствующая потеплению. Некоторые компьютерные модели предсказывают, что до следующего ледникового периода осталось не менее 5000 лет.
Голоцен уже самый продолжительный и стабильный теплый период с тех пор, как Homo erectus вышел из Африки. Как сказывается на столь сложной системе антропогенное потепление, еще не до конца понятно, но некоторые климатологи предполагают, что мы вовсе не в пяти тысячах лет от следующей ледниковой фазы а ведь это примерно столько, сколько прошло от начала бронзового века или строительства Стоунхенджа до наших дней, потому что мы, возможно, уже сломали цикл оледенений по крайней мере на ближайшие 45 тысяч лет.
Каннибалы и пещеры
С 90-х годов прошлого века ряд самых сенсационных открытий палеолита Европы (т. е. «древнего каменного века», до голоцена) был сделан в районе Атапуэрки на севере Испании. Это существенное изменение по сравнению с предыдущими 150 годами, когда в центре внимания были Германия, Франция и Бельгия. Один из руководителей проекта Атапуэрка, Хуан Луис Арсуага, справедливо хвастается: «Сегодня Пиренейский полуостров занимает особое место в древнейшей истории Европы». Начать можно с того, что это старейшее место обитания людей на континенте.
Холмы Атапуэрки пронизаны обширной сетью пещер, часть из которых использовалась в качестве убежищ на протяжении сотен тысяч лет. Некоторые из этих пещер были открыты более ста лет назад при прокладке железнодорожных путей горнодобывающей компанией. Три стоянки в Атапуэрке уже изменили наше представление о палеолите в Европе: Сима-дель-Элефанте, древнейшая на континенте с надежной датировкой; Гран Долина вторая по возрасту, где найдены самые ранние свидетельства каннибализма среди гоминидов; но даже эти два уникальных места затмевает Сима-де-лос-Уэсос («Костяная яма») с богатейшим в мире набором окаменелостей гоминидов, которую мы рассмотрим в следующей главе.
Почему именно в этой местности на севере Испании оказалось такое необычное скопление уникальных древних стоянок и окаменелостей? Остатки растений и животных из пещер Атапуэрки говорят, что эта местность привлекала множество видов. Люди жили на одной территории с двурогими носорогами, бегемотами, бизонами, саблезубыми кошками, рысями, медведями и гиенами. Вероятно, это разнообразие отражает разнообразие окружавших холмы Атапуэрки мест обитания: речных долин, лугов и лесов. От пещер были прекрасно видны стада животных, пасущихся у слияния двух рек, и, следовательно, два пути миграции.
Но подобные сочетания выгодного расположения, разнообразия мест обитания и доступа к ресурсам можно найти во многих других местах Европы. Уникальность археологического богатства пещер Атапуэрки стала следствием удачной сохранности отложений. Они не были сильно нарушены естественными процессами эрозией или тектонической активностью. Когда своды пещер обрушились, отложения оказались запечатаны и, следовательно, защищены, пока не были прорезаны железной дорогой, что сделало всю долгую последовательность археологических слоев доступной для раскопок. В Гран Долине, например, железнодорожная выемка достигает глубины 18 метров, открывая слои отложений, датируемые от 300 тысяч до почти миллиона лет назад.
Схема пещерных стоянок в Атапуэрке на севере Испании. Обширная система пещер была прорезана железнодорожной выемкой, и на разных стоянках этой системы обнаружились многочисленные свидетельства обитания древнего человека, в том числе старейшие из известных сегодня в Европе.
Летом 2007 года при раскопках Сима-дель-Элефанте обнаружилось сочетание артефактов, о котором археолог может только мечтать: сколы камней, явно обработанные людьми при изготовлении орудий (в отличие от камней, которые могли быть расколоты в результате естественного разрушения); кости животных с признаками того, что люди рубили их с помощью этих каменных орудий; подтвержденный несколькими научными методами чрезвычайно древний их возраст (от 1,1 до 1,2 млн лет назад); и, возможно, главное кости самих людей. На многих других стоянках обнаруживали лишь одно или два из подобных свидетельств, и археологам приходится спорить о таких ключевых аспектах, как даты, виды обитавших там гоминидов, или даже о том, есть ли вообще какие-либо убедительные признаки человеческой деятельности.
Окаменевшие человеческие останки это фрагмент нижней челюсти и нижний зуб. Люди, вероятно, собирали крупные гальки в пределах нескольких километров от стоянки и раскалывали их в пещере, используя в качестве молота куски твердой породы, чтобы получить простые острые отщепы, которыми разделывали туши животных. На некоторых костях, найденных на стоянке, видны следы от подобных инструментов, а также следы от ударов, которыми эти кости раскалывали, чтобы добраться до костного мозга. Фауна и микрофауна свидетельствуют о том, что стоянка использовалась во времена, когда климат был теплым и влажным, что отвечает общему представлению, согласно которому люди в столь ранний период еще не умели постоянно пользоваться огнем и не могли справиться с сезонными холодами.
Свидетельства из Гран Долины богаче, чем в Сима-дель-Элефанте, и дают убедительное представление о жизни и сознании этих первых европейцев. Например, в Гран Долине в слое возрастом около 960 тысяч лет были найдены кости животных, каменные орудия и ископаемые кости гоминидов, принадлежащие по меньшей мере шести взрослым и детям. Анализ пыльцы показывает, что это место использовалось в то время, когда климат был влажным и умеренным. Как и в Сима-дель-Элефанте, каменные орудия, найденные вместе с окаменелостями, были изготовлены из местного материала и представляют собой простые мелкие отщепы, некоторые из них были изменены и усовершенствованы, например, добавлением зазубренного края.