«Капсулы времени»: норы слепышей помогли восстановить историю чернозёмов более чем за восемь тысяч лет

Учёные из Белгородского госуниверситета совместно с коллегами из Москвы и Новосибирска выяснили, что заполнение древних нор слепышей хранит не только сведения о климате и растительности, но и данные об изменениях самих почв за последние восемь тысяч четыреста лет.

Над поддержанным грантом РНФ проектом под руководством профессора кафедры природопользования и земельного кадастра института наук о Земле (ИНоЗ) НИУ «БелГУ» Юрия Чендева работают исследователи ИНоЗ, Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова и Института почвоведения и агрохимии СО РАН (г. Новосибирск). В команду Белгородского госуниверситета вошли как опытные учёные – и.о. завкафедрой природопользования и земельного кадастра, доцент Анастасия Нарожняя и доцент кафедры географии, геоэкологии и безопасности жизнедеятельности Лариса Новых, так и молодые исследователи – аспиранты Татьяна Салова и Антон Соляной.

Как объяснили учёные, почвы способны хранить свидетельства об условиях, в которых они формировались. Однако из современных чернозёмов получить последовательную информацию об их прошлом сложно: верхние горизонты постоянно перерабатываются почвенными животными, корнями растений, водой, а на освоенных территориях – ещё и сельскохозяйственной деятельностью. Альтернативным природным архивом оказались слепышины – заполненные почвой древние ходы роющих млекопитающих, которые изучались в черноземах никогда не пахавшихся старых выгонов и сенокосов в окрестностях ряда сёл и деревень Белгородской области. На глубине более метра отдельные участки этих ходов сохраняют почвенный материал, засыпавшийся с самых верхних слоёв много тысяч лет назад и оказавшийся изолированным от последующей переработки.

Каждая древняя слепышина – своего рода «капсула времени», в которой зафиксировано состояние почвенного материала в определённый момент прошлого, – пояснил профессор Чендев.

Первый этап работы был связан с проверкой самого принципа. В 2025 году учёные показали, что в заполнении глубоких слепышин сохраняются биологические индикаторы – пыльца и споры растений. Причём состав пыльцевых спектров разных нор заметно различается и отражает смену во времени растительных сообществ: от сухих полынных степей до более мезофитных степей и лесостепных ландшафтов. Это позволило рассматривать слепышины как аналог редких погребённых почв и новый источник палеоэкологических данных.

На следующем этапе исследователи получили серию радиоуглеродных дат и расположили отдельные слепышины на временной шкале. В совокупности изученные объекты охватывают интервал примерно от восьми до двух тысяч лет назад. Это позволило из множества пространственно разобщённых фрагментов прошлого получить хронологически упорядоченный архив и реконструировать чередование более сухих и более влажных климатических эпох.

В новой работе авторы рассмотрели материал слепышин уже не только как носитель пыльцы, но и как сохранившийся фрагмент древних чернозёмов. Исследователи сопоставили возраст образцов, содержание в них органического углерода, окраску и соотношение почвенных частиц разного размера. Оказалось, что материал древних нор действительно сохраняет признаки изменений почвы, происходивших вместе с перестройками природной среды. Одним из наиболее интересных результатов исследователи называют выявленную временную динамику содержания мелких частиц – так называемой физической глины, к которой относят частицы размером менее 0,01 миллиметра.

Следуя нашей реконструкции, доля таких тонких фракций в верхних горизонтах чернозёмов уменьшалась в более засушливых условиях первой половины среднего голоцена (8–6 тысяч лет назад). Это уменьшение связано с тем, что при снижении проективного покрытия почвы растительностью поверхность становилась более открытой для ветровой эрозии и мелкие частицы легче выдувались. В более влажных климатических условиях возрастала активность почвенной мезофауны –червей, насекомых и других организмов. Они перемешивали материал и переносили мелкие частицы из нижних горизонтов вверх, способствуя росту содержания физической глины, – объяснил Юрий Чендев.

Специалист по спорово-пыльцевому анализу остатков растений в почвах и геологических породах, член научного коллектива проекта, аспирант МГУ им. М.В. Ломоносова Валерий Пименов отмечает, что на протяжении последних 2–3 тысячелетий сходный по внешнему проявлению процесс мог иметь уже другую причину. К разрежению растительного покрова и усилению дефляции – выдуванию наиболее тонкого почвенного материала – мог приводить интенсивный выпас животных, который вели древние племена. Таким образом, один и тот же почвенный показатель позволяет увидеть переход от преимущественно природных механизмов изменения ландшафта к всё более заметному антропогенному воздействию, что согласуется с данными палеоботанических реконструкций.

Проведённое исследование меняет само представление о том, какую информацию можно извлекать из следов деятельности древних землероев. Сочетание нескольких независимых показателей – радиоуглеродного возраста, пыльцевого состава, содержания органического углерода и гранулометрического состава почв – позволяет воссоздать эволюцию почв и проследить, как на протяжении тысячелетий одновременно менялись растительность, почвы и ландшафт лесостепи.

Полученные результаты важны для развития общей теории почвообразования, укрепления теоретических основ почвоведения. Ещё один важный результат – это расширение временного диапазона почвенных реконструкций на несколько тысячелетий в прошлое, так как более ранние исследования проводились на памятниках археологии, возраст которых не превышал 5 тысяч лет. И, конечно, полученные результаты уже находят применение в совершенствовании учебного процесса в дисциплинах, которые преподают участники проекта, – подчеркнул профессор Чендев.

Исследования под руководством профессора Чендева выполнены в рамках проекта РНФ № 24-17-00154 «География, свойства и эталонные функции нативных чернозёмов лесостепи юга Среднерусской возвышенности». Промежуточные итоги изучения древних нор слепышей, сохранившихся в современных чернозёмах, опубликованы в журнале «Почвоведение» / Eurasian Soil Science.

Фото: Белгородский университет

Источник: Минобрнауки России