Заметки о древнем техногенном воздействии на геосферу Земли

Проблемы взаимодействия человека и природы были и предметом исследований античных мыслителей и философов: Гиппократа, Геродота, Фукидида, Ксенофонта, Платона, Аристотеля, Страбона, Полибия и др.

Ещё Платон (437-347  гг. до н.э.) отмечал, что истощение почв и иссушение территории Греции связано с разрушающим действием людей.

Появление христианства и признание его государственной религией и идеологией на территории Европы, части Азии и Африки отбросило европейскую науку от достижений античности.

Только в XV-XVI  веках появляются философские утопии Томаззо Кампанеллы, Томаса Мора и ряда других ученых о возможном коэволюционном пути развития человека и природы. В эпоху Реформации в науку вернулись принципы географического детерминизма, которые впервые изложил ученый XVI  века Жан Боден.

В XVIII – начале XIX  века Жорж Бюффон (1707-1788) и Жан Ламарк (1744-1829) излагали свои взгляды на эволюцию взаимодействия животного и растительного мира, человека и среды его обитания.

Идеи о человеке как о геологическом факторе возникли в XVII-XIX веке и были освещены в работах классиков естествознания Ж. Бюффона, Ж. Ламарка, Ч. Лайеля, Ч. Дарвина и других ученых-естествоиспытателей того времени, причем уже тогда подчеркивалась определенная разрушительная роль человека.

Но лишь во второй половине XIX века американский географ Георг Манш проанализировал изменение природной среды на территории Америки и Европы, связанной с инженерной и хозяйственной деятельностью человека.

Русский географ А.И. Воейков отмечал, что «…Далматия, Герцеговина, Черногория на громадных пространствах покрыты известковыми пустынями… и являются странами, весьма мало приспособленными для жизни человека… Но история показывает нам, что здесь существовали густые леса и что некоторые из них были вырублены не далее как в XV-XVI столетиях, на потребности венецианского флота.  Затем лесные пожары и неосмотрительные пастбища довершили остальное…».

В начале XX века в трудах Э. Ле Руа, В.И. Вернадского и А.Е.Ферсмана были заложены и получили широкое развитие идеи о человеке как геологическом факторе, идеи о ноосфере, техносфере, техногенезе.

В.И. Вернадский, основываясь на работах Э. Зюсса и Э. Ле Руа, наравне с биосферой и геосферой, выделял ноосферу – новое мощное геологическое явление на планете, когда человечество становится планетарной геологической силой.

Однако воздействие человека на геосферу известно ещё с глубокой древности, с палеолита. Первоначально это были ямы или небольшие штольни для разработки кремня и минеральных красок, которые затем постепенно углублялись. Один из древнейших рудников по добычи лимонита и гематита датируется средним палеолитом (125-100 тысяч лет назад –– 40-45 тысяч лет назад) и находится в Балантоване, Венгрия. В Африке, на территории Свазиленда, известен рудник Хо-хо по добыче гематита возрастом около 45 тысяч лет.

Но первое воздействие человека на геосферу – это изготовление каменных орудий, рубил, чопперов и чоппингов, самые ранние из которых датируются 2 млн. лет. Для столь раннего периода техногенного воздействия на геосферу характерно лишь использование различных горных пород и минералов для изготовления каменных орудий и минеральных красок, в основном это кремень, яшма, халцедон, обсидиан, песчаник, красная и желтая глина, оксиды и гидроксиды железа (гематит), киноварь, аурипигмент. В дальнейшем «каменная индустрия» интенсивно развивалась, и появлялись специализированные центры по разработке сырья и изготовления каменных орудий.

Древнейшими горными выработками являются шахты по добыче кремня, и следы этих горных выработок (часто представляющие собой обычные ямы или небольшие разработки) находят по всей территории Европы от Пиренеев до Белоруссии.

На западе Украины известны разработки по добыче кремня в районе Каменец-Подольска (памятник датируется энеолитом, но не исключается его функционирование и в более раннее время, да и последующие исторические  эпохи). Известны подобные штольни и около с. Букивка близ Ивано-Франковска, а также возле с. Ланивцы в Борщевском районе Западной Украины. На территории Кшемионки Опатовские в Польше находится около 120 кремниевых шахт каменного века. В Нидерландах, в районе Маастрихта, известно около 5000 шахт (3150-3050 гг. до н.э.) по добыче кремня, глубиной до 15 метров.

Крупнейший из древних рудников по добыче медной руды – рудник в Рудна Главе (Сербия) возрастом около 6.5 тысяч лет, глубина горных выработок достигает глубины 18 метров. В Германии, в Нижней Саксонии, близ города Гослар рудники по добыче свинцовых, серебряных и медных имеют возраст более трех тысяч лет (закрыты они были в 1988 году, в настоящее время являются памятником ЮНЕСКО).

Древние австралийцы уже около 20 тысяч лет назад добывали кремень в естественной  известняковой пещере Коональде длиной в 350 м при глубине входа в виде наклонной шахты 65 метров.

Рудники древних шумеров VII-IV тысячелетия до нашей эры в районе Эйлата (северная оконечность залива Акаба) состояли из неглубоких стволов шахт, ведущих к сети узких подземных галерей, тщательно вырытых по ходу рудоносного пласта.

Каменоломни в Египте были созданы для строительства пирамид около 5 тысяч лет назад и многие из них существуют и в настоящее время (естественно в современных вариантах, как, например, добыча знаменитого белого известняка на правом берегу Нила, используемого в свое время для облицовки пирамид).

На Крите (крито-микенская культура) песчаник добывался подземным способом в каменоломнях Киццуватны (Чёрный Холм, Каратепе).

Более 2000 лет назад были заложены глубокие угольные шахты в Китае, известны шахты и по добыче глины на территории Месопотамии (6-4 тысяч лет до н. э.).

Рудники по добыче золота, серебряных и медных руд известны на Синайском полуострове и в Нубии (разрабатывались еще в Древнем Египте); в Греции (Лаврион), изучены и рудники Римской империи в Испании и Британии по добыче олова.

К I-III тысячелетию до нашей эры относится «Железная пещера» (Башкапсара) на Западном Кавказе по добычи медной руды, состоящая из 13 выработок длиной до 60 метров и шириной до 30 метров, с высотой до 15 метров. В Азербайджане в районе Нахичевани известны и соляные выработки, датируемые I-III тысячелетием до нашей эры.

В Средней Азии изучены древние выработки по добыче железной руды близ Термеза в хребте Кугитанг-Тау, а в Северной Фергане (Гава-Сай) сохранились подземные выработки по добыче магнетитовой руды.

Серебряно-свинцовые рудники IX-X века н.э. известны на северном склоне Туркестанского хребта, в районе Кан‑и‑Гут и представляют собой многоэтажные подземные камеры размером от 4х6 до 20х45 метров, соединенные запутанными ходами (шириной от 0.8 до 5 метров), глубина рудников достигала 100 метров.

Начиная с XIII века в Европе начинается добыча соли методом растворения в специальных горных выработках – зинкверках.

На территории Европейской части России изучены горные выработки в районе г.   Каргалы, недалеко от Оренбурга. Это один из древнейших рудников по добыче медной руды (коры выветривания медистых песчаников и сланцев), датируется рубежом от V-III веках до н.э. (ранний бронзовый век) до II тысячелетия до н.э. (поздний бронзовый век). Длина штолен достигает сотен километров, глубина – 42 метра. В XVIII-XIX веках уже нашей эры проводилось доразработка медных руд, и глубина выработок кое-где достигает 80-90 метров.

Подземные образования связаны и со строительством подземных городов или ритуальных сооружений (некрополей, церквей, монастырей). Например, в Турции, в Каппадокии, известны многочисленные жилища, выдолбленные в вулканическом туфе, в том числе и подземные города. Существуют «наземные жилища», выполненные в останцах вулканических туфов (выше уровня средней поверхности) и подземные, ниже уровня поверхности.

Подземный город Аджигёль имеет три выхода, подземный город Каймаклы восьмиэтажный, а подземный город Деринкую (в переводе – «глубокий колодец») уходит на глубину до 85 метров (вероятно, он был основан еще в дохристианское время, может быть даже и хеттами). Обнаружено более 1200 помещений, с общей площадью более 4 кв. км. Одновременно в подземном городе могло находиться (по разным оценкам) от 100 до 200 тысяч человек. «Улицы» (ходы) в подземных города узкие – ширина не более 120 см, высота ходов едва достигала 140-150 см (это было сделано в целях безопасности жителей – по ходу мог пройти только один человек, разойтись было невозможно, а резкие повороты гарантировали еще большую безопасность). Существовали и своеобразные «двери» – жерновообразные камни, полностью перекрывавшие вход.

Некоторые подземные выработки использовались и как временная защита от врагов или как жилые или ритуальные сооружения. Например, катакомбы Древнего Рима строились и для разработки туфа (катакомбы Присциллы) и непосредственно ранними христианами как подземные кладбища.

В некоторых римских катакомбах существует до 5 ярусов, а глубина достигает 25 метров (катакомбы Каллиста). Всего в Риме насчитывается более 70 катакомб, общая протяженность подземелий около 900 километров, однако часть катакомб до сих пор не исследована. Известны и изучены подземелья Парижа и окрестностей, причем часть из них открыта для широкой публики и является туристическим объектом.

Хорошо известны и подземные ритуальные сооружения, например подземные монастыри, храмы, церкви, скиты, мечети и некрополи. С первой половины XI века н.э. существует Киево-Печерская Лавра с комплексом подземных сооружений. В Молдавии в Бутученах известен скальный монастырь–скит XV века н.э., а в Цыпово (на правом берегу Днестра) – Успенский пещерный монастырь, датируемый XV-XVIII веками н.э., вырубленный в известняках и представляющий собой сложнейший комплекс келий, переходов, хозяйственных помещений и церкви Успения.

В Западном Казахстане, на полуостров Мангышлак известны подземные мечети  некрополей Шопан-ата (XII век н.э.), Ханга-Баба, Караман-ата и др.

Кроме подземных образований широко известны и «положительные техногенные формы рельефа»: валы, курганы, могильники. Земляные валы известные, в частности в Курганской области, и они весьма значительны по объему и протяженности. Например, Черемисский вал в Катайском районе (относящийся к саргатской культуре III века до н.э. – V века н.э.) достигает длины 1650 м при ширине от 5 до 25 метров и высоте 0.75 – 3 метра.

На территории территория Украины и Молдавии известны Змиевы валы (возраст по разным данным VII – V веках до н.э или X – XI веках н.э.) высотой до 16 метров, протяженностью сотни километров. А вал Адриана, построенный во времена римских завоеваний Британии, имеет длину 130 км, высоту 4.5 метра и толщину до 3 метров. С севера перед валом был выкопан ров глубиной 3 метра и шириной более 10 метров.

Немаловажную роль в изменении ландшафта и геологической среды играли и дороги. В Римской империи общая протяженность дорог (учитывая и грунтовые, играющие второстепенную роль) составляла по разным оценкам от 250 тысяч до 300 тысяч километров, а 90 тысяч километров дорог являлись магистралями в современном понимании, они были с твердым покрытием, с мостами. Аппиева дорога (Рим – Капуи, через Понтийские болота), была построена в IV веке до н.э. и имела ширину до 6 метров, она фрагментарно сохранилась до сих пор. Но отметим, что только 14 тысяч километров дорог было проложено по Аппенинскому полуострову, остальные были на территории Европы, а для этого вырубался леса и разрабатывался строительный материал.

Воздействием на геосферу можно назвать и различные погребальные сооружения (курганы, могильники, некрополи, захоронения) – специфические техногенные формы рельефа, хранилища ценной не только археологической и исторической, но и экологической информации. В ряде случаев погребальные сооружения располагаются вблизи мест жизнеобитания, включаясь и формируя сложные техногенные комплексы: укрепленное поселение (городище, протополис, город) – неукрепленные жилищно-бытовые и хозяйственные комплексы (селища) – погребальные и ритуальные комплексы (курганы, могильники, некрополи, захоронения, подземные церкви и мечети). Одним из первых масштабных, мощнейших ритуальных сооружений являются пирамиды Египта, построенные (по общепринятым данным) около 2600-2800 лет до н.э.

Крупнейшим по площади ритуальным сооружением в настоящее время считается захоронение (усыпальница) Цинь Шихуана (первого императора династии Цинь), датируемая 207 г. до н.э., со знаменитой «терракотовой армией» (8 тысяч терракотовых скульптур воинов). Общая площадь составляет более 2 млн. квадратных метров.

По территории Великой степи разбросаны десятки и сотни тысяч (а может и миллионы) курганов, захоронений и могильных комплексов. Могильники могут включать в себя несколько захоронений, иногда даже несколько десятков могильных ям различной конфигурации, глубины и сложности. Огромное количество могильников (грунтовых курганов) известно в лесной и лесостепной зоне Европейской части, таежных районах и лесостепных районах Западной Сибири, Северном Кавказе, на Алтае.

В ряде случаев погребальные сооружения даже формируют ландшафт, например, в районе городища Гнездово под Смоленском, датируемого X-XI в.в. н.э., находится около небольших 5000 курганов, формирующих своеобразный «микрохолмистый» рельеф.

В ряде случаев при строительстве курганной насыпи с большой площади, прилегающей к кургану, снимался верхний (в основном гумусовый) горизонт. Таким образом, происходило своеобразное истощение почвы, а в ряде случаев могли и интенсифицироваться эрозионно-склоновые процессы, усиливаться оврагообразование.

Для ряда курганных комплексов характерны так называемые надмогильные каменные конструкции – каменные выкладки (обкладки), оградки, менгиры. Для каменной выкладки отдельных курганов использовался как обработанный, так и необработанный каменный материал, часто доставленный за десятки километров. Так, например, для строительства кургана с «усами» (каменными выкладками) Кондуровский V века н.э. (Челябинская обл., Брединский район), каменный материал доставлялся за несколько километров, а длина каменных выкладок («усов») составляет почти 300 метров!

Серьезное воздействие оказывал человек и на верхнюю часть геосферы – почвенный покров. Иногда почвенный покров был полностью уничтожен при строительстве жилищ, городов, рвов, или погребен под оборонительными валами, строительным и бытовым мусором и отходами, и почва, измененная техногенной деятельностью человека, часто полностью не восстанавливалась. Например, в таежной зоне за 1500-2000 лет полного восстановления измененного человеком почвенного покрова не происходит, и существует также мнение, что в Центральной Азии, Ближнем Востоке, Северной Африке вообще практически не сохранилось территорий с первичным почвенным покровом.

Интенсивное земледелие с увеличением нагрузки на почвы, вызывает изменение их сложения, строения, состава и свойств, при этом на значительных площадях почвенный покров подвергается трансформации с серьёзным преобразованием естественного целинного профиля, а в условиях орошения и обработки почвы увеличивается содержание легкорастворимых солей, подвижность и вымывание гумуса, уменьшается плотность почвы, повышается пористость и влагоемкость, снижается водопрочность агрегатов, происходит слитизация почв, подъем уровня грунтовых вод.

Ирригационное земледелие, также, несомненно, внесло существенный вклад в процессы деградации почв. В зонах ирригационного земледелия были выкопаны многочисленные каналы для подвода воды, например, на юге Узбекистана известен магистральный канал I-IV века до н.э., забиравший воду из Сыр-Дарьи, а в древнем Хорезме с VI веке до н.э. по V век н.э. были построены многочисленные каналы, подходившие практически к пескам пустыни и резко расширявшие зону земледелия. Ширина каналов достигала 100 метров, а их длина – сотен километров. Отметим, что один из крупнейших каналов, длиной 1728 км известен в еще Восточном Китае (начало строительства в 540 году до н.э.).

Каналы часто заиливались, приходилось систематически проводить работы по углублению дна, причем со временем берега канала вырастали настолько (из-за объема выбрасываемого материала), что приходилось делать новый канал, параллельно прежнему.

Площадь земель  древнего орошения увеличивались из года в год, из столетия в столетие. Например, в дельте Амударьи с конца XVII до начала XIX века площадь окультуренных орошаемых земель увеличилась на 20 тысяч гектар (с 170 до 190 тысяч гектар), а площадь опустыненных земель возросла на 50 тысяч гектар (с 580 до 630 тысяч), при этом немного уменьшилась площадь древнеорошаемых земель – с 160 тысяч гектар до 150 тысяч гектар.

Итак, воздействие на геосферу Земли началось еще в глубокой древности и продолжается до настоящего времени, а Наша Цивилизация живет и существует в мире «техногенеза», и, несмотря на многочленные экологические программы (как государственные, так и частные), призывы различных экологических организаций и экологов, правительств различных стран к уменьшению техногенного воздействия на биосферу, атмосферу, гидросферу и литосферу планеты Земля, особых улучшений нет, и скорее всего, не предвидится. И мы уже не в состоянии прекратить техногенное развитие общества, и можем лишь наблюдать или делать попытки (весьма слабые) минимизации техногенного воздействия.