О ландшафтном подходе в изучении мобильности населения прошлых эпох на основании данных об изотопном составе стронция

Последние два десятилетия в археологии стали активно использоваться данные о соотношении изотопов стронция в биоархеологических материалах для реконструкции индивидуальной и групповой мобильности людей и животных, происхождения пищевых продуктов, текстиля, изделий из дерева и пр. В частности, этот новый метод сделал возможным воссоздание перемещения (переселения) индивида на протяжении жизни вне зависимости от того, носителем

* Работа подготовлена при финансовой поддержке РФФИ (проект №17-06-00543а).

каких генов и культурных традиций он является. Несмотря на то что в отечественной археологии эти подходы развиваются относительно медленно, мы можем констатировать, что анализ изотопного состава стронция в биоархеологи-ческих объектах становится одним из общепринятых, а конкретные примеры его использования вошли в курсы лекций для аспирантов и молодых ученых ( Шишлина , 2016. С. 236–240).

Существует ряд работ, которые дали яркие результаты и позволили представить мобильность людей в самом простом и окончательном варианте: «детство провел в такой-то местности, отрочество – в другой, а последние годы жизни переселился опять в регион своего детства». Эти результаты обнадежили археологов в их намерениях оценить реалии разного рода миграций на уровне неоспоримых фактов. Среди таких исследований, связанных с территорией Европы, следует вспомнить изучение эмали зубов Эци – энеолитического жителя Альпийского региона ( Hoogwerff et al. , 2001. P. 983), позволившее реконструировать его перемещение из соседней долины; исследование коллективного погребения неподалеку от Стоунхеджа, в ходе которого выявились факты переселения детей по территории Южной Англии ( Evans et al. , 2006. P. 309). И все же вопросов к методу остается много как у археологов, занимающихся материальной культурой, так и у исследователей-геохимиков, которые, не исключая возможные методические искажения, предостерегают от прямолинейных интерпретаций ( Slovak, Paytan , 2011. P. 764).

В любом случае все исследователи указывают на важность использования серий многочисленных анализов местной среды, для того чтобы делать заключения по итогам анализа. Вероятно, одной из наиболее хорошо изученных территорий являются Британские острова ( Evans et al. , 2010). Подробная изученность как изотопного своеобразия геологических отложений, так и биосферных компонентов позволяет рассматривать данные по индивидам на фоне уже понятной территориальной изменчивости. Однако даже такая степень проработанности естественнонаучного обоснования не является гарантией от неоднозначных толкований. Дело в том, что, анализируя эмаль зубов (а именно это вещество, как правило, предпочитают брать на определение соотношений 87/86 изотопов стронция), мы получаем некую усредненную картину аккумуляции стронция за несколько лет. Напомним, что коронка постоянных зубов человека формируется на протяжении 6–8 лет. Отложение слоев эмали, «одевающих» коронку зуба, позволяет, при наличии микроскопического оборудования, провести тонкую диагностику изучаемого соотношения, оценить стационарность пребывания на одном месте в масштабах месяца. В 2017 г. на ежегодной конференции Европейской археологической ассоциации в Маастрихте на заседании секции «Мобильность и миграции в изучении погребений: методы исследования и теории оценки» в докладе Дж. Монтгомери ( Montgomery et al. , 2017. P. 378) было продемонстрировано, что резкое переселение не дает столь же резкого изменения величины соотношения, а также что суммарное значение не столь контрастно отличается от показателя у резидентов.

Так или иначе, одной из наиболее актуальных задач ныне становится создание общедоступных баз данных, куда можно было бы вносить свои значения и получать все более полную картину для различных территорий. Как правило, статья, представляющая десятки и даже сотни изученных образцов как местной среды, так и биоархеологических материалов, заканчивается фразами о том, что выводы никак не могут быть признаны окончательными и авторы будут продолжать накапливать материал.

Приведенные здесь ссылки, надеемся, не отвратят большинство исследователей от желания работать с определением соотношения изотопов стронция в биоархеологических материалах, а позволят более здраво увидеть возможности метода. Его точность, запечатление средовых и физиологических реалий в микроскопических структурах костной ткани и эмали зубов, собственно, и является той особенностью, которая, как ни парадоксально, осложняет понимание полученных результатов. Возвращаясь к сопоставлениям отечественных и зарубежных публикаций, отметим, что большинство зарубежных коллег оперируют большими сериями данных, в то время как отечественные исследователи крайне редко могут опубликовать многочисленные определения, а база данных в настоящее время составляется лишь для Восточного Кавказа ( Шишлина и др. , 2016. С. 32).

Думается, что увеличение объема баз данных само по себе не является путем к более эффективному использованию метода, так как в ряде случаев на малой территории могут встречаться компактные геоморфологические образования со своеобразными изотопными сигналами. Учитывать их, существенно расширяя границы локальной изменчивости и, соответственно, снижая разрешающую способность метода, вероятно, далеко не всегда целесообразно.

Любые реконструкции будут базироваться на представлении о геологических отложениях, на поверхности которых живет флора и фауна, составляющая пищу человеку, а также о геохимической специфике источников питьевой воды . Напомним, что изотопный состав стронция геологических пород определяется историей их формирования, а минеральный обмен биогенного стронция в организме человека близок к таковому кальция. Подавляющее количество стронция содержится в минерализованных структурах организма (кости и эмали прежде всего). Поступление элемента во всем его изотопном своеобразии происходит без каких-либо трансформаций и напрямую отражает показатели среды. Поэтому основными источниками элемента остаются: питьевая вода с растворенными в ней минеральными веществами, молоко и молочные продукты, как содержащие наибольшее количество кальция и стронция соответственно.

Вопрос об определении границ локальной изменчивости решается исследователями по-разному. Хотелось бы обратить внимание на то, что социум, живя и хозяйствуя на определенной территории, использует ее неравномерно. Одни ландшафтные элементы отводятся для выпаса скота, другие идут под посевы, третьи вообще не задействованы в сельскохозяйственном использовании. В каждом конкретном случае мы будем иметь дело с определенными потоками минеральных веществ из различных ландшафтных условий. Зачастую эти ландшафтные условия (например, аллювиальные отложения, на которых формируются пойменные луга и пастбища на водоразделах) могут быть достаточно разного происхождения, чтобы это сказалось на изотопных показателях. Кроме того, источники питьевой воды могут залегать в глубоких слоях, которые существенно отличаются по своему составу от грунтовых, озерных, речных вод.

Таким образом, наиболее важный и ответственный вопрос, по нашему мнению, это обоснование выбора проб для выявления границ локальной изменчивости, а не только их количество. В ряде работ фигурируют такие образцы, как, например, проба грунта в непосредственной близости от погребения или проба грунта с территории памятника. Однако данные по этим образцам будут репрезентативны только в том случае, если подобные грунты и почвы, которые на них сформированы, включены не только в понятие локальной территории, но и местного антропогеобиоценоза, внутри которого происходит переход минеральных веществ из среды в состав тела человека.

Исходя из этих общих представлений, хотелось бы прокомментировать определения 87/86Sr-соотношений и в скелетах индивидов из могильника Поддубье-II, и в окружающей флоре и фауне.

Курганно-жальничный могильник Поддубье-II (раскопки В. А. Бурова) расположен в междуречье рек Шлины и Граничной (Фировский район Тверской области) ( Буров , 2005. С. 581)¹, которое относится к геоморфологической области молодого моренного рельефа в пределах Валдайского оледенения, и водноледниковых равнин того же оледенения. Внутри этой области выделяется грядово-холмистый и крупнохолмистый конечно-моренный рельеф северной части Валдайской возвышенности и прилегающих к ней районов Озерного края. Пять образцов эмали первых моляров были переданы в Лабораторию изотопных исследований ВСЕГЕИ им. А. П. Карпинского. Работы осуществлены Е. С. Богомоловым. Индивидуальные данные различаются величинами в третьем знаке после запятой (табл. 1). Чтобы понять, насколько эти различия значимы, нам нужны сопоставительные средовые данные.

Таблица 1. Соотношения изотопов стронция в эмали зубов индивидов из могильника Поддубье-II

Для этого нами были собраны пробы растительности и водной фауны. Местность, где мы собирали пробы, находится в нескольких десятках километров от памятников. Это также северо-запад Тверской области, та же геоморфологическая область и тип рельефа. Различия только в том, что памятники расположены в области, прилегающей к Озерному краю, а наш экспериментальный локус находится уже в области конечно-моренного рельефа (Пеновский район Тверской области). Общая площадь исследованного участка – 30 кв. км. Пробы растительности Пеновского района брались как на вершинах моренных гряд – озов, так и в равнинных и слабохолмистых понижениях, а также на берегу водоема (табл. 2).

Таблица 2. Соотношения изотопов стронция в флоре и фауне различных участков малой территории в Пеновском районе Тверской области и Новгороде

Полученные данные свидетельствуют о разнообразии средовых изотопных показателей, которые более чем вдвое превышают индивидуальное разнообразие образцов эмали зубов. Как можно заметить, наибольшие значения соотношения приходятся на наиболее высокие элементы рельефа (высокий берег Руны, вершины двух озов). Самые низкие показатели определены для злаков, выросших на равнинных участках. Промежуточное положение занимают берега озер. Также интересно отметить, что изотопные показатели для обитателя реки не совпадают с показателем изотопного состава злака, растущего на берегу реки, в то время как показатели изотопного соотношения в образце из озера и с берега озера практически полностью совпадают. Расхождение изотопных характеристик биоты берега реки и самой реки также подтверждается величинами 87Sr/86Sr двух образцов: растительности берега реки Волхов близ Юрьева монастыря и раковины двустворчатого моллюска.

Итак, определения по каждой пробе пополняют наше представление о том, что изотопные показатели среды могут значительно варьировать на малой территории, но далеко не каждый элемент ландшафта (и, соответственно, образец, который его представляет) может быть важен для интерпретации данных об изотопном составе скелета человека, жившего на этой территории. Так, вершины озов, где часто находят цепочки курганных захоронений, никогда не использовались для сельского хозяйства. Поэтому они вряд ли оказывали значительное влияние на формирование изотопного соотношения скелета живших здесь людей. Другое дело – равнинные участки, которые наиболее пригодны для посевов и выпаса. Возвращаясь к нашим данным, характеризующим 87Sr/86Sr в эмали зубов людей из погребений Поддубья, сделаем предположение, что и они в большей мере были в силу своего образа жизни привязаны к относительно низким равнинным участкам одного района. Конечно, это только гипотеза, которая требует дальнейшей поверки.

Дискуссии о ландшафтных подходах в изучении изотопного состава биоар-хеологических материалов и среды нашли свое отражение в работах международного семинара «Критический взгляд на концепцию изотопных ландшафтов и ее применение в будущих биоархеологических исследованиях», который прошел в октябре 2014 г. в Мюнхене, а его материалы недавно опубликованы (Isotopic landscapes…, 2016). В частности, Дж. Бартон и Р. Хан приходят к выводу о том, что для адекватной оценки величины стронциевого соотношения в образце эмали зуба мы должны иметь представление о наличии импортных пищевых продуктов в обыденном питании ( Burton, Hahn , 2016. P. 119).

Для индивидов из погребений могильника Поддубье-II были также выполнены определения изотопных легких элементов в коллагене костной ткани. Средняя величина дельта углерода составила – 21,25 ‰, что соответствует высокому положению в пищевой цепочке, которая ведет свое начало от растений С3 типа фотосинтеза2. Это дает нам основание предполагать, что основные пищевые продукты происходили из той же местности. Более доказательно мы сможем вернуться к этому вопросу только после получения полных данных по изотопному составу легких элементов (азоту и углероду) местной флоры и фауны.

Итак, проведенные исследования вариаций изотопного соотношения 87/86Sr в растениях и животных различных элементов ландшафта на малой территории показали высокую локальную изменчивость этого параметра, которая значительно превышает изменчивость, определенную для пяти индивидов. Намеченные тенденции динамики 87/86Sr в различных рельефных ситуациях на одной компактной территории позволяют сформулировать гипотезу о необходимости использовать ландшафтный подход при оценке границ локальной изменчивости средовых величин 87/86Sr. Для того чтобы соотносить показатели изотопного состава среды и человека, важно представлять, какие природные составляющие могли оказывать влияние на формирование изотопного своеобразия скелета, а какие находились вне регулярного контакта с человеком.