Ученые раскрыли секрет выживания легендарного неолитического поселения в Турции

Фото из открытых источников

Компьютерное моделирование показывает, что сельскохозяйственный успех неолитического поселения породил «ловушку жесткости», которая вынудила его к трансформации, ставя под сомнение решающую роль изменения климата.

Группа исследователей из Стамбульского технического университета использовала инновационную вычислительную модель, чтобы раскрыть динамику, которая позволила легендарному неолитическому городу Чаталхёюк, расположенному на территории современной Турции, просуществовать более тысячи лет, прежде чем претерпеть радикальную трансформацию.

Результаты, опубликованные в Journal of Archaeological Method and Theory , ставят под сомнение традиционные объяснения, связывавшие перемещение поселения с одним катастрофическим климатическим событием, и указывают на постепенный процесс внутреннего истощения, обусловленный собственными стратегиями жизнеобеспечения общины.

Чаталхёюк, расположенный на равнине Конья в Центральной Анатолии, является одним из самых знаковых неолитических поселений в мире. Примерно с 9100 по 8100 год до нашей эры здесь проживало многочисленное сообщество, занимавшееся земледелием, животноводством и собирательством.

Археологический комплекс состоит из двух курганов: восточного, где развивалось неолитическое поселение, и западного, который был заселен позже, в эпоху халколита. Вопрос о том, почему восточный курган был заброшен, а на его место переселились на западный, десятилетиями является предметом дискуссий и часто связывается с так называемым событием 8,2 тыс. лет назад – глобальным похолоданием и засухой, произошедшими около 8200 лет назад.

Для исследования этой проблемы ученые разработали агентную модель (АММ) — вычислительный метод, имитирующий поведение автономных индивидов — в данном случае, сельскохозяйственных домохозяйств — для наблюдения за тем, как их ежедневные решения формируют крупномасштабные закономерности во времени. Модель интегрирует климат, смоделированный с помощью макрофизической климатической модели (МКМ), с системой MedLanD , которая рассчитывает эволюцию ландшафта, эрозию почвы и урожайность сельскохозяйственных культур.

В статье авторы отмечают, что климатоцентрический подход, как правило, игнорирует то, как внутренняя динамика социально-экологических систем и их нелинейные петли обратной связи влияют на их траекторию. Их целью было определить, было ли оставление восточного кургана прямой реакцией на изменение климата или же результатом внутренних уязвимостей, накопленных за столетия стратегий жизнеобеспечения.

Экспериментальная схема объединила три хронологических периода — ранний неолит (9100–8900 лет до н.э.), средний неолит (8700–8500 лет до н.э.) и поздний неолит (8300–8100 лет до н.э.) — с тремя стратегиями производства (интенсивное земледелие, смешанное и животноводство) и тремя климатическими сценариями (засушливый, нормальный и влажный), что позволило сгенерировать в общей сложности 27 возможных комбинаций и 270 отдельных симуляций.

Результаты моделирования показали, что только интенсивная сельскохозяйственная стратегия позволила поддерживать жизнеспособное население на протяжении всех трех периодов. Смешанные или преимущественно животноводческие стратегии не смогли обеспечить достаточный демографический уровень, особенно в среднем и позднем неолите.

Демографическая преемственность — определяемая как поддержание жизнеспособного уровня населения — достижима только при сценарии сельскохозяйственного производства, утверждают исследователи. Этот вывод имеет глубокие последствия: высокая плотность населения, характерная для Чаталхёюка, могла поддерживаться только за счет интенсивного сельского хозяйства.

В раннем неолите возникло парадоксальное явление: самый засушливый сценарий приводил к большему росту населения, чем влажный. Это объясняется тем, что меньшее количество осадков вызывает меньшую эрозию, замедляя деградацию почвы и создавая первоначальный «буфер», который позволял земледельцам дольше использовать высококачественные земли. Однако со временем это первоначальное преимущество исчезло.

Эволюция распределения населения происходила весьма показательным образом: в раннем неолите наблюдался один стабильный пик, но к позднему неолиту она трансформировалась в бимодальную структуру, указывающую на функционирование системы между двумя альтернативными демографическими уровнями. Эта структурная бифуркация служит классическим сигналом раннего предупреждения о критическом переходе в сложных системах , объясняют авторы, отражая систему на грани коллапса.

Для оценки нестабильности ландшафта исследователи использовали коэффициент вариации (КВ) растительного покрова, индикатор фрагментации окружающей среды. Результаты показывают, что интенсивное сельское хозяйство привело к значительно более высоким значениям КВ, чем смешанное сельское хозяйство или животноводство, которые стабильно сохранялись на протяжении всего периода.

Хотя коэффициент вариации выступает в качестве индикатора эндогенной динамики системы, особенно той, на которую влияют решения о землепользовании и пространственная организация, эрозия в основном обусловлена внешним климатическим давлением, поясняют исследователи. Эрозия действовала как кумулятивные издержки, тогда как нестабильность ландшафта отражала внутреннее давление, создаваемое самой необходимостью поддержания населения.

Высокий коэффициент вариации — это не просто статистический показатель: он отражает фактическую фрагментацию обрабатываемых земель. Фермеры были вынуждены забрасывать истощенные участки и искать новые территории, что привело к модели «поиска и замены», которая постоянно увеличивала неоднородность ландшафта и расстояние между зонами обработки.

Взаимосвязь между осадками и эрозией выявила важную динамику. В раннем неолите эрозия была тесно связана с осадками, причем ее интенсивность была выше в условиях повышенной влажности. Однако в позднем неолите ситуация изменилась: в условиях засушливого климата эрозия была сильнее, чем при нормальном климате.

Авторы поясняют, что кумулятивная деградация земель ослабляет буферную способность почвы, что приводит к сильной эрозии в наиболее засушливом сценарии поздней фазы. Из-за накопившегося давления производства и населения земли становились все более хрупкими и менее устойчивыми.

Влияние стратегии жизнеобеспечения на эрозию возросло с 0,19 в раннем неолите до 0,74 в позднем неолите, что указывает на то, что решения человека в отношении землепользования становятся все более значимым фактором деградации земель.

Эти результаты соответствуют концепции «ловушки жесткости», предложенной экологами Карпентером и Броком: ситуация, в которой социально-экологическая система оказывается запертой в рамках одной стратегии, теряя свою адаптивную способность.

Исследователи выявили два критических проявления этой ловушки: структурную зависимость от сельского хозяйства, поскольку альтернативные стратегии оказались неэффективными; и прогрессирующую демографическую нестабильность, при которой численность населения колеблется между различными уровнями. Сочетание стратегической приверженности — при отсутствии альтернатив — и демографической бифуркации — возрастающей изменчивости — механически определяет ловушку жесткости: система застревает в одной стратегии, поскольку эта стратегия становится все более нестабильной.

Археологические данные подтверждают эту интерпретацию. Примерно в 8500–8400 лет назад сплоченные общины начали распадаться на более независимые и рассредоточенные домохозяйства, что интерпретируется как стратегия децентрализации для обеспечения новых пространств и ресурсов. Эта социально-пространственная реорганизация совпадает с моментами наивысшего коэффициента вариации в сельскохозяйственных симуляциях.

Авторы подчеркивают, что климат не был единственным триггером, а представлял собой хронический стрессовый фактор, усугубивший внутреннюю уязвимость. Их модель MCM не показала резкого сдвига, подобного событию 8,2 тыс. лет назад, а выявила постепенную тенденцию к аридизации, согласующуюся с местными палеоклиматическими данными.

Они отмечают, что экологическое давление действует скорее как хроническая и кумулятивная нагрузка, а не как острая катастрофа. Неспособность системы поддерживать рост в более засушливых условиях позднего неолита свидетельствует о ее структурной зависимости от тенденций выпадения осадков. Без гидрологического буфера система функционировала с очень узким запасом прочности.

Эта точка зрения согласуется с современными интерпретациями, предполагающими, что реакция Чаталхёюка на климатический стресс представляла собой не пассивный упадок, а динамический процесс адаптации — активное управление внутренними и внешними ограничениями для поддержания жизнеспособности во все более хрупкой среде.

Перемещение с восточного кургана на западный, несмотря на небольшое физическое расстояние, представляло собой значительную стратегическую реорганизацию. Река Чаршамба, разделявшая два кургана, служила логистическим барьером, благодаря которому западный берег оставался менее освоенной территорией, относительно свободной от многовековой сельскохозяйственной деградации и накопления отходов, которые затронули восточный курган.

Переселение общины в конечном итоге стало результатом не единичного климатического события, а необходимой реструктуризации в ответ на непомерные системные издержки — растущую операционную нагрузку и истощение ресурсов, заключают авторы. Новое поселение на западном холме позволило общине восстановить свою устойчивость в более свежей, менее деградированной микротопографической среде.

Как только «стоимость обеспечения устойчивости» в Восточном кургане превысит порог устойчивого развития, переселение поселения станет необходимым адаптивным шагом для восстановления социально-экологического баланса в менее деградированной среде.

Данное исследование содержит уроки, выходящие за рамки конкретного случая Чаталхёюка. Оно демонстрирует, что краткосрочная устойчивость может маскировать накопление долгосрочных уязвимостей. Способность общества к адаптации заключается не в постоянстве его структур, а в его способности меняться, когда цена сохранения в конечном итоге превышает неопределенность начала нового этапа.

Авторы подчеркивают, что для определения устойчивости социально-экологической системы необходимо наблюдать за эволюцией ограничений на протяжении столетий, и первоначальная устойчивость может маскировать накопление долгосрочной уязвимости. Этот подход особенно актуален для современных обществ, сталкивающихся с ускоренными изменениями окружающей среды.

Использованный методологический подход открывает новые возможности для вычислительной археологии. Способность модели выявлять, как системные переменные радикально меняют свою функцию с течением времени — например, эрозия, превращаясь из полезного буфера в структурное ограничение, — демонстрирует ценность долгосрочных симуляций.

Исследователи предполагают, что в будущих работах результаты исследований позднего неолита, включая фрагментацию ландшафта и деградацию окружающей среды, могли бы быть использованы в качестве отправной точки для моделирования заселения Западного кургана и оценки того, как эти унаследованные условия повлияли на социально-экономические решения общин эпохи халколита.