Как Пор-Бажын стал одним из первых в мире памятников, датированных с точностью до сезона? Почему в 80-х-90-х годах радиоуглеродный метод не давал правильную дату для останков эскимосов и голландских святых? И каким образом радиоуглеродным методом можно датировать керамику?
Говорим об одном из самых обсуждаемых методов датирования с кандидатом географических наук, заведующей Лабораторией радиоуглеродного датирования и электронной микроскопии Института географии РАН Элей Павловной Зазовской.
Стенограмма эфира программы «Родина слонов» с кандидатом географических наук, заведующей Лабораторией радиоуглеродного датирования и электронной микроскопии Института географии РАН Элей Павловной Зазовской.
М. Родин: Сегодня мы будем говорить об одном из самых обсуждаемых, проблемных для лженауки методов в истории, причём методов естественнонаучных. Сегодня мы будем говорить о радиоуглеродном датировании и о проблемах этого метода. О том, можно ли ему доверять, насколько специалисты могут ошибиться и насколько сильно меняет наше представление об истории использование этого метода.
На чём построен этот метод? Мы все слышали, что углерод что-то там испускает и благодаря этому мы можем определить дату. Как это работает?
Э. Зазовская: В природе существует три изотопа углерода: С-12, С-13 и С-14. С-12 и С-13 являются стабильными изотопами, а С-14 – радиоактивный изотоп. С-14 образуется в верхних слоях атмосферы под действием космических лучей. И количество, сколько его образуется, зависит в том числе от солнечной активности. Потом этот изотоп С-14 через фотосинтез, т.е. растения поглощают углерод, попадает в обменный цикл. После того, как растения отмирают, этот углерод через растения попадает к животным, к человеку, в почвы, в грунты. И в данный момент у меня, у наших слушателей, у вашей кошки, собаки, у дерева, которое растёт за окном концентрация С-14 в организме одинаковая. Но если это дерево срубить, новые порции С-14 перестанут поступать в это дерево. А так как он радиоактивный, он начнёт распадаться по закону радиоактивного распада. Период полураспада С-14 известен: 5730 лет. Допустим, через 100-200 лет дерево, которое упало, археологи раскопают, на специальных физических приборах измерят остаточную концентрацию С-14. И можно посчитать, сколько времени прошло после того, как это дерево упало или было срублено. Точно так же с человеком, с животными. Немножко сложнее с осадками. Но тем не менее общий принцип такой.
М. Родин: Как был изобретён этот метод? Неужели его придумали специально для археологов, чтобы проверять какие-то даты?
Э. Зазовская: Метод этот придумали не специально для археологов. Он был открыт в 1949 г. Вернее, открыт он был чуть раньше. В 1949 г. вышла первая статья, описывающая, как это происходит. Был он открыт группой американских радиохимиков под руководством Либби. Они экспериментировали с искусственной меткой, с созданием изотопов в искусственных условиях и заметили такой эффект. И сразу поняли, что его можно использовать для датирования объектов, в которых есть углерод. В 1949 г. вышла первая статья, описывающая этот метод. И Либби в 1960 г. получил за метод радиоуглеродного датирования Нобелевскую премию.
М. Родин: Как его восприняли представители других наук? Насколько я знаю, было много противников. Потому что археологам очень часто этот метод ломает концепции. Я знаю, что японцы очень сильно возмущались, что у них там какое-то удревнение каких-то слоёв произошло.
Э. Зазовская: Я хочу отметить, что в 1949 г. был изобретён метод, и в Советском Союзе первая радиоуглеродная лаборатория появилась в 1956 г. Она появилась в Институте истории материальной культуры в Ленинграде. Её создали не археологи, а специалисты Радиевого института имени Хлопонина. Но всё равно она появилась именно в ИИМКе. Т.е. это был заказ советской исторической науки для внедрения, как тогда говорили, абсолютных методов датирования в археологию.
Как это восприняли специалисты? Знаете, мне кажется (не хотелось бы обидеть коллег), что историческая наука и археологическая – она консервативна. На самом деле, вообще очень много учёных – люди консервативные. Конечно, когда ты очень долго, кропотливо собираешь факты, строишь концепции, и вдруг появляется какой-то метод, который иногда подтверждает твои концепции, а иногда – разрушает, в первую очередь человеку становится обидно. Ещё, конечно же, любой новый инструментальный метод должен набрать доказательной базы. Нужно показать на многих примерах, что он работает.
Поэтому история взаимодействия радиоуглеродчиков, историков и археологов – достаточно сложная до сих пор. Известный археолог, историк, член британского парламента Колин Ренфрю, сейчас ему, по-моему, уже к 90-м годам, когда-то в 1999 г. в своей книге написал, что радиоуглеродное датирование произвело революцию в умах археологов. С моей точки зрения, эта революция происходит до сих пор.
Тем не менее сейчас ни одно уважаемое археологическое исследование невозможно без радиоуглеродного датирования. Это не истина в последней инстанции, но если вы посмотрите публикации последних лет, особенно англоязычные, всегда увидите, что если речь идёт о восстановлении возраста, каких-то спорных моментах датирования памятников, привлекают методы не только радиоуглеродного датирования, есть и другие методы инструментального датирования. Но в основном, конечно, пользуются радиоуглеродным.
М. Родин: Тут мы переходим к проблемам. Потому что, как мне кажется, этот метод самый полезный для бесписьменных обществ: неолита, палеолита и т.д. А насколько глубоко может этот метод забраться? Где нижняя граница по датировкам, которую он может показать?
Э. Зазовская: Возможность метода обусловлена периодом полураспада. В настоящий момент пользовательская возможность метода (то, что разумно мерить) – это примерно до 55 тысяч лет. Причём это дата, которая должна быть получена с помощью ускорительной масс-спектрометрии. Вы можете в литературе кое-где встретить такие сенсации, что радиоуглерод позволяет мерить до 70-80 тысяч лет. Здесь не надо путать.
Что происходит с радиоуглеродом? С каждым периодом полураспада его становится меньше. Его концентрация вообще очень мала, в отличие от С-12, С-13. Основная задача инструментальщика, человека, который работает в лаборатории, найти способ измерить это малое количество. Сейчас существуют такие высокоточные приборы, которые позволяют детектировать очень маленькое количество. И таким образом мы можем поймать ничтожное количество радиоуглерода и померить на машине эти 70 тысяч лет.
Но для пользователя, для археолога, это практически невозможно. Потому что вы должны найти образец хорошей сохранности. Из него должна выделиться датирующая фракция. Если это кость, то это коллаген. За 70 тысяч лет большинство коллагена просто всё разрушается. Поэтому в принципе радиоуглерод работает до 55 тысяч лет.
М. Родин: То есть, грубо говоря, верхний палеолит.
Э. Зазовская: Да. Есть достаточно много археологов, и даже представителей естественных наук, которые считают, что после 20 тысяч лет радиоуглероду верить нельзя. Мне кажется, это немного связано с недопониманием тех современных инструментов, которые сейчас существуют в руках лабораторий, современных ускорительных масс-спектрометров, систем очистки образцов. Мы просто можем маленькое количество вещества хорошо подготовить и измерить. Я не вижу проблем с датами старше 20-ти тысяч лет.
М. Родин: По современны данным вроде бы как период полураспада – 5730 лет. Но мерить мы можем до 55 тысяч лет.
Э. Зазовская: У нас с каждым периодом полураспада просто уменьшается количество вещества. Через 55 тысяч лет вещества становится столько, сколько мы померить не можем. А потом оно вообще исчезает.
М. Родин: То есть это несколько периодов.
Э. Зазовская: Да. Примерно семнадцать периодов полураспада.
М. Родин: Ещё проблема точности датировок. Насколько точно мы можем померить? Условно, мы можем сказать, сколько месяцев, дней назад? Или всё таки сколько лет, сотен лет, и т.д.?
Э. Зазовская: Вы задали очень интересный вопрос. И я не удержусь рассказать историю последней публикации, которая вышла у моих коллег. Но сначала про точность метода. Дело в том, что мы измеряем не календарный возраст, а радиоуглеродный возраст. Дата, которая получается в лаборатории, называется «радиоуглеродный возраст». И для того, чтобы она стала календарной, а археологов интересует календарный возраст, её нужно откалибровать.
М. Родин: А в чём разница? Там годы по разному идут?
Э. Зазовская: Нет. Когда только Либби открыл метод, он считал, что концентрация С-14 в обменном резервуаре Земли была всегда постоянной. Т.е. сейчас она такая, сто лет назад она была такая, десять тысяч лет назад – тоже. Но достаточно быстро учёные установили, что концентрация С-14 в обменном резервуаре Земли менялась. Менялась она в связи с тем, что менялись циклы солнечной активности и по многим другим причинам. Тогда получается, что если количество С-14 в историческое время менялось, то прямой расчёт не работает. Потому что у нас в какой-то момент времени было столько С-14, а через тысячу лет – другое количество. То как нам посчитать?
М. Родин: То есть мы считаем остатки, а начальное количество всегда разное.
Э. Зазовская: Да. И стали думать, как решить эту проблему. Решили её таким образом, что построили калибровочные шкалы. Их построили по архивам, которые не зависят от радиоуглерода. Первым таким архивом был дендрохронологический архив. У деревьев есть годовые кольца. Все знают, что один год – одно кольцо. На самом деле, иногда не так. Но тем не менее, если можно построить дендрохронологическую хронологию от сегодняшнего дня и дальше вглубь, и когда появилась ускорительная масс-спектрометрия, появилась возможность продатировать каждое кольцо ещё радиоуглеродом, то мы для каждого кольца имеем дендрохронологическую дату и радиоуглеродную дату.
М. Родин: То есть два независимых метода.
Э. Зазовская: Да. Получается, если концентрация С-14 менялась, то у нас может, например, для одной и той же концентрации С-14 быть два разных кольца. Таким образом построили графики. Вот мы получаем радиоуглеродную дату 1000 +-30, мы её накладываем на этот график, и видим, что у нас одному и тому же радиоуглеродному возрасту может соответствовать некий достаточно длинный период календарного возраста. Потом это всё обратили в компьютерные программы. И таким образом у нас сейчас непрерывная калибровочная кривая по дендродатам построена на 13900 лет.
Дальше её продлили. Нет у нас сейчас таких деревьев, по которым непрерывную дендрохронологическую шкалу можно было бы дальше продлить. Эту кривую продлили по морским архивам, по раковинам-фораминиферам, которые водятся в мировом океане. Они точно так же, как и деревья, наращивают свои раковины ежегодно. И, например, сейчас часть калибровочной кривой сделана по слоистым глинам из Японии.
Таким образом, сейчас калибровочная кривая покрывает 50 тысяч лет. То есть мы можем калибровать даты практически за весь период, на который работает радиоуглерод.
Это делается очень централизовано. Над этим работает огромный международный коллектив. Последняя калибровочная кривая вышла в 2013 г. Сейчас мы все ждём с нетерпением, когда в августе 2020 г. выйдет новая калибровочная кривая. Она уже анонсирована. Обновлённая, куда вошло больше данных. У нас, допустим, примерно до 10 тысяч лет очень детальная насыщенность информации в этой калибровочной шкале. Чем дальше вглубь – тем она меньше. Меньше данных. Когда ты калибруешь палеолитические даты, например, интервал калиброванного возраста может получиться 500-2000 лет. А чем больше данных появляется – тем сильнее его можно сузить.
Таким образом, у нас появилась возможность переводить радиоуглеродный возраст шкал, который получен на приборе, в калиброванный, календарный возраст.
Это, конечно, сразу вызвало бурю возмущения у многих археологов, что вот только привыкли к радиоуглеродным датам, а теперь ещё даты надо калибровать, и они получаются совершенно другими. Слом устоявшихся вещей. Не везде так получилось.
А по поводу точности. Конечно, все мечтают, чтобы можно было археологическое событие продатировать с точностью до года, сезона. И мы всегда отвечали на этот вопрос, что это невозможно. А вот сейчас такая возможность появилась. Она, конечно, не для всех культур и времён существует. Но тем не менее она появилась. И вот с чем она связана. В 2012 г. японская аспирантка, дендрохронолог по фамилии Мияке, которая изучала древесные керны японского кедра, которому было 1800 лет, вдруг обнаружила, что в одном кольце какая-то просто зашкаливающая концентрация С-14, которую никто никогда не мерил. Ей не поверили, перепроверили. Оказалось, что в 775 г. была огромная концентрация С-14. Дальше эту детективную историю раскрутили, и оказалось, что на настоящий момент это сильнейшая вспышка на Солнце, которая известна исследователям. Проверили, и оказалось, что этот сигнал отразился не только в этом японском кедре. Он отразился практически для всей Земли. И в Южном, и в Северном полушарии дендрохронологи, международный коллектив провёл большую работу, проверили много-много деревьев. Более того, этот сигнал воспроизводится в ледовых кернах по другому изотопу, не по С-14, а по бериллию. Т.е. это была глобальная история.
М. Родин: Это всё назвали «событие Мияке».
Э. Зазовская: Да. По имени этой девушки. Это открытие изменило её жизнь. Она, может быть, и не собиралась быть серьёзным учёным. Она писала магистерскую диссертацию. А несколько лет назад мы виделись с ней на конференции. Конечно, это дало толчок её развитию. Так случайное событие может изменить карьеру учёного.
В России пару месяцев назад вышла первая публикация международного коллектива. Первый автор там – Margot Kuitems из Гронингенского университета, защитила сейчас, наверное, уже свою диссертацию. Там участвовали три русских исследователя: Андрей Валерьевич Панин, зам. директора Института географии, известный палеогеограф, сотрудник этого же Отдела палеогеографии Юрий Кононов и известный российский археолог Ирина Аркадьевна Аржанцева, которые изучали памятник Пор-Бажын, известную крепость в Туве. Когда его ещё в 50-е гг. ещё Вайнштейн раскапывал, он по каким-то косвенным данным сказал, что это 750 г. В этой крепости очень хорошо сохранились лиственницы. Когда в 2001 г. начались там по новой раскопки, эти лиственницы достали. И вот из этих лиственниц они взяли годичные кольца, продатировали их радиоуглеродом, провели т.н. wiggle matching, статистическую обработку. И получили данные, что всё таки это не 750 г., а лет на 20-30 моложе. Но точнее они ничего не могут сказать. А это очень принципиально: 750 г. – это один правитель, а 770 г. – это совершенно другой правитель. И когда появилась эта история с событием Мияки, стало понятно, что если на лиственнице найти этот 775 г., то это можно точно датировать. И в 2018 г. стартовала международная программа по датированию исторических событий астрономическими методами, и мы с Гронингенским университетом достаточно давно сотрудничаем. Нужны были такие примеры. Они взяли эти образцы. Это очень трудоёмкая работа. Нужно подобрать эти кольца. Нужны деревья с сохранившейся корой. И да, нашли в этих лиственницах кольцо 775 г. Таким образом было посчитано, что эта лиственница была спилена в 777 г. По клеточным данным, эта лиственница была спилена летом 777 г.
Таким образом, Пор-Бажын – это первый российский памятник, и один из немногих в мире, который датирован с точностью до сезона.
М. Родин: Но, я так понимаю, вокруг мы не можем с точностью до года датировать. +-30 всегда.
Э. Зазовская: Как раз это кольцо 775 г. мы можем датировать с точностью до года. Потому что это такая концентрация, что мы точно знаем. Если мы достали из археологического раскопа деревяшку (это не очень просто, я не говорю, что это инструмент, который заработает завтра), нашли там в середине кольцо 775 г., от этого мы можем точно посчитать.
М. Родин: Я имею в виду, что это всё равно +-100 лет.
Э. Зазовская: Ну, нет.
М. Родин: Я имею в виду дерево вокруг, которое жило в этот период.
Э. Зазовская: Имеется в виду, что не каждый археологический памятник так можно датировать?
М. Родин: Да.
Э. Зазовская: Конечно. Но такое же событие, чуть меньшей интенсивности, обнаружили в 994 г. н.э. Такое же событие, которое хорошо ловится, обнаружили в 660 г. до н.э., и в 3372-71 гг. до н.э. То есть уже у нас четыре периода, которые в ближайшем будущем с использованием ускорительной масс-спектрометрии мы сможем датировать с точностью путь не до года, но до нескольких лет.
Это к вопросу о том, как развивается наука. Если бы 15 лет назад у меня спросили, сможет ли радиоуглерод датировать с точностью до года, я бы покрутила пальцем у виска.
М. Родин: Насколько сильно всё изменилось с 1949 г. до современности? Как часто археологам приходится возмущаться и переписывать историю?
Э. Зазовская: В принципе, методы конечно же не изменились. Но, во-первых, изменились наши инструментальные возможности. Мы значительно лучше и больше сейчас можем мерить, чем это было в 50-х гг. В первую очередь революцией в радиоуглеродном датировании было внедрение ускорительной масс-спектрометрии, которая, во-первых, позволила мерить очень небольшие количества вещества. Мы работаем с миллиграммом углерода.
М. Родин: Я помню, раньше надо было полдерева сдать.
Э. Зазовская: Не полдерева, но килограмм, или 500 г. кости. Теперь мы можем работать с образцами весом от нескольких миллиграмм до нескольких грамм.
И второе – мы научились интерпретировать эти данные. Мы узнали очень много всего нового о том, что происходит с радиоуглеродом, например, после того, как образец попал в землю.
Мы узнали, как накапливается радиоуглерод при жизни человека и животных. И здесь есть интересный сюжет, который связан с эффектом резервуара. Я говорила, что у меня, у кошки, у дерева одинаковая концентрация С-14 в организме. Это всё правда, но эта установка относится к организмам наземного происхождения. Потому что мы все участники одинакового цикла углерода. А в морских резервуарах, как потом выяснилось, в речных, углеродный цикл немного другой. Связано это и с температурой мирового океана, и с циркуляцией в нём воды, и с тем, что у нас на дне мирового океана огромное количество карбонатных образований.
М. Родин: Что такое резервуар?
Э. Зазовская: Обменный резервуар Земли: атмосфера, биосфера. Мы все участники этого резервуара.
М. Родин: А вода – отдельный резервуар?
Э. Зазовская: Получается, что отдельный, да. Дело в том, что этот цикл углерода в океане отличается от цикла углерода в наземных экосистемах.
М. Родин: Реки входят в это?
Э. Зазовская: Да, но про океан стало известно чуть раньше. Потому что большое количество растворённого СО2 есть в океанической воде. Этот СО2 поднимается снизу, растворяется в верхних слоях океанической воды и включается в цикл углерода. Рыбы едят водоросли. Всё включается в этот цикл. И так как на дне мирового океана лежит много древнего углерода, в нём нет С-14. Эти залежи образовались так давно, что С-14, который там когда-то был, весь уже распался. У нас это называется «мёртвый углерод». Когда он включается в цикл, он как бы разбавляет С-14, который есть в организмах. Это и есть эффект резервуара.
Это было замечено, когда продатировали животных и (если я не ошибаюсь) эскимосов в Арктике. Это были ещё 1980-е гг. Это были животные с известными датами смерти: 1815 г., тысяча семьсот какого-то. Скелеты людей тоже были взяты из археологических раскопок. Было примерно известно время их смерти. И обнаружили, что даты, полученные по костям морских животных (моржа, тюленя) и эскимосов, которые питаются этой пищей, сильно удревнены, на 300-400 лет. Такой мнимый возраст назвали «эффектом резервуара».
Про океан было известно, но вдруг случайно где-то в 90-х гг. была проведена очень большая работа по датированию голландских графов и святых с известной датой смерти. Это были монастыри, монастырские кладбища, где лежали плиты, на которых написано, когда скончался сей человек. И оказалось, что дата, полученная радиоуглеродом, существенно отличается от даты, написанной на могильной плите.
Эту детективную историю стали раскручивать. И оказалось, что все эти графы и святые жили около рек, питались преимущественно речной рыбой, это было принято в той среде. И это и есть влияние речного резервуара. Т.е. если мы будем всё время есть рыбу, а через 300 лет нас продатируют, то окажется, что наш возраст отличается от даты нашей смерти, причём достаточно заметно. Всё зависит от того, сколько морепродуктов или речных продуктов мы потребляли.
Вы сейчас спросите: а как вы узнали, что они ели рыбу? А есть другое направление исследований: изотопная геохимия, которая изучает палеодиеты. Стабильные изотопы углерода и азота, С-13 и N-15, являются маркерами палеодиеты. По соотношению стабильных изотопов углерода и азота в костях человека или животных мы можем сказать, какая пища преобладала: морская, речная или он ел только кукурузу. Потому что изотопный состав углерода и азота морской рыбы, речной рыбы, растений группы С4, к которым относится кукуруза, или у яблок, которые растут у нас, отличается. Это измерено. Мы можем померить это сейчас во всех тех растениях и продуктах, которые нас окружают. Соответственно, мы то, что мы едим. То, продукты с каким изотопным составом мы потребляем, формирует изотопный состав наших костей и других тканей.
Таким образом, у нас есть даты, полученные по костям человека, который ел морские или речные продукты, и дата из письменного источника, в данном случае из могильной плиты. И данные изотопного состава.
Как ещё можно проверить, что радиоуглерод работает, а что-то не то с человеком? Из этих же могил датировали древесину гроба.
М. Родин: Которая точно не ела рыбу.
Э. Зазовская: Да. Это называется параллельное датирование в радиоуглероде. Датируют образцы точно наземного происхождения и кости человека, который мог употреблять морепродукты. Если мы получаем две близких даты, мы понимаем, что эффекта резервуара нет. Плюс эти изотопы. А если кости человека получаются древнее, чем древесина – мы видим эффект резервуара. К сожалению, каких-то региональных поправок мы в это ввести не можем. Пока мы этого не умеем, и очень сложно предположить, как это будет. Можно, в принципе, посчитать процент. И есть работы, где пытались посчитать процент рыбной диеты.
М. Родин: Один человек может есть раз в неделю рыбу, а другой – только рыбой питаться.
Э. Зазовская: Есть классическая работа по поселению Лепенски-Вир. Это мезолитический памятник на Дунае. Там массово проводилось радиоуглеродное датирование. Они всё время там воевали, и у них много костей воинов. И вот есть лопатка человека, а в ней – деревянный остаток стрелы. Вряд ли эту стрелу делали из тысячелетнего дуба. Это редкий случай: парная датировка, которая показывает эффект резервуара. Они жили вдоль Дуная и, конечно же, использовали в своей диете рыбу.
Мы исследуем памятники бронзового века в Калмыкии. Какой здесь резервуарный эффект? Где кочевники брали рыбу? Там нет никаких водоёмов. С моей коллегой Натальей Ивановной Шишкиной, археологом из Исторического музея и мной, когда мы начинали исследовать резервуарный эффект, такая история случилась. Очень большая база данных по этим кочевникам бронзового века, очень много дат. И вдруг для каких-то памятников начали получаться даты на 500-600 лет древнее. Катастрофа: надо проверять. Делала своя лаборатория, делала лаборатория Гронингена. И вот известный радиоуглеродчик Ханс ван дер Плихт, который очень много писал, этих самых голландских князей датировал, говорит: «Да у вас тут эффект резервуара». А когда стали раскручивать эту историю, поняли, что и климат в тот момент был немного помягче, и было очень много на этой территории сезонных озёр, где водилась рыба. Сразу же повнимательнее посмотрели материалы старых раскопок, обнаружили, что там в могильниках находятся и крючки для ловли рыбы.
То есть когда ты концептуально смотришь на историю одним образом, то очень сложно перевернуть и увидеть.
М. Родин: В слепое пятно попадает.
Э. Зазовская: Да. Вдруг стали внимательно смотреть и оказалось, что и рыбья чешуя находится в могильниках. Теперь уже никто не спорит. А первый раз, когда мы с Натальей Шишкиной делали доклад в Институте археологии, нас практически тухлыми помидорами закидали за эффект резервуара.
М. Родин: Насколько сильно от периода зависит погрешность? Вокруг события Мияке и ему подобных мы можем до года датировать. А если мы говорим про пятисотлетнюю давность? Вот Туринская плащаница – самый известный пример.
Э. Зазовская: Погрешность бывает разная. Бывает погрешность приборная. Как мы измеряем? Давайте разберёмся на примере кости. К нам поступает образец. Мы должны в первую очередь очистить его от посторонних примесей, от постороннего углерода и выделить какую-то такую часть из этой кости, которая с точки зрения современной науки не может обмениваться углеродом после смерти. Для кости таким веществом является коллаген. Мы выделяем из кости коллаген. Есть общепринятая методика, как это делается. Есть способ проверить, чистый ли коллаген мы выделили или нет, по соотношению углерода и азота в нём мы измеряем. Дальше, например, в случае ускорительной масс-спектрометрии мы делаем с этим коллагеном график.
М. Родин: У генетиков большая проблема, что загрязняют им образцы. Когда руками современный археолог что-то потрогал, мы можем взять генетический анализ у современного археолога, а не у фараона какого-нибудь. А ваши образцы можно так загрязнить?
Э. Зазовская: Нет, наши образцы так загрязнить нельзя. Потому что та химическая обработка, которая в лаборатории предусмотрена, убирает всё, что вы руками потрогали. Мы, конечно же, просим аккуратно и бережно относиться к нашим образцам. Но отбирать их стерильно, как микробиологические образцы, не надо. Мы очень жёстко химически удаляем всё и выделяем тот самый коллаген, который вы не можете привнести свой. Только если вы, сдавая волосы из археологического раскопа, не положите туда свои волосы. В этом случае мы не сможем отделить ваши волосы от волос, которые вы откопали из могильника. Точно так же, если вы к кости, которую взяли в раскопе, приложите кость котёнка. А так руками загрязнить невозможно.
М. Родин: Хорошо, вы сделали графит.
Э. Зазовская: Дальше в этом графите на ускорительном масс-спектрометре меряют радиоуглеродный возраст. И мы получаем с прибора (или с ускорительного масс-спектрометра, или, если традиционным методом, из жидкосцинтилляционного альфа-, бета-спектрометра) дату 1000 +-30, допустим. Это «30» – собственно говоря, приборная ошибка. Мы можем в современных условиях, на современных счётчиках, получить 1000 +-20. Можем получить 1000 +-10. Но в среднем сейчас на возрастах до 10000 лет эти приборные ошибки идут примерно +-20-30-40 лет. Это ещё зависит от количества образца. Стандартно на ускорительной масс-спектрометрии мы работаем с 1 мг графита. В принципе, мы можем померить и в 0,4 мг графита. Но уже этот +- будет больше. От сохранности и массы образца это тоже зависит. Потому что если вы принесёте нам очень маленькую косточку, в которой совсем не осталось коллагена, мы его мало выделим, получим мало графита. И это зависит от возраста. До 10000 лет примерно +- от десяти лет до, допустим, пятидесяти. От 10000 до 20000 лет это от +-30 до +-100. И уже ближе к пределу метода, к 45000-50000 лет, это может быть +-200, +-300. +-100 иногда бывает при хорошем раскладе. Т.е. никаких +-1000, о чём мы часто видим в художественной литературе или в каких-то статьях, уже речь не идёт.
Другой вопрос, мы возвращаемся опять к калибровке, эта 1000 +-20 – это радиоуглеродный возраст, приборный возраст. Для того, чтобы его перевести в календарный, его нужно откалибровать. И здесь у вас уже может получиться большой интервал калиброванного возраста. От 950 до 1020 г. тому назад. Сейчас существует большое количество статистических возможностей, как я их называю, игр разума, если у тебя большие массивы данных, посчитать вероятности, медианы, средние. Т.е. обработать данные так, чтобы сузить этот интервал датирования. Если речь идёт о дендрохронологических датах, то есть метод согласованных вариаций. Но +-1000, +-2000 – об этом у нас уже разговора не идёт.
М. Родин: Но есть ещё одна проблема, которую, как вы сказали до эфира, часто упускают археологи. Что ты датируешь не само событие, когда положили гроб в землю, а датируешь, когда умерло это дерево.
Но с деревом достаточно просто. Мы понимаем, сколько этот вид дерева может жить. Но, насколько я знаю, сейчас можно датировать даже керамику по каким-то органическим остаткам. В керамику, мне кажется, может попасть органика +-1000 лет, например.
Э. Зазовская: Да, вы правильно заметили, что иногда существует непонимание. Приятно говорить, что те археологи, с которыми мы работаем, очень продвинутые. Они много знают о методе, а если не знают, стараются узнать. Но тем не менее бытует мысль, что мы продатировали какой-то предмет – это событие. Но это наука. Тут мало получить результат, нужно его ещё интерпретировать, осмыслить.
Тут много зависит от того, какой ты материал используешь. Что касается древесины, есть такое понятие: «эффект старого дерева». Если ты датируешь какой-нибудь чёлн, который выдолблен из пятисотлетнего дуба, то, конечно, ты должен понимать, что если ты внутренние кольца датируешь, то у тебя получится дата не времени, когда чёлн сдолбили, а времени, когда это дерево начало расти. Есть ещё в археологии такая штука, как вторичное использование. Древесины в том числе. Потому что люди жили тяжело, и если они видели старый сломанный дом, то разбирали и собирали заново. Это тоже стоит учитывать.
Что касается керамики, это целая детективная история. Конечно, датировать керамику каким-либо способом кроме археологического – это очень интересно. По керамике построено много хронологий. Поэтому очень хотелось. Кстати, керамику датируют не только радиоуглеродом. Керамику датируют другим естественнонаучным методом, термолюминесценцией, которая, кстати, начиналась с датирования керамики. Но это уже отдельная история.
Что касается радиоуглерода, мы можем датировать только какие-то органические остатки. В керамике обычно датируют пищу, которая пригорела, если вдруг такое осталось. Не в каждом же горшке готовили, не везде археологу повезло найти такой пригар. Нагары – это с внешней стороны. Если этот горшок ставили в печь, на огонь, то там горели дрова и получался нагар.
М. Родин: То есть дерево, которым топили.
Э. Зазовская: Да. И примеси, которые существуют в самом тесте керамики. В разных культурных общностях разное добавляли. Где-то ракушки, где-то какую-то траву, где-то – навоз. И эти органические примеси (если ракушки — неорганические) тоже можно датировать.
И здесь мы должны понимать, что за материал мы датируем. С пригарами тоже была интересная очень история, связанная с эффектом резервуара. Это были работы в начале 2000-х гг., исследовательницы Бенте Филиппсен из Орхусского университета, которая работала в Голландии, на севере Германии. И они там обнаружили, что у них существует эффект резервуара, по костям человека и животных, которые они датировали из этих памятников, поселений небольших. В том числе они датировали нагары и пригары на керамике. И они обнаружили, что эффект резервуара есть и в тех пригарах в тех горшках, в которых готовили рыбные продукты. Они проверили эти пригары по стабильным изотопам углерода и азота и обнаружили, что эти пригары подвержены эффекту резервуара.
Более того, они провели прекрасный археологический эксперимент, очень интересно он описан, опубликован. Они рядом со своим памятником, с которым они в те годы работали, нашли глину, из которой местное население лепило горшки. Пригласили реконструкторов. Они слепили по эти горшки по технологиям, которые были в те времена. Это были, по-моему, мезолитические памятники, но могу ошибиться. Они слепили горшки, устроили очаг, как они реконструировали со своих раскопок. Дальше они в этой реке поймали рыбу, а в соседнем лесу убили кабанчика. И сварили суп из кабанчика и суп из рыбы. И то, и другое у них подгорело. Они собрали эти нагары и продатировали. И нагар от рыбной ухи дал возраст 700 лет, а кабанчик – ноль. Т.е. они показали, что в современном мире это тоже существует.
М. Родин: А то, что внутри керамики?
Э. Зазовская: Если человек, когда месил керамическое тесто, добавлял туда, например, сено с соседнего лужка, то всё прекрасно: мы уголёк этого сена достали и продатировали. Мы получим, в принципе, дату создания этой керамики. А если он туда крошил ракушки из соседнего пруда, то какую дату мы получим – совершенно непонятно. Поэтому датировать ракушки из теста керамики не надо. Если он туда добавлял навоз, то, если у нас остались уголёчки, то, в принципе, куда ни шло.
Это исследовательская работа. Ты всегда должен критично относиться к той информации, которую получаешь. Более того, никогда нельзя делать выводы по одной дате. Даже по парочке дат. Например, когда мы сейчас датируем керамику у себя в лаборатории, мы предварительно смотрим её под оптическим микроскопом. У нас есть специалисты, чтобы посмотреть, а что это вообще такое. Что это за корочка? Не могла ли она образоваться потом, во время хранения? Потом, есть гифы современных грибов, которые проникают. Их очень сложно отделить. Это очень тонкая исследовательская работа. И конечно никогда не нужно датировать керамику, просто смешав всё это керамическое тесто. В тесте тоже есть углерод. И если потолочь в ступке черепок, в принципе, его тоже можно продатировать. Но какую дату вы тогда получите – даже сложно представить.
Вообще считается, что наиболее точную дату по керамике даёт углерод, который включился в тесто керамики во время обжига. СО2, который циркулировал вокруг горшка, когда его обжигали. Но очень сложно, на самом деле. Технологии такие существуют. И массово пока никто не делает. Очень сложно этот СО2, который включился при обжиге в тесто керамики, отделить от всего остального углерода, который в этом керамическом тесте существует.
М. Родин: Я делаю вывод, что моя мечта, что когда-нибудь появится, условно, «пистолет», который ты прикладываешь к керамическому горшку и точно датируешь вплоть до года, не исполнится. Это всегда нужно очень тонко исследовать и учитывать огромное количество факторов. Не будет такого простого прибора, который сможет датировать.
Э. Зазовская: Наверное, я бы не была так пессимистична. Потому что, например, открытие события Мияке говорит нам совсем о другом. Давайте поживём – увидим.
Вы можете стать подписчиком журнала Proshloe и поддержать наши проекты: https://proshloe.com/donate
© 2022 Родина слонов · Копирование материалов сайта без разрешения запрещено
Добавить комментарий