Первый американец, Загадка индейцев доколумбовой эпохи - Керам Курт Вальтер. Страница 35

В 1963 г. двое английских ученых предприняли первую попытку дать обзор множества естественнонаучных методов, применяемых в археологии. Дон Бразуэлл из Британского музея и Эрик Хиггс из Кембриджа назвали свой труд "Естественные науки в археологии. Исчерпывающий обзор прогресса в исследованиях". Внушительный том насчитывает 595 страниц. Он содержит 54 отдельные статьи различных авторов о множестве методов, позволяющих давать ответ на вопросы археологов с помощью всех возможностей естественных наук и современной технологии. За двадцать лет до этого такое положение даже не могло присниться ни археологу, ни ученому-естественнику.

Развитие этой новой техники идет какими быстрыми темпами, что сегодня книга на аналогичную тему содержала бы неизмеримо большее количество материалов. В 1952 г. работа Фредерика Е. Цойнера "Датирование прошлого" рассматривалась в качестве образца. Сегодня она имеет лишь исторический интерес, а увидевшее свет в 1970 г. второе издание крупного обобщающего труда Бразуэлла - Хиггса содержит на 125 страниц больше, чем первое2.

Наша книга посвящена истории североамериканской археологии. Поэтому, руководствуясь не только соображениями географического характера, мы ограничимся изложением двух методов, главным образом их ролью и значением, которые были разработаны только в Северной Америке и исключительно североамериканскими учеными. Речь идет о радиоуглеродном (его называют иначе метод С14) и дендрохронологическом (называемом также датировкой по годичным кольцам деревьев) методах датировки археологических объектов.

Наибольшую сенсацию среди всех остальных вызвал так называемый радиоуглеродный метод, открытый Уиллардом Ф. Либби из Чикагского университета и, как нам сегодня ясно, - по праву.

Либби родился в 1908 г. на одной из ферм штата Колорадо. Вначале он собирался стать инженером, затем передумал и занялся химией. В то время химию уже невозможно было представить без физики и математики. В рамках своей основной научной работы Либби все больший и больший интерес проявлял к явлению радиоактивности. В 1941-1945 гг. он принимал участие в создании атомной бомбы. Этот период своей деятельности он характеризует в общих чертах как период "исследований в военной области". После войны Либби стал профессором Чикагского университета и здесь разработал основы нового метода датировки.

Цитировать самого Либби совершенно невозможно, поскольку он дает по преимуществу чисто техническое описание. Однако Б. X. Уиллис, работавший в одной из первых радиоуглеродных лабораторий, начало которым положил Либби, а именно в лаборатории Кембриджского университета, однажды попытался кратко изложить существо метода.

"У Либби была идея о возможности использования образующегося в результате космического излучения радиоактивного углерода как ценного вспомогательного средства определения возраста археологических находок. Его натолкнуло на эту мысль то, что атомы С14 легко окислялись в двуокись углерода и без труда смешивались с содержащейся в атмосфере двуокисью углерода. Одним из следствий быстрой перегруппировки в земной атмосфере являлось равномерное распределение по всему миру углекислоты с радиоактивным углеродом. Можно было ожидать, что благодаря процессу фотосинтеза она в равном соотношении поглощалась всеми растениями. Дальше можно было предположить, что весь животный мир, зависящий прямо или косвенно от растительного мира, также должен иметь радиоактивность одинаковой степени. Таким же образом влияние космического излучения должно было проявляться и на жизни в морях. Ведь углекислота атмосферы находится в состоянии постоянного обмена - равновесия с углекислотой океана. Либби доказал, что это отношение равновесия достигается относительно быстро в сравнении с периодом полураспада С14. В момент смерти живого организма всякое накопление и всякий дальнейший обмен радиоактивным углеродом должен был бы прекратиться. Накопившийся радиоактивный углерод должен был бы тогда начать распадаться в экспоненциальной зависимости от времени"3.

Попросту говоря, речь идет о следующем. Из теории было из-вестно, что атмосфера Земли находится под длительным воздействием космических лучей. Под воздействием этих лучей в атмосфере Земли образуются нейтроны. Нейтроны вступают в реакцию с атомами азота, содержащегося, в атмосфере, при этом образуется незначительное количество (С14). Этот С14 смешивается с двуокисью углерода и достигает земной поверхности.

Теперь двуокись углерода, содержащая мельчайшие частицы С14, в процессе фотосинтеза потребляется растениями нашей планеты. Благодаря тому, что животные и люди поедают растения, С14 попадает в тело каждого животного и каждого человека.

Все это имело бы ограниченный интерес, если бы С14 не был радиоактивен. Вывод, к которому пришел Либби, состоял в том, что все органические вещества должны быть радиоактивны. Кроме того, он сделал еще один вывод - о возможности измерения этой радиоактивности. Путь к такому измерению был указан свойством радиоактивных веществ распадаться с определенной скоростью. Таким образом стало возможно установить, что через определенное время уровень радиоактивности определенного материала сокращался ровно наполовину, еще через один такой же период - на четверть и так далее. Это называется периодом полураспада. У С14 он, как считалось поначалу, составляет 5568 лет.

Важно, что уровень поглощения С14 растениями остается постоянным на всем протяжении жизни растения, а его количество сохраняется неизменным благодаря постоянным новым поступлениям. В момент смерти растения (либо животного, либо человека, до этого потреблявших растения в пищу) начинается распад. Поскольку с помощью счетчика Гейгера можно точно измерить количество С14, то становится возможным установить возраст умершего живого существа (не продолжительность его жизни, а время, прошедшее с момента смерти) и таким образом - исторический возраст любой органической ткани.

Либби опубликовал это открытие в 1947 г. Публикации предшествовали многочисленные исследования огромного количества органических тканей. Неприятное на первый взгляд сознание того, что мы сами радиоактивны, что радиоактивны молоко, которое мы пьем, съедаемые нами мясо, салат и другие продукты, стол, за которым мы сидим, кровать, в которой спим (а сегодня каждый школьник знает, насколько опасным является радиоактивное излучение), не должно нас пугать, ибо их радиоактивность ничтожно мала.

Поэтому главной проблемой для Либби являлась разработка сверхчувствительного метода измерений. Согласно теоретическим расчетам, дерево, срубленное, например, 5568 лет назад, должно было вызывать в счетчике Гейгера наполовину меньше щелчков, чем только что срубленное. Это предположение подтверждалось как в основе верное практикой измерений, ибо Либби удалось в невероятно короткий срок сконструировать необходимые для этих целей точные и даже сверхточные измерительные приборы.

И вот исследователи прошлого впервые услышали, что наконец открыт метод, позволявший чисто естественнонаучным путем устанавливать возраст предметов, точная датировка которых с помощью известных средств была невозможна. Редко случается, чтобы столь различные науки так быстро нашли друг друга, как в данном случае. Причина здесь состояла не только в глубокой заинтересованности археологов. Огромное значение имело то, что Либби сразу же оценил исключительные возможности, которые давала ему наука о древностях для доказательства правильности проделанных анализов. Он должен был просто опробовать свой метод на предметах, глубокая древность которых была установлена совершенно точно. Для этого больше всего подходил Древний Египет. Именно здесь археологам и историкам на основе письменных источников и астрономических данных удалось составить хронологию, указывавшую даты с точностью до десятилетий.

9 января 1948 г. состоялось первое заседание представителей различных отраслей науки. А вслед за этим в феврале того же года Американская антропологическая ассоциация создала рабочую комиссию, которая должна была определить возможность применения метода Либби в археологии. Председателем стал Фредерик Джонсон из Фонда Пибоди в Андовере. Кроме того, в комиссию вошли Фрёлих Рейни из Музея Пенсильванского университета, Дональд Колье из Чикагского музея и позже - геолог Ричард 'Фостер Флинт из Йельского университета. Затем они подобрали себе сотрудников, профессиональная компетентность которых не вызывала сомнений.