Принципы радиоуглеродного датирования

Метод радиоуглеродного датирования основан на том факте, что космическое излучение порождает нейтроны, которые достигают земной атмосферы и вступают в реакцию с азотом. В результате получается углерод-14, изотоп углерода, в ядре которого находится не 6 нейтронов, как обычно, а 8. Из-за этих дополнительных нейтронов ядро становится нестабильным и подвергается постепенному радиоактивному распаду. Вильярд Либб подсчитал, что потребуется 5568 лет для того, чтобы половина углерода-14 распалась в любом объекте, это так называемый период полураспада. Это период сейчас подсчитан более точно и равняется 5730 годам. Либби обнаружил, что нейтроны испускают радиоактивные частицы, когда покидают ядро, и нашел способ для подсчета эмиссий на грамм углерода.

Считается, что с химической точки зрения углерод-14 ведет себя точно так же, как обычный углерод, и вместе с обычным углеродом он входит в реакцию с углекислым газом атмосферы. Скорость процесса соответствует скорости поступления и распада. Так как растительность строит свое собственное органическое вещество посредством фотосинтеза и использования атмосферной двуокиси углерода, то количество радиоуглерода в ней равняется имеющемуся в атмосфере. После того как организм умирает, радиоуглерод больше не участвует в процессе. Радиоуглерод, имеющийся в мертвом организме, продолжает медленно разрушаться, и спустя 5730 лет его останется только половина от первоначального количества, а через 11 000 лет — только четверть, и так далее. Таким образом, если измерить скорость распада углерода по сравнению с азотом, то можно получить представление о возрасте объекта. Первоначальное количество радиоуглерода в объекте настолько мало, что скоро достигается предел возможности обнаружить его. Объекты возрастом более 50 000 лет содержат совсем маленькие количества углерода-14.

Данные, полученные в лаборатории радиоуглеродного датирования для определенного образца, будут иметь такой вид: 3621+180 радиоуглеродных лет до настоящего времени. Цифра 3621 является возможным статистическим возрастом образца (в радиоуглеродных годах) до настоящего времени (за настоящее время принимается 1950 год н. э.). Отметим, что показания даются в радиоуглеродных, а не календарных годах. Для перевода показаний в хронометрическую дату требуются коррекция по годичным кольцам деревьев.

В радиоуглеродном возрасте присутствует дополнение «+180». Это стандартное отклонение, оценка возможной ошибки. Цифра в 180 лет является оценкой 360-летнего диапазона, в котором может находиться дата. В соответствии со статистической теорией имеется два шанса из трех, что корректная дата будет находиться в пределах промежутка одного стандартного отклонения (3441 и 3801). Если мы удвоим отклонение, то будет 19 шансов из 20, что промежуток (3261 и 3981) корректен. Большинство дат, приводимых в этой книге, получены в результате радиоуглеродного датирования и должны восприниматься именно тем, чем они являются на самом деле, — статистическими приближениями.

 

Другие методы абсолютного датирования

 

Точное датирование остатков прошлого остается одним из величайших вызовов археологии отчасти потому, что речь идет о гигантских хронологических шкалах, и также из-за того, что каждый археологический памятник является уникальным и существует очень много стратиграфических и иных переменных, воздействующих на формирование археологических слоев. В специальной литературе много описаний уже хорошо зарекомендовавших себя методов датирования, все еще находящихся в стадии эксперимента. Они или станут частью инструментария археологов, или канут в научное забвение (Айткен — Aitken, 1990). Вот некоторые из самых обычных методов датирования.

 

ПРАКТИКА АРХЕОЛОГИИ