На Северо-Восточном Кавказе за последнее десятилетие обнаружено около десятка многослойных археологических стоянок возрастом от 600 тыс. до 2 млн лет, и возникла острая необходимость в более точной их датировке.

Впервые на территории Западного Прикаспия группа ученых решила использовать метод космогенного датирования по радионуклидам и организовала совместный проект Московского государственного университета, Института геологии РАН, Института археологии и этнографии СО РАН и Орхусского университета (Дания).

Отбор образцов в полевых условиях производил директор лаборатории космогенного датирования Университета Орхуса Йеспер Олсен. Подготовка проб произведена в совместной лаборатории МГУ и ИГРАН, планируются совместные международные исследования нескольких проб с археологических памятников Дарвагчай-1 и Рубас-1. Геохронологические исследования позволят впервые установить абсолютный возраст этих уникальных стоянок и определить их место в истории расселения древнего человека по территории Евразии.

— С точки зрения абсолютных датировок Средняя Азия в настоящее время представляет собой белое пятно,— пояснил руководитель лаборатории оптико-люминисцентного датирования МГУ-ИГРАН Реджеп Курбанов.— В нашем проекте стоит амбициозная задача по результатам абсолютного датирования создать новую геохронологическую схему.

Определить возраст археологического памятника — одна из самых сложных задач, когда речь идет о событиях, которые происходили не в исторические времена, а десятки и сотни тысяч или даже миллион и более лет назад. Чем старше памятник, тем ниже точность его датировки и тем меньше известно о тех древних людях, которые его оставили. Органические материалы — кости, волосы, кожа, ткани или древесина — можно достаточно точно датировать с помощью радиоуглеродного метода (подсчитывается поштучно количество изотопа С14 в образце), но этот метод имеет предел — около 50 тыс. лет. И хотя органика в слоях грунта крайне редко сохраняется так долго, тем не менее в исключительно благоприятных условиях (в частности, в Денисовой пещере на Алтае) археологам попадаются такие уникальные находки.

Более древние артефакты археологи датируют оптико-люминисцентным методом с помощью обработки проб грунта, выделяя из него кварц и полевой шпат и подвергая его облучению лазером, который стимулирует выделение накопленных фотонов из крупинок образца. По их количеству можно посчитать, сколько находка находилась на дневном свету, пока не была погребена в слоях грунта. Однако и этот метод имеет свои ограничения в 500 тыс. лет по кварцу и не более 200–220 тыс. лет по полевому шпату, а гоминиды на Земле появились гораздо раньше.

Памятники старше полумиллиона лет датировать очень непросто. Если делать это геологическими методами, то уровень погрешности для археологов может составить от 25% до 100%, ведь геологические периоды — это сотни миллионов лет, поэтому такие способы для археологии не подходят. Но как же тогда группы ученых, чьи публикации регулярно появляются в Science и Nature, датируют с высокой точностью африканские стоянки древних людей возрастом более 2 млн лет? Для таких исследований в Европе и США существует всего несколько лабораторий, которые применяют сложный и дорогостоящий космогенный метод датировки с применением ускорительной масс-спектрометрии.

Как элементарные частицы позволяют узнать возраст очень старых объектов  
Как элементарные частицы позволяют узнать возраст очень старых объектов


Космогенным данный метод называется в связи с тем, что изотопы исследуемых веществ на Земле возникают на поверхности кварца в связи с мощным космическим излучением (например, 4–5 атомов бериллия на 1 г кварца за год). Частицы высокой энергии, попадая из космоса в земную атмосферу, взаимодействуют с атомами воздушных газов и генерируют вторичное излучение. Это излучение достигает поверхности горных пород и разбивает атомы, входящие в состав некоторых минералов, на дочерние — наземные космогенные нуклиды, которые накапливаются в приповерхностных частях породы. Среди них есть стабильные и долгоживущие радиоизотопы. По их накопленному количеству определяют время обнажения скальной поверхности — коренных пород или их крупных обломков.

Период полураспада у изотопов бериллия огромен и позволяет датировать слои возрастом до 50 млн лет. Ускорительная часть описанной технологии мало чем отличается от радиоуглеродной. Основное отличие — в подготовке пробы для масс-спектрометрии, поскольку вместо углерода (С-14) здесь подсчитывается количество изотопов бериллия (Be-10) и алюминия (Al-16), что значительно удорожает данную методику.

В качестве материала для космогенного метода используются каменные орудия — собственно, ничего другого на древнейших стоянках обычно не находят. От них отщепляют фрагмент, затем измельчают его и отсеивают, чтобы получить чистый кварц. Полученный материал расплавляют в горячем и очень едком веществе — плавиковой кислоте (формула — HF), после чего ее выпаривают и готовый образец помещают в ускоритель, где используют его как мишень для пучка электронов, «выбивающих» из него необходимые для анализа изотопы.

Кроме датировки артефактов в культурном слое космогенный метод позволяет также определить возраст так называемых подъемных материалов — каменных орудий, найденных на поверхности земли, а не при раскопках. Но для проверки точности работы оборудования лучше всего подходят, конечно, памятники с хорошей стратиграфией — последовательным расположением культурных слоев. Тестовой площадкой будет памятник Рубас-1, раскопками на котором руководит старший научный сотрудник Института археологии и этнографии СО РАН Антон Анойкин. Позже такие же работы будут проведены для памятников Дарвагчай и Дарвагчай-залив.

— Определение возраста наиболее древних археологических памятников всегда являлось достаточно сложной задачей, и научная среда, как правило, скептически воспринимает находки, возраст которых предполагается близким 2 млн лет, особенно если они сделаны за пределами Африки,— подтвердил Антон Анойкин.— Хронология, полученная геологическими, биостратиграфическими и палеомагнитными методами, не дает необходимой точности и нередко имеет несколько вариантов интерпретации. Результаты применения новых методов абсолютного датирования позволят нашим исследованиям раннего палеолита в Приморском Дагестане выйти на новый уровень и поставить открытые там стоянки в один ряд с хорошо изученными и признанными памятниками Африки, Ближнего Востока и Кавказа, а также сделать их более узнаваемыми для научного сообщества.

— При выполнении всех запланированных мероприятий на новый уровень выйдут не только археологические исследования, но и работы в области палеогеографии, палеоклиматологии, геоморфологии,— подытожил и. о. директора Института археологии и этнографии СО РАН Андрей Кривошапкин.— Мы очень надеемся, что в будущем нам удастся привлечь к этим исследованиям и другие лаборатории, чтобы инициатива нескольких институтов привела к созданию мощного научного консорциума.

Мария Роговая

Источники

Археология из космоса
Коммерсантъ # Наука, 23/12/2019
Археология из космоса
Коммерсантъ (kommersant.ru/nauka), 23/12/2019
Археология из космоса
Институт археологии и этнографии Сибирского отделения Российской академии наук (archaeology.nsc.ru), 24/12/2019

Похожие новости

  • 17/07/2020

    СО РАН направляет в Арктику большую норильскую экспедицию

    ​​Группа ученых из Российской академии наук всесторонне изучит экологическую среду территории и представит предложения и рекомендации по наилучшим природосберегающим решениям для деятельности промышленных компаний в Арктическом регионе.
    1204
  • 27/04/2020

    Гипотеза странствий: путь древнего человека в Западную Сибирь

    ​Реальная картина расселения человечества по планете во многом остается загадкой, хотя и имеет огромную ценность для исторической науки. По одной из научных теорий, в каменном веке наши предки пересекли Урал с запада на восток, заселив территорию Ямала.
    500
  • 22/04/2020

    Ученые ИНГГ СО РАН помогают археологам изучать таинственные пещеры на Алтае и в Кыргызстане

    Сотрудники Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН исследуют палеолитические памятники в карстовых пещерах Южной Сибири и Центральной Азии, применяя комплексные геофизические методы.
    532
  • 19/10/2018

    «Академический час» на Фестивале науки Новосибирской области

    ​​Сибирское отделение РАН по традиции активно участвует в Фестивале науки Новосибирской области. Ведущие учёные читают лекции в рамках программы «Академический час».  Дом учёных СО РАН, Малый зал.
    1030
  • 08/02/2018

    Десять открытий российских ученых, которые потрясли мир

    ​​Более 70% россиян не в состоянии назвать ни одного научного достижения в стране за последние десятилетия - таковы результаты социологического исследования ВЦИОМ, выполненного ко Дню российской науки.
    1579
  • 07/05/2020

    Поправка на вирус. Как живет наука на удаленке

    ​Можно ли исследовать ископаемые черепа, не выходя из дома? Сколько стоит разбудить заснувший марсоход? Как вернуть запертых на Северном полюсе полярников? Чем обернется первая в мировой истории массовая самоизоляция ученых, каких важнейших открытий мы можем лишиться, а какие, напротив, стали возможны в новых условиях? «Огонек» разбирался, как живет наука на удаленке.
    648
  • 10/08/2020

    Теплофизики создадут базу данных по экологичному органоводоугольному топливу

    ​Масштабное фундаментальное исследованиее будут вести специалисты десяти ведущих российских научных центров во главе с учеными Института теплофизики СО РАН. Участники научного консорциума объединят результаты своих исследований в области горения и детонации топлив.
    419
  • 23/03/2020

    Ученые ИНГГ СО РАН помогли археологам изучить курганы и найти новые древние объекты в Карасукском районе Новосибирской области

    ​Специалисты Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН более 20 лет сотрудничают с коллегами из Института археологии и этнографии СО РАН. В минувшем полевом сезоне геофизики и археологи вместе работали в Карасукском районе Новосибирской области.
    723
  • 23/05/2019

    Археологи выделили на юге Западной Сибири новую культуру эпохи неолита – барабинскую

    Ученые Института археологии и этнографии СО РАН (ИАЭТ СО РАН) выделили на юге Западно-Сибирской равнины новую неолитическую культуру – барабинскую. Основой полученных данных стали исследования уникального комплекса, состоящего из двух жилых сооружений, артефактов из них, а также нескольких своеобразных ям для заготовки рыбы.
    1330
  • 20/06/2019

    Совместная работа археологов и физиков позволит закрыть «белые пятна» в древней истории Сибири

    На помощь новосибирским археологам пришли физики-ядерщики. Их уникальное оборудование позволило закрыть большое «белое пятно» истории человека на территории Новосибирской области — в эпоху каменного века.
    910