что такое радиоуглеродный метод датировки

РАДИОУГЛЕРО́ДНЫЙ МЕ́ТОД ДАТИ́РОВАНИЯ

Том 28. Москва, 2015, стр. 151

Скопировать библиографическую ссылку:

РАДИОУГЛЕРО́ДНЫЙ МЕ́ТОД ДАТИ́ РО­ВАНИЯ, при­ме­ня­ет­ся для оп­ре­де­ле­ния воз­рас­та ор­га­нич. ма­те­риа­лов пу­тём из­ме­ре­ния ос­та­точ­но­го со­дер­жа­ния 14 С. От­но­сит­ся к изо­топ­ным ме­то­дам да­ти­ро­ва­ния (см. Гео­ло­ги­че­ский воз­раст ). Обос­но­ван У. Ф. Либ­би и впер­вые при­ме­нён во 2-й пол. 1940-х гг. 14 С об­ра­зу­ет­ся в верх­них сло­ях ат­мо­сфе­ры в ре­зуль­та­те воз­дей­ст­вия на ат­мо­сфер­ный азот нейт­ро­нов кос­мич. из­лу­че­ния. Окис­ляясь до уг­ле­кис­ло­го га­за, он вме­сте с не­ра­дио­ак­тив­ным диок­си­дом уг­ле­ро­да (СО 2) ат­мо­сфе­ры всту­па­ет в кру­го­во­рот уг­ле­ро­да в при­ро­де, по­па­дая в жи­вые ор­га­низ­мы и кар­бо­на­ты. Пос­ле ги­бе­ли ор­га­низ­ма или от­ло­же­ния кар­бо­на­та на дне во­доё­ма по­ступ­ле­ние 14 С прек­ра­ща­ет­ся, а со­дер­жа­щий­ся в них 14 С рас­па­да­ет­ся со ско­ро­стью, ха­рак­те­ри­зуе­мой пе­рио­дом по­лу­рас­па­да (5730 ± 40 лет). Со­дер­жа­ние 14 С в ат­мо­сфе­ре за­ви­сит от сол­неч­ной ак­тив­но­сти, кли­ма­тич. из­ме­не­ний, дея­тель­но­сти че­ло­ве­ка и др.; для кар­бо­на­тов и вод­ных ор­га­низ­мов – от изо­топ­но­го со­ста­ва во­ды. По­прав­ка вво­дит­ся ис­хо­дя из ка­ли­бро­воч­ных кри­вых, соз­дан­ных на ос­но­ве со­по­став­ле­ния ре­зуль­та­тов Р. м. д. с дан­ны­ми ден­дро­хро­но­ло­гии для го­до­вых ко­лец де­ре­вь­ев и уран-то­ри­е­во­го да­ти­ро­ва­ния для ко­рал­лов.

Источник

Уиллард Либби и его радиоуглеродный метод

Илья Леенсон,
канд. хим. наук, ст. науч. сотр. химического факультета МГУ
«Троицкий вариант» №3(222), 14 февраля 2017 года

В 1955 году в Женеве проходила Международная конференция по мирному использованию атомной энергии. Выступление одного из докладчиков началось необычно. Он вышел на трибуну с большим чемоданом, вынул из него старую плетеную обувь и объявил, что ее носил житель Северной Америки 9500 лет назад. Затем извлек из чемодана обломок деревянного весла и сказал, что оно изготовлено в Древнем Египте 3000 лет назад. Каким образом докладчик узнал об этом? Дело в том, что на трибуне стоял разработчик радиоуглеродного метода датировки археологических артефактов, будущий лауреат Нобелевской премии американский физикохимик Фрэнк Уиллард Либби.

Он родился в 1908 году в Гран-Вэлли (штат Колорадо) в семье малограмотного фермера с тремя классами образования. Окончил школу в 1926 году. Мечтал о карьере горного инженера. Но, начав учебу в Калифорнийском университете в Беркли, решил, что химия значительно интереснее. В 1931 году получил степень бакалавра по химии, а через два года стал доктором (PhD). В аспирантуре Либби работал под руководством известного физикохимика Гилберта Нортона Льюиса (1875–1946) и обнаружил, что элемент самарий обладает небольшой радиоактивностью. Оказалось, что один из изотопов самария ( 147 Sm), который считался стабильным, на самом деле распадается, только исключительно медленно (период полураспада — 106 млрд лет). Опыт работы с очень слабой радиоактивностью помог Либби получить в будущем Нобелевскую премию. Но пока его карьера шла обычным путем. Через два года после окончания аспирантуры Либби получил докторскую степень и стал преподавателем. Во время Второй мировой войны он участвовал в Манхэттенском проекте — работал над технологией газовой диффузии для разделения изотопов урана. В конце войны Либби стал профессором химического факультета Чикагского университета и одновременно проводил исследования в университетском Институте ядерных исследований.

Второй герой нашей истории — радиоуглерод. Природный углерод состоит из двух стабильных и одного радиоактивного изотопа. Стабильные — это 12 С (его в природе 99%) и 13 С (1%).

Наша планета подвергается непрерывному облучению космическими частицами. Если бы не атмосфера, пропускающая к земной поверхности лишь небольшую часть космического излучения, жизнь на Земле была бы невозможна, ее поверхность мало чем отличалась бы от поверхности Луны. Из разнообразных ядерных реакций, идущих в верхних слоях атмосферы, нас сейчас интересует захват нейтронов атомами азота, при котором из ядра вылетает один протон и получается углерод-14: 14 N + n → 14 C + р. Каждую секунду над 1 дм 2 земной поверхности образуется в среднем всего 240 атомов 14 С. В результате ежегодно во всей атмосфере появляется примерно 8 кг 14 С. Но столько же и распадается: 14 С радиоактивен; в результате бета-распада снова образуется 14 N. Период полураспада 14 С составляет 5730 лет. Поэтому всего на Земле имеется 60 тонн нуклида 14 С. Для земного шара 60 тонн — капля в море. Так, в атмосферном углекислом газе количество 14 С составляет лишь около тонны, или примерно 10–11% от «обычного» углерода 12 С (с небольшой примесью стабильного 13 С); остальной радиоуглерод в основном растворен в воде.

Подробное рассмотрение закономерностей образования и распада радиоуглерода позволило Уилларду Фрэнку Либби совершить в конце 1940-х годов выдающееся открытие и в 1960 году получить Нобелевскую премию по химии «За введение метода использования углерода-14 для определения возраста в археологии, геологии, геофизике и других областях науки».

Теоретические основы радиоуглеродного метода датировки довольно просты. Однако для их практического использования пришлось провести очень большую работу, которую нельзя считать законченной и к настоящему времени. Нужно было прежде всего установить, действительно ли содержание 14 С в обычном углероде одинаково во всех живых организмах. С этой целью были изучены многочисленные объекты, в основном образцы древесины из свежесрубленных деревьев в разных местах земного шара, на разных широтах. Оказалось, что содержание 14 С в них одинаково: в каждом грамме углерода, выделенного из живого организма, в течение одной минуты распадается приблизительно 15,3 атома 14 С и выделяется столько же бета-частиц (электронов). Это исключительно слабая радиоактивность.

Возраст образца устанавливают так: если 1 г углерода исследуемого вещества излучает в минуту в среднем 15,3/2 = 7,65 бета-частицы, то такому образцу 5730 лет (прошло время Т), если 3,8 частицы — 11 460 лет (прошло время 2Т) и т. д. По формуле а = а₀e –λ t (а₀ и а — активности в начальный момент и через время t) можно рассчитать возраст образца при любой его активности: t = (1/λ) ln (a₀/a). В случае радиоуглерода 1/λ = 5730/ln2 = 8270 лет. Например, если активность образца старой древесины снизилась (по сравнению со «свежей» древесиной) в 2,17 раза, то возраст такого образца равен t = 8270 × ln2,17 = 8270×0,775 ≈ 6400 лет. Очевидно, что очень важна точность, с которой определяется активность древних образцов. Вот здесь-то и была для Либби одна из главных трудностей. Поскольку активность образцов была значительно меньше радиоактивного фона, необходимо было использовать большие образцы, обеспечить защиту от внешней радиации и очень долгое измерение (иногда в течение многих суток).

Чтобы надежно определить возраст в пределах нескольких тысяч лет, Либби и его сотрудникам необходимо было взять из образца не менее 20 г углерода. Если это были угли из костра древнего человека или поваленные ледником деревья, то здесь проблем не возникало — углерода для исследований было в избытке. Но если образец — уникальное изделие, например старинная картина, то, конечно, никому не придет в голову сжечь значительную ее часть, чтобы установить возраст, хотя теоретически это было возможно (картины писали на холсте, а холст сделан из растительных волокон). Либби проверил точность предлагаемого им метода датирования, измерив радиоактивность образцов красного дерева и пихты, точный возраст которых был установлен путем подсчета годовых колец.

Метод был также проверен на образцах, возраст которых известен из археологических данных. Либби получил блестящее подтверждение своей теории. Среди археологических находок, датированных с помощью метода Либби, были кусочки дерева из гробниц фараонов (возраст от 3900 до 5600 лет); обугленный хлеб из дома в Помпеях, погребенных под вулканическим пеплом в 79 году н. э.; кусок дерева от погребальной лодки египетского фараона, взятый в Чикагском музее естествознания; кусочки ткани, которыми были перевязаны манускрипты, найденные в районе Мертвого моря (книга Исайи); древесный уголь со стоянки древних людей в Стоунхендже (Англия); кочерыжка кукурузного початка из пещеры в Нью-Мексико и т. п. Либби также установил, что последний ледниковый период в Северной Америке окончился 10 тыс. лет назад, а не 25 тыс. лет, как было ранее подсчитано геологами. Установление времени последних ледниковых периодов на Земле считается главным достижением метода Либби.

Трудности возникали в тех случаях, когда возраст образца превышал несколько десятков тысяч лет; при этом атомов 14 С остается так мало, что их активность трудно с достаточной точностью измерить даже с помощью лучших счетчиков радиации. Проблемы возникают и со слишком «молодыми» образцами, содержание радиоуглерода в которых мало отличается от современного.

Разработка в 1970-е годы метода масс-спектрометрии с использованием ускорителя позволила увеличить чувствительность измерений более чем в тысячу раз. В последние годы в области точных измерений содержания нуклида 14 С были достигнуты такие успехи, что теперь вместо десятков граммов для анализа достаточно всего нескольких миллиграммов, а иногда и долей миллиграмма образца. Правда, для этого используется сложная и дорогостоящая аппаратура.

Для проверки и корректировки метода был проведен анализ годовых колец некоторых деревьев, возраст которых исчисляется тысячами лет (для остистой сосны — более 4900 лет). Дерево спиливать не нужно, достаточно вырезать из него длинный керн небольшого диаметра и взять образец известного (из годовых колец) возраста. (Похожие керны вырезали, например, из ледового щита Антарктиды, чтобы изучить ее историю.)

Поэтому при использовании радиоуглеродного метода делают поправки по калибровочному графику, который учитывает и природные, и антропогенные факторы.

Очень серьезную проблему представляет загрязнение анализируемого образца. При этом случайное попадание «старого» углерода, например в виде мела, в «современный» не так опасно: ошибка в этом случае будет невелика. Такое загрязнение идет с середины XIX века из-за сжигания ископаемого топлива, когда углекислый газ в атмосфере разбавляется «старым», не содержащим 14 С. Это дает отклонение примерно 3%, и его тоже учитывают в расчетах. Но если в старый образец, в котором содержание радиоуглерода за время его существования уменьшилось, скажем, в сто раз, попадет хотя бы 1% примеси «современного» углерода, то общее количество 14 С в образце удвоится, что приведет к огромной ошибке в определении возраста (она будет равна T, т. е. около 5700 лет!). С подобными «загрязнениями» исследуемых объектов приходится иметь дело довольно часто. Например, в штате Орегон (США) в пещере Форт-Рок нашли 300 пар древней обуви. Археологи решили для лучшей сохранности покрыть их слоем шеллачного лака. К счастью, для шести пар лака не хватило, поэтому они остались пригодными для определения возраста радиоуглеродным методом (в лаке есть «свежий» 14 С, который бы смазал всю картину).

Со времен Либби были проведены тысячи измерений радиоуглеродным методом. Случались и курьезы. Когда с помощью радиоуглеродного метода попытались определить возраст травы, растущей возле шоссе с оживленным движением, оказалось, что траве. много тысяч лет! Разгадка здесь довольно проста: трава усваивала углекислый газ, источником которого в значительно степени были выхлопные газы автомобилей. Эти газы получались при сгорании бензина, а бензин был получен из нефти. Нефть же образовалась миллионы лет назад, в ней нуклид 14 С не сохранился. Вот почему содержание 14 С в придорожной траве оказалось сильно заниженным.

Источник

Насколько точен радиоуглеродный метод датирования?

Все, что дошло до нас от язычества, окутано густым туманом; оно принадлежит к тому промежутку бремени, который мы не в силах измерить. Мы знаем, что оно древнее христианства, но на два года, на двести лет или на целое тысячелетие – здесь мы можем только гадать. Расмус Ниерап, 1806.

Многие из нас запуганы наукой. Радиоуглеродная датировка как один из результатов развития ядерной физики является примером такого феномена. Этот метод имеет важное значение для разных и независимых научных дисциплип, таких, как гидрология, геология, наука об атмосфере и археология. Однако мы оставляем понимание принципов радиоуглеродной датировки научным специалистам и слепо соглашаемся с их выводами из уважения к точности их оборудования и восхищения их интеллектом.

На самом деле принципы радиоуглеродной датировки поразительно просты и легкодоступны. Более того, представление о радиоуглеродной датировке как о «точной науке» является ошибочным, и, по правде говоря, лишь немногие ученые придерживаются такого мнения. Проблема в том, что представители многих дисциплин, пользующиеся радиоуглеродной датировкой в хронологических целях, не понимают ее природы и назначения. Давайте разберемся в этом.

Принципы радиоуглеродной датировки

Уильям Фрэнк Либби и члены его команды разработали принципы радиоуглеродной датировки в 1950-е годы. К 1960 году их работа была завершена, и в декабре этого года Либби был номинирован на Нобелевскую премию по химии. Один из ученых, участвовавших в его выдвижении, отметил:

«Редко случалось так, что одно открытие в области химии оказывало такое влияние на разные области человеческих знаний. Очень редко отдельное открытие привлекало столь широкий интерес».

Либби обнаружил, что нестабильный радиоактивный изотоп углерода (С 14) с предсказуемой скоростью распадается на стабильные изотопы углерода (С12 и С13). Все три изотопа встречаются в атмофере в естественном виде в следующих пропорциях; С12 – 98,89%, С13 – 1,11% и С14 – 0,00000000010%.

Изотоп С14 образуется, когда один из таких свободных нейтронов сливается с ядром атома азота. Таким образом, радиоуглерод представляет собой «изотоп Франкенштейна», сплав разных химических элементов. Затем атомы С14, которые образуются с постоянной скоростью, подвергаются окислению и проникают в биосферу в процессе фотосинтеза и естественной цепочки питания.

В организмах всех живых существ отношение изотопов С12 и С14 равно атмосферному отношению этих изотопов в их географическом регионе и поддерживается скоростью их метаболизма. Однако после смерти организмы перестают накапливать углерод, и поведение изотопа С14 с этого момента становится интересным. Либби установил, что период полураспада С14 составляет 5568 лет; еще через 5568 лет распадается половина оставшихся атомов изотопа.

Таким образом, поскольку первоначальное отношение изотопов С12 и С14 является геологической постоянной, возраст образца можно определить, измерив количество остаточного изотопа С14. К примеру, если в образце присутствует некоторое первоначальное количество С14, значит, дата смерти организма определяется двумя периодами полураспада (5568 + 5568), что соответствует возрасту 10 146 лет.

В этом заключается основной принцип радиоуглеродной датировки как инструмента археологии. Радиоуглерод абсорбируется в биосфере; он прекращает накапливаться со смертью организма и распадается с определенной скоростью, которую можно измерить.

Иными словами, соотношение С 14 /С 12 постепенно падает. Таким образом мы получаем «часы», которые начинают идти с момента смерти живого существа. Очевидно, что эти часы действуют только для мертвых тел, которые когда-то были живыми существами. Например, их нельзя использовать для определения возраста вулканических пород.

Измерения содержания С 14 в объектах, чей возраст точно установлен историками (например, зерно в гробницах с указанием даты захоронения) позволяют оценить уровень С 14 в атмосфере того времени и, таким образом, частично «подправить ход» радиоуглеродных «часов». Соответственно, радиоуглеродное датирование, проведенное с учетом исторических данных, может дать весьма плодотворные результаты. Однако даже с такой «исторической настройкой» археологи не считают даты, полученные радиоуглеродным методом, абсолютным – из-за частых аномалий. Они больше полагаются на методы датирования, связанные с историческими летописями.

За пределами исторических данных «настройка» «часов» С 14 не представляется возможной

В лаборатории

С учетом всех этих неопровержимых фактов крайне странно видеть в журнале «Радиоуглерод» (где публикуются результаты радиоуглеродных исследований по всему миру) следующее утверждение:

«Шесть уважаемых лабораторий выполнили 18 анализов возраста древесины из Шелфорда в графстве Чешир. Оценки варьируют от 26 200 до 60 000 лет (до настоящего времени), разброс составляет 34 600 лет».

Вот еще один факт: хотя теория радиоуглеродной датировки звучит убедительно, когда ее принципы применяются к лабораторным образцам, в игру вступает человеческий фактор. Это приводит к ошибкам, порой очень значительным. Кроме того, лабораторные образцы загрязняются фоновым излучением, изменяющим остаточный уровень С14, который подвергается измерению.

Как указал Ренфрю в 1973-м и Тейлор в 1986 году, метод радиоуглеродной датировки опирается на ряд необоснованных предположений, сделанных Либби во время разработки его теории. К примеру, в последние годы было много дискуссий о периоде полураспада С14, якобы составляющем 5568 лет. В наши дни большинство ученых сходится на том, что Либби ошибался и что период полураспада С14 на самом деле составляет примерно 5730 лет, Расхождение в 162 года приобретает большое значение при датировке образцов тысячелетней давности.

Но вместе с Нобелевской премией по химии к Либби пришла полная уверенность в его новой системе. Его радиоуглеродные датировки археологических образцов из Древнего Египта уже были датированы, поскольку древние египтяне тщательно следили за своей хронологией. К сожалению, радиоуглеродный анализ давал слишком заниженный возраст, в некоторых случаях на 800 лет меньше, чем по данным исторической летописи. Но Либби пришел к поразительному выводу:

«Распределение данных показывает, что древнеегипетские исторические датировки до начала второго тысячелетия до нашей эры слишком завышены и, возможно, превышают истинные на 500 лет в начале третьего тысячелетия до нашей эры».

Это классический случай научного самомнения и слепой, почти религиозной веры в превосходство научных методов над археологическими. Либби ошибался, радиоуглеродный метод подвел его. Теперь эта проблема решена, но самопровозглашенная репутация метода радиоуглеродной датировки по-прежнему превышает уровень его надежности.

Мои исследования показывают, что с радиоуглеродной датировкой связаны две серьезные проблемы, которые и в наши дни могут привести к большим недоразумениям. Это (1) загрязнение образцов и (2) изменение уровня С14 в атмосфере в течение геологических эпох.

Эталоны радиоуглеродного датирования. Значение эталона, принятого при расчёте радиоуглеродного возраста образца, прямо влияет на полученную величину. По результатам детального анализа опубликованной литературы установлено, что при радиоуглеродном датировании применялось несколько эталонов. Наиболее известные из них: эталон Андерсона (12,5 dpm/g), эталон Либби (15,3 dpm/g) и современный эталон (13,56 dpm/g).

Цена вопроса. Получение практически одного и того же радиоуглеродного возраста древесины ладьи фараона : 3621-3700 ВР лет на основе применения трёх эталонов, значения которых отличаются существенно, физически невозможно. Применение эталона (15,3 dpm/g) автоматически даёт увеличение возраста датируемого образца на 998 лет, по сравнению с эталоном (13,56 dpm/g), и на 1668 лет, по сравнению с эталоном (12,5 dpm/g). Из этой ситуации имеется всего два выхода. Признание того, что:

— при датировании древесины ладьи фараона Sesostris III были осуществлены манипуляции с эталонами (древесина вопреки декларациям, датировалась на основе одного и того же эталона);

— ладья фараона Sesostris III волшебная.

Заключение. Суть рассмотренных явлений, названных манипуляциями, выражается одним словом – фальсификация.

После смерти содержание C 12 остается постоянным, а содержание C 14 уменьшается

Загрязнение образцов

Мэри Левайн объясняет:

«Загрязнением называется наличие в образце органического материала чуждого происхождения, который не был сформирован вместе с материалом образца».

На многих фотографиях раннего периода радиоуглеродного анализа изображены научные специалисты, которые курят сигареты во время сбора или обработки образцов. Не слишком умно с их стороны! Как указывает Ренфрю, «уроните щепотку пепла на ваши образцы, подготовленные к анализу, и вы получите радиоуглеродный возраст табака, из которого была сделана ваша сигарета».

Хотя в наши дни такая методологическая некомпетентность считается недопустимой, археологические образцы все равно страдают от загрязнения. Известные виды загрязнений и способы борьбы с ними обсуждаются в статье Тейлора (1987). Он делит загрязнения на четыре главные категории: 1) физически устранимые, 2) растворимые в кислотах, 3) растворимые в щелочах, 4) растворимые в растворителях. Все эти загрязнения, если не устранить их, сильно влияют на лабораторное определение возраста образца.

X. Э. Гоув, один из изобретателей метода акселераторной масс-спектрометрии (AMS), сделал радиоуглеродную датировку Туринской плащаницы. Он пришел к выводу, что волокна ткани, использованные для изготовления плащаницы, датируются 1325 годом.

Хотя Гоув и его коллеги совершенно уверены в аутентичности своего определения, многие, по очевидным причинам, считают возраст Туринской плащаницы гораздо более почтенным. Гоув со своими единомышленниками дал достойный ответ всем критикам, и если бы мне пришлось делать выбор, то я бы рискнул сказать, что научная датировка Туринской плащаницы, скорее всего, является точной. Но в любом случае, ураган критики, обрушившийся на этот конкретный проект, показывает, как дорого может стоить ошибка при радиоуглеродной датировке и с каким подозрением некоторые ученые относятся к этому методу.

Утверждалось, что образцы могли подвергнуться загрязнению более молодым органическим углеродом; методы очистки могли пропустить следы современных загрязнений. Роберт Хеджес из Оксфордского университета отмечает, что

«нельзя совершенно исключить небольшую систематическую погрешность».

Интересно, назвал бы он расхождение датировок, полученных разными лабораториями по образцу древесины из Шелфорда, «небольшой систематической погрешностью»? Разве не похоже, что нас снова дурачат ученой риторикой и заставляют поверить в совершенство существующих методов?

Леонсио Гарза-Вальдес, безусловно, придерживается такого мнения по отношению к датировке Туринской плащаницы. Все древние ткани покрыты биопластической пленкой в результате жизнедеятельности бактерий, которая, по мнению Гарза-Вальдеса, сбивает с толку радиоуглеродный анализатор. Фактически возраст Туринской плащаницы вполне может составлять 2000 лет, так как ее радиоуглеродную датировку нельзя считать окончательной. Необходимы дальнейшие исследования. Интересно отметить, что Гоув (хотя он расходится во мнениях с Гарза-Вальдесом) согласен, что такая критика служит основанием для новых исследований.

Цикл радиоуглерода (14С) в атмосфере, гидросфере и биосфере Земли

Уровень С14 в земной атмосфере

Согласно «принципу одновременности» Либби, уровень С14 в любом конкретном географическом регионе является постоянным на всем протяжении геологической истории. Эта предпосылка была жизненно необходима для достоверности радиоуглеродного анализа на раннем этапе его развития. Действительно, для надежного измерения остаточного уровня С14 вам нужно знать, какое количество этого изотопа присутствовало в организме на момент его смерти. Но эта предпосылка, по мнению Ренфрю, является ошибочной:

«Однако теперь известно, что пропорциональное отношение радиоуглерода к обычному С12 не оставалось постоянным во времени и что до 1000 года до нашей эры отклонения так велики, что радиоуглеродные датировки могут заметно расходиться с действительностью».

Дендрологические исследования (изучение древесных колец) убедительно показывают, что уровень С14 в земной атмосфере за последние 8000 лет был подвержен значительным флуктуациям. Значит, Либби выбрал ложную константу и его исследования были основаны на ошибочных предположениях.

Возраст колорадской сосны, растущей в юго-западных регионах США, может достигать нескольких тысяч лет. Некоторые деревья, еще живые в наши дни, появились на свет 4000 лет назад. Кроме того, по бревнам, собранным в тех местах, где росли эти деревья, можно протянуть летопись древесных колец еще на 4000 лет в прошлое. Другими деревьями-долгожителями, полезными для дендрологических исследований, являются дуб и калифорнийская секвойя.

Как известно, ежегодно на срезе живого древесного ствола нарастает новое годичное кольцо. Подсчитав годичные кольца, можно узнать возраст дерева. Логично предположить, что уровень С14 в годичном кольце 6000-летнего возраста будет аналогичен уровню С14 в современной атмосфере. Но это не так.

К примеру, анализ годичных колец показал, что уровень С14 в земной атмосфере 6000 лет назад был существенно выше, чем сейчас. Соответственно, радиоуглеродные образцы, датируемые этим возрастом, оказались заметно моложе, чем на самом деле, на основании дендрологического анализа. Благодаря работе Ханса Суисса были составлены диаграммы коррекции уровня С14 для компенсации его флуктуации в атмосфере в разные периоды времени. Однако это значительно снизило достоверность радиоуглеродных датировок образцов, возраст которых превышает 8000 лет. У нас просто нет данных о содержании радиоуглерода в атмосфере до этой даты.

Ускорительный масс-спектрометр Университета Аризоны (г. Тусон, штат Аризона, США) производства компании National Electrostatics Corporation: а – схема, б – пульт управления и источник ионов С¯, в – ускорительный танк, г – детектор изотопов углерода. Фото Дж.С. Бурра

«Плохие» результаты?

Когда установленный «возраст» отличается от ожидаемого, исследователи поспешно находят повод объявить результат датирования недействительным. Широкая распространенность этого апостериорного доказательства показывает, что у радиометрического датирования имеются серьезные проблемы. Вудморапп приводит сотни примеров уловок, к которым прибегают исследователи, пытаясь объяснить «неподходящие» значения возраста.

Так, ученые пересмотрели возраст ископаемых останков Australopithecus ramidus. 9 Большинство образцов базальта, наиболее близко подходящего к слоям, в которых были найдены эти окаменелости, показало возраст около 23 миллионов лет по методу «аргон-аргон». Авторы решили, что эта цифра «слишком велика», если исходить из их представлений о месте этих окаменелостей в глобальной эволюционной схеме. Они рассмотрели базальт, располагавшийся подальше от окаменелостей, и, отобрав 17 из 26 образцов, получили приемлемый максимальный возраст в 4,4 миллиона лет. Остальные девять образцов показали опять-таки гораздо больший возраст, но экспериментаторы решили, что дело в загрязнении породы, и отвергли эти данные. Таким образом, на методы радиометрического датирования существенно влияет доминирующее в научных кругах мировоззрение «долгих эпох».

Аналогичная история связана с установлением возраста черепа примата (этот череп известен как образец KNM-ER 1470). 10, 11 Поначалу был получен результат 212–230 млн. лет, который, исходя из окаменелостей, был признан неверным («людей в то время еще не было»), после чего были предприняты попытки установления возраста вулканических пород в этом регионе. Через несколько лет, после опубликования нескольких различных результатов исследований, «сошлись» на цифре 2,9 млн. лет (хотя эти исследования включали в себя и отделение «хороших» результатов от «плохих» – как и в случае с Australopithecus ramidus).

Исходя из предвзятых представлений об эволюции человека, исследователи никак не могли примириться с мыслью, что череп 1470 «настолько стар». После изучения ископаемых останков свиньи в Африке антропологи с готовностью поверили в то, что череп 1470 на самом деле гораздо моложе. После того, как научная общественность утвердилась в этом мнении, дальнейшие исследования пород еще больше снизили радиометрический возраст этого черепа – до 1,9 млн. лет – и вновь отыскались данные, «подтверждающие» очередную цифру. Вот такая «игра в радиометрическое датирование»…

Мы не утверждаем, что эволюционисты сговорились подгонять все данные под наиболее удобный для себя результат. Конечно же, в норме дело обстоит совсем не так. Беда в другом: все данные наблюдения должны соответствовать доминирующей в науке парадигме. Эта парадигма – или, скорей, вера в миллионы лет эволюции от молекулы до человека – настолько прочно укрепилась в сознании, что никто не позволяет себе подвергнуть ее сомнению; напротив, говорят о «факте» эволюции. Вот под эту парадигму и должны подходить абсолютно все наблюдения. В результате исследователи, которые в глазах общественности выглядят «объективными и беспристрастными учеными», бессознательно отбирают именно те результаты наблюдений, которые согласуются с верой в эволюцию.

Нельзя забывать, что прошлое недоступно для нормального экспериментального исследования (серии опытов, проводимые в настоящем). Ученые не могут экспериментировать с событиями, происходившими когда-то. Измеряется не возраст пород – измеряются концентрации изотопов, причем их-то как раз можно измерить с высокой точностью. А вот «возраст» определяется уже с учетом предположений о прошлом, доказать которые невозможно.

Мы должны всегда помнить слова Бога, обращенные к Иову: «Где был ты, когда Я полагал основания земли?» (Иов 38:4).

Те, кто имеет дело с неписаной историей, собирают информацию в настоящем и таким образом пытаются воссоздать прошлое. При этом уровень требований к доказательствам гораздо ниже, чем в эмпирических науках, таких, как физика, химия, молекулярная биология, физиология и т.д.

Уильяме (Williams), специалист по превращениям радиоактивных элементов в окружающей среде, установил 17 изъянов в методах изотопного датирования (по результатам этого датирования были изданы три весьма солидные труда, позволившие определить возраст Земли приблизительно в 4,6 миллиарда лет). 12 Джон Вудморапп остро критикует эти методы датирования 8 и разоблачает сотни связанных с ними мифов. Он убедительно доказывает, что немногие «хорошие» результаты, оставшиеся после того, как «плохие» данные были отфильтрованы, можно легко объяснить удачным совпадением.

«Какой возраст предпочитаете?»

В анкетах, предлагаемых радиоизотопными лабораториями, обычно спрашивается: «Каким, по-вашему, должен быть возраст данного образца?». Но что это за вопрос? В нем не возникало бы нужды, если бы техники датирования были абсолютно надежны и объективны. Вероятно, дело в том, что лаборатории знают о распространенности аномальных результатов и потому пытаются выяснить, насколько «хороши» получаемые ими данные.

Проверка методов радиометрического датирования

Если бы методы радиометрического датирования могли действительно объективно определять возраст пород, они срабатывали бы и в ситуациях, когда возраст нам точно известен; кроме того, различные методы давали бы согласованные результаты.

Методы датирования должны показывать достоверные результаты для предметов известного возраста

Есть целый ряд примеров, когда методы радиометрического датирования неверно устанавливали возраст пород (этот возраст был точно известен заранее). Один из таких примеров – калий-аргоновое «датирование» пяти потоков андезитовой лавы с горы Нгаурухо в Новой Зеландии. Хотя было известно, что лава один раз текла в 1949 году, три раза – в 1954 и еще один раз – в 1975, «установленные возрасты» варьировали от 0,27 до 3,5 млн. лет.

Все тот же ретроспективный метод породил следующее объяснение: когда порода отвердела, в ней остался «лишний» аргон из-за магмы (расплавленной породы). В светской научной литературе приводится масса примеров тому, как избыток аргона приводит к «лишним миллионам лет» при датировании пород известного исторического возраста. 14 Источником избыточного аргона, по всей видимости, служит верхняя часть мантии Земли, расположенная непосредственно под земной корой. Это вполне соответствует теории «молодой Земли» – у аргона было слишком мало времени, он просто не успел высвободиться. Но если избыток аргона привел к столь вопиющим ошибкам в датировании пород известного возраста, почему мы должны доверять этому же методу при датировании пород, возраст которых неизвестен?!

Другие методы – в частности, использование изохрон, – включают в себя различные гипотезы о начальных условиях; но ученые все больше убеждаются в том, что даже такие «надежные» методы тоже приводят к «плохим» результатам. И тут снова выбор данных основан на предположении исследователя о возрасте той или иной породы.

Доктор Стив Остин (Steve Austin), геолог, взял пробы базальта из нижних слоев Большого Каньона и из потоков лавы на краю каньона. 17 По эволюционной логике, базальт у края каньона должен быть на миллиард лет моложе базальта из глубин. Стандартный лабораторный анализ изотопов с применением изохронного датирования «рубидий-стронций» показал, что сравнительно недавний поток лавы на 270 млн. лет старше базальта из недр Большого Каньона – что, конечно же, абсолютно невозможно!

Проблемы методики

Изначально идея Либби опиралась на следующие гипотезы:

У этой теории, по мере накопления материала, стали появляться контрпримеры: анализ недавно умерших организмов иногда даёт очень древний возраст, или, наоборот, проба содержит столь огромное количество изотопа, что вычисления дают отрицательный РУ-возраст. Некоторые заведомо древние предметы имели молодой РУ-возраст (такие артефакты объявлялись поздними подделками). В итоге оказалось, что РУ-возраст далеко не всегда совпадает с истинным возрастом в тех случаях, когда истинный возраст можно проверить. Такие факты приводят к обоснованным сомнениям в случаях, когда РУ-метод применяется для датирования органических предметов неизвестного возраста, и РУ-датировка не может быть проверена. Случаи ошибочного определения возраста объясняются следующими известными недостатками теории Либби (эти и иные факторы проанализированы в книге М. М. Постникова «Критическое исследование хронологии древнего мира, в 3-х томах»,— М.: Крафт+Леан, 2000, в томе 1, стр. 311—318, написанной в 1978 году):

Резюме

Радиоуглеродная датировка – это развивающийся научный метод. Однако на каждом этапе его развития ученые безоговорочно поддерживали его общую достоверность и замолкали лишь после выявления серьезных ошибок в оценках или в самом методе анализа. Не стоит удивляться ошибкам, если учитывать количество переменных, которые должен принять во внимание ученый: атмосферные флуктуации, фоновое излучение, рост бактерий, загрязнение и человеческая ошибка.

Как часть представительного археологического исследования, радиоуглеродная датировка по-прежнему имеет крайне важное значение; просто ее нужно поместить в культурную и историческую перспективу. Разве ученый имеет право сбрасывать со счетов противоречащие археологические свидетельства только потому, что его радиоуглеродная датировка указывает на другой возраст? Это опасно. Фактически многие египтологи поддержали предположение Либби о том, что хронология Древнего Царства составлена неправильно, так как это было «научно доказано». На самом деле Либби ошибался.

Радиоуглеродная датировка полезна в качестве дополнения к другим данным, и в этом заключается ее сильная сторона. Но пока не наступит день, когда все переменные окажутся под контролем, а все ошибки будут устранены, радиоуглеродные датировки не получат окончательного слова на археологических раскопках.

Глава из книги К. Хэма, Д. Сарфати, К. Виланда под ред. Д. Баттена «КНИГА ОТВЕТОВ: РАСШИРЕННАЯ И ОБНОВЛЕННАЯ»

Грэм Хэнкок: Следы богов. М., 2006. Стр. 692-707.

В том числе и по этим причинам, описанным выше «всплывают» Бетонные пирамиды Египта и возникают загадки Хараппской цивилизации

Источник