- На Северо-Восточном Кавказе за последнее десятилетие обнаружено около десятка многослойных археологических стоянок возрастом от 0.6 до двух миллионов лет, в связи с чем возникла острая необходимость в более точном их датировании. Впервые на территории Западного Прикаспия группа ученых решила использовать метод космогенного датирования по радионуклидам и организовала совместный проект Московского госуниверситета, 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 и в ближайшие дни 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 рамках нашего проекта 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, такие как кости, волосы, кожа, ткани или древесина можно достаточно точно датировать с помощью радиоуглеродного метода (подсчитывается поштучно количество изотопа С14 в образце), который имеет предел около 50 тысяч 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 не более 200-220 тысяч лет по кварцу и 500 тысяч лет по полевому шпату, а человек на Земле появился 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 процентов, 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 двух миллионов 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.
Космогенным данный метод называется в связи с тем, что изотопы этих веществ на Земле возникают на поверхности кварца в связи с мощным космическим излучением – примерно 4-5 атомов бериллия на 1г кварца за 1 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 частых породы. Среди них есть стабильные и долгоживущие радиоизотопы. По их накопленному количеству определяют время обнажения скальной поверхности – коренных пород или крупнообломочных продуктов.
Период полураспада у изотопов бериллия огромен и позволяет датировать слои возрастом до 50 млн лет. Ускорительная часть данной 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, после чего её 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 врио 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.