Уводзіны ў археалогію
Браян М. Фэйган
Выдавец: Беларускі Фонд Сораса
Памер: 272с.
Мінск 1996
Радыевугляродныя ўзоры можна атрымаць з многіх арганічных матэрыялаў. Для аналізу патрабуецца каля жмені драўніннага вугалю альбо абпаленыя косці, ракавіны, валасы, дрэва ці іншыя арганічныя матэрыялы. Гэта азначае, што толькі некаторыя сапраўдныя артэфакты можна датаваць з дапамогай гэтага метаду, бо драўляныя і іншыя арганічныя рэчы даволі рэдка захоўваюцца. Але часта для датавання выкарыстоўваюць вугаль з ачагоў. Узоры старанна збіраюць з захаваннем асаблівага стратыграфічнага кантэксту, так што па гэтых узорах можна датаваць дак-
ладнае іх месцазнаходжанне альбо пэўную структуру, у якую яны ўваходзяць.
У лабараторных умовах узоры пераўтвараюць у газ, які нагнятаюць ў прапарцыянальны лічыльнік. Выпраменьванне бэта-часцінак звычайна вымяраецца на працягу 24 гадзін. Вынікі падлікаў выкарыстоўваюць пасля для вызначэння часу. Калі радыевугляродная дата. вызначана ў лабараторных умовах, трэба рабіць скідку на статыстычны плюс альбо мінус-фактар. Напрыклад, лічба 3600± 200 гадоў (200 гадоў абазначаюць дапушчальную норму адхіленняў) азначае, што ў двух выпадках з трох дакладная дата знаходзіцца паміж лічбамі 3400 і 3800. Калі ж мы падвоім дапушчальную норму адхіленняў, то верагоднасць таго, што дакладны час знаходзіцца паміж 3200 і 4000 гадоў, складзе 19 з 20. Радыевугляродным датаваннем можна шырока карыстацца, таму што яно статыстычна набліжана да рэчаіснасці.
Традыцыйны радыевугляродны метад заснаваны на вымярэнні хуткасці распаду бэта-прамянёў. Больш сучасным з’яўляецца спосаб, калі для радыевугляроднага датавання выкарыстоўваюць паскаральнік зараджаных часцінак (ПЗЧ), у якім адбываецца кіруемы працэс падліку атамаў 14С. Гэта дазваляе значна хутчэй, чым пры вымярэнні радыеактыўнага распаду, вызначыць дату. Для гэтага патрабуюцца такія маленькія ўзоры, што можна датаваць, напрыклад, асобнае гадавое кольца дрэва. Датаванне з дапамогай паскаральніка асабліва эфектыўнае для вызначэння часу існавання амінакіслот з касцявога калагену. Але так можна датаваць амаль любы матэрыял, нават самыя дробныя рэшткі, якія захаваліся, напрыклад на паглыбленні для ручкі на металічных прыладах. Другая значная перавага такога спосабу датавання заключаецца ў тым, што яна дае магчымасць выкарыстоўваць такія матэрыялы, як драўнінны вугаль, звязаны з хатнім ачагом; вельмі часта маленькія фрагменты арганічных матэрыялаў прымацоўваюцца да іншых аб’ектаў. Гэта дае магчымасць датаваць, напрыклад, сапраўдны кукурузны пачатак з Паўднёва-заходняй пячоры. Такі спосаб датавання ранняй сельскагаспадарчай культуры значна лепшы, чым вызначэнне часу толькі праз выкарыстанне закону сувязі. Для гэтага трэба было б звязаць пачатак з датаваным аб’ектам нерухомасці альбо з ізаляваным узорам драўніннага вугалю. У наш час каля адной трэцяй з усіх радыевугляродных дат — паскаральнагенерыраваныя, якія часта дасягаюць высокай дакладнасці.
Радыевугляроднае датаванне з выкарыстаннем бэта-выпраменьванняў практычна абмежавана толькі часам, паміж 40000 і 60000 гадамі. Даследчыкі спрабавалі вызначыць атамы 14С непасрэдна ў паскаральніку часцінак, што магло пашырыць мяжу радыевугляроднага датавання ажно да 100 тыс. гадоў назад. Але ў наш час магчымасці ўсё ж абмежаваны прыблізна 70 тыс. гадоў, перш за ўсё з-за радыеактыўнага забруджання, якое трапляе ў глебу праз карані.
Дж.Р. Арнольд і В.Ф. Лібі першымі адкрылі радыевугляроднае датаванне ў канцы 1940-х гадоў. Яны параўналі радыевугляродныя паказчыкі з датамі аб’ектаў вядомага часу, такіх, як старажытныя егіпецкія лодкі. Гэтыя аналізы дазволілі меркаваць, што радыевугляроднае датаванне з’яўляецца даволі дакладным для археалагічных мэт. Але праз 25 гадоў, калі археолагі лічылі, што ўрэшце знойдзены дакладны і надзейны спосаб датавання мінулага, было апублікавана некалькі радыевугляродных дат гадавых кольцаў доўгажывучых каліфарнійскіх соснаў. Усе даты часу існавання дрэў да 1200 г. да н.э. былі заканамерна паменшаны.
Выявілася, што Лібі памылкова меркаваў, быццам канцэнтрацыя радыевугляроду ў атмасферы была нязменнай на працягу доўгіх часоў і што дагістарычныя арганічныя рэчывы ў час свайго існавання ўтрымлівалі такую ж колькасць радыевугляроду, як і сучасныя. Фактычна ж змены зямных магнетычных палёў і сонечнай актыўнасці значна ўплываюць на канцэнтрацыю радыевугляроду ў атмасферы і ў жывых арганізмах.
Аднак ёсць магчымасць удакладніць радыевугляродныя даты да 4500 г. да н.э. з дапамогай храналогіі па гадавых кольцах дрэў, якія забяспечваюць археолагаў абсалютна дакладнымі звесткамі. Прыклад удакладнення радыевугляроднай храналогіі апошніх 6000 гадоў можна ўбачыць у табліцы. Праверыць даты, ранейшыя за 4500 г. да н.э., немагчыма, бо гэты час не ахоплівае храналогія па гадавых кольцах. Але для ранніх часоў абсалютная дакладнасць з’яўляецца менш значнай, таму што гэтыя часовыя межы менш дакладныя.
Нягледзячы на храналагічныя і тэхнічныя абмежаванні, радыевугляроднае датаванне мае вялікае значэнне. 3 дапамогай радыевугляродных аналізаў былі датаваны рэшткі некалькіх афрыканскіх паляўнічых-збіральнікаў, якія адносіліся да часу болып за 50 тыс. гадоў таму, а таксама палеа-індзейскага бізона, забітага на Вялікіх Раўнінах
больш за 11 тыс. гадоў таму. Радыевугляродны метад дапамог стварыць храналогію для часу, калі зараджаліся земляробства і цывілізацыі ў Новым і Старым Свеце. Радыевугляродныя даты дапамагаюць развіваць сапраўды сусветную храналогію, да якой можна прывязаць такія вялікія падзеі, як станаўленне пісьменных цывілізацый, напрыклад у Кітаі і Перу. Першабытная гісторыя свету ад 40000 гадоў таму да гістарычных часоў амаль цалкам датавана дзякуючы радыевугляроднаму метаду. Аднак найбольш «абмежаваныя» радыевугляродныя даты (да 40 тыс. гадоў) з’яўляюцца ўрэшце самымі раннімі.
Ранняя дагісторыя
Да 40 тыс. гадоў таму быў перыяд, які вельмі слаба датаваны. Некалькі эксперыментальных метадаў датавання, такіх, як уранава-торыевы і іншыя віды уранавых метадаў, зараз знаходзяцца ў стадыі апрабацыі. Магчыма, яны змогуць запоўніць праоел, але ўжыванне іх у археалогіі пакуль абмежавана. Као пазнаёміцца з гэтымі і іншымі эксперыментальнымі метадамі, звяртайцеся да раздзелу «Дадатковая літаратура».
Час паміж 75 тыс. і 500 тыс. гадоў таму быў перыядам павольнай чалавечай культурнай эвалюцыі. У гэты час упершыню з’явіўся Homo sapiens у археалагічных крыніцах. Сёння мы не ведаем дакладна, калі і як з’явіліся першыя сучасныя людзі. Зразумела, што на гэтыя пытанні адкажуць новыя метады датавання і новыя археалагічныя помнікі.
Калій-аргонавае датаванне
Некаторыя вельмі старажытныя археалагічныя помнікі могуць быць датаваны з дапамогай метаду падліку радыеактыўнасці, які вядомы як калій-аргонавае датаванне. Геолагі карыстаюцца гэтым метадам для вызначэння парод ад 4—5 млрд. да 100 тыс. гадоў таму. Калій (К) — адзін з найбольш распаўсюджаных элементаў зямной кары, ён ёсць амаль у кожным мінерале. Натуральны калій утрымлівае нязначную колькасць атамаў радыеактыўнага 40К. 3 кожных 100 атамаў 40К адзінаццаць ператвараюцца падчас распаду ў 40Аг — інертны газ. Ён лёгка выдзяляецца з матэрыялу ў працэсе дыфузіі падчас фарміравання лавы
і іншых парод, якія паддаюцца плаўленню. Калі вулканічная парода крысталізуецца, колькасць 40Аг зніжаецца амаль да нуля, але працягваецца распад 40К і 11 % з кожных 100 атамаў 40К працягваюць ператварацца ў 40Аг. Такім чынам, ёсць магчымасць з дапамогай спектрометра вымяраць канцэнтрацыю 40Аг у мінерале, якая назіралася ў ім з часу фарміравання.
Шматлікія археалагічныя помнікі накшталт Алдувайскай цясніны ў Танзаніі фарміраваліся падчас псрыяду інтэнсіўнай вулканічнай актыўнасці. На такіх помніках вызначаюцца даты сучасных вулканічных рэшткаў, якія часам месцяцца над альбо пад пластом, дзе залягаюць прылады працы і косці жывёл. Луіс і Мэры Лікі змаглі вызначыць калій-аргонавым метадам даты артэфактаў і касцей у Алдуваі. Знойдзеныя імі рэшткі старажытнага чалавека датуюцца 1,5 млн. гадоў таму.
3 дапамогай калій-аргонавага метаду можна вызначыць яшчэ больш раннія даты, як, напрыклад, на помніках у Хадары ў Эфіопіі ці Лаэтолі ў Танзаніі. Абодва знаходзяцца ва Усходняй Афрыцы. Вулканічныя матэрыялы, звязаныя з раннімі фрагментамі чалавечай дзейнасці на гэтых помніках, датуюцца часам, большым за 3 млн. гадоў. Каменныя адшчэпы і прылады для сячэння з Кобі Фора на поўначы Кеніі датуюцца прыблізна 2,3 млн. гадоў.
Як і 14С, калій-аргонавыя даты маюць стандартную норму адхіленняў — некалькі дзесяткаў тысяч гадоў для помнікаў ранняга плейстацэну. 3 іншага боку, дзякуючы таму што некалькі найбольш значных ранніх архсалагічных помнікаў знаходзяцца ў вулканічнаактыўных рэгіёнах, мы маем умоўную храналогію самага ранняга перыяду чалавечай эвалюцыі, болып дакладную, чым навуковыя меркаванні папярэдніх пакаленняў. 3 дапамогай калій-аргонавага метаду можна нават вызначыць рэчы ўзростам ад 1 да 3 млн. гадоў, як на помніках Усходняй Афрыкі. Там стандартныя адхіленні знаходзяцца ў межах ад 20 тыс. да 50 тыс. гадоў. Нядаўнія ўдасканаленні ў тэхналогіі датавання дазволілі як знізіць статыстычныя адхіленні, так і пашырыць межы калій-аргонавых дат на 100 тыс. гадоў. Магчыма, калі-небудзь з дапамогай калій-аргонавай сістэмы можна будзе датаваць і помнікі адносна нядаўнія — узростам 40 тыс. гадоў, чаго нельга зрабіць радыевугляродным метадам. Апошнім часам некалькі эксперыментальных хранаметрычных метадаў, такіх, як датаванне шляхам расшчаплення мінералаў і некаторых відаў шкла накшталт
абсідыяну, дапамагаюць пацвярджаць дакладнасць калійаргонавых дат.
Археолагі пры вывучэнні часу абапіраюцца на дакладныя стратыграфічныя раскопкі, запісы і дастаткова доказныя эксперыментальныя метады датавання. Факты і вынікі аналізаў, здабытыя такім чынам, забяспечваюць нас умоўнай шкалой часу сусветнай дагісторыі. Калій-аргонавыя даты ахопліваюць час зд узнікнення чалавекападобных істот — не менш за 2,5 млн. гадоў таму — і да з’яўлення Homo erectus каля 1,5 млн. гадоў таму. 3 дапамогай радыевугляроднага метаду вызначаюць даты самага ранняга пячорнага мастацтва Заходняй Еўропы раней за 20000 г. да н.э., пачатак землеапрацоўкі на Блізкім Усходзе да 8000 г. да н.э. Вядома, што жыхары Месапатаміі жылі ў даволі вялікіх гарадах-дзяржавах да 3100 г. н.э., а час росквіту Альмекаў у Мексіцы да 1000 г. да н.э. Дэндрахраналогія вызначае даты да 1150 г. н.э., а гістарычныя запісы і артэфакты вядомага ўзросту даюць магчымасць перакрыжавана датаваць сотні помнікаў у Еўропе і Амерыцы на працягу тысячагоддзяў нядаўняй гісторыі. Такім чынам, існуе першая ўмоўная храналогія для сапраўды глабальнай сусветнай гісторыі і дагісторыі.