Как датируют находки: радиоуглерод, дендрохронология, стратиграфия

Спор о древности почти всегда упирается в вопрос о датах. Насколько надёжны цифры, которые называют археологи, откуда они берутся и можно ли их проверить, не полагаясь на чужое слово.

Вопрос законный, и ответ на него не требует доверия. Методы датирования описаны, их погрешности известны и публикуются вместе с результатами, а разные методы независимы друг от друга и проверяются взаимно.

Разберём три основных подхода и то, как они друг друга страхуют.

Стратиграфия: что выше, то моложе

Самый старый метод не даёт абсолютных цифр, зато даёт порядок событий.

Принцип сформулировал ещё в XVII веке Николас Стено: в ненарушенной последовательности слоёв нижние отложились раньше верхних. Для археологии это означает, что находка из нижнего слоя старше находки из верхнего, а объект, прорезающий слой, моложе этого слоя.

Практика сложнее теории. Слои перемешивают норы животных, перекопы, ямы, позднейшие погребения. Значительная часть полевой работы уходит именно на то, чтобы распознать нарушения. Ошибки такого рода — обычная причина ложных сенсаций: предмет из позднего перекопа, оказавшийся в древнем слое, выглядит невероятной находкой, пока не прочитан разрез.

К стратиграфии примыкает типология: последовательность форм керамики, наконечников, застёжек. Метод восходит к работам Флиндерса Питри, выстроившего додинастические египетские погребения в ряд по изменению форм сосудов.

Радиоуглерод: часы в органике

Метод предложил Уиллард Либби в конце 1940-х годов; в 1960 году он получил за это Нобелевскую премию.

Живой организм обменивается углеродом со средой и поддерживает постоянную долю радиоактивного изотопа углерода-14. После смерти обмен прекращается, и содержание изотопа падает: за 5730 лет вдвое. Измерив остаток, получают время, прошедшее с гибели организма.

Метод работает на органике: дереве, угле, костях, зёрнах, тканях, семенах. Предел — порядка пятидесяти тысяч лет.

Ограничения известны и учитываются.

• Содержание углерода-14 в атмосфере колебалось. Поэтому сырую дату переводят в календарную по калибровочной кривой, построенной по годичным кольцам деревьев, кораллам и другим независимо датированным материалам. Кривая регулярно уточняется международными рабочими группами.
• Морские организмы дают систематически более древние даты из-за резервуарного эффекта; поправка вводится отдельно.
• Датируется смерть организма, а не событие. Балка из старого дерева даст возраст дерева, а не постройки. Эту проблему называют эффектом старой древесины и обходят, выбирая короткоживущие образцы: зёрна, ветки, семена.
• Загрязнение образца более молодым или более древним углеродом искажает результат, поэтому пробы очищают по стандартным протоколам.

Современный вариант метода использует ускорительную масс-спектрометрию: она считает атомы напрямую и требует миллиграммов вещества вместо граммов.

Дендрохронология: календарь по кольцам

Дерево наращивает по кольцу в год, и ширина кольца зависит от погоды. Последовательность широких и узких колец образует узор, одинаковый для деревьев одного региона.

Сопоставляя перекрывающиеся образцы — живые деревья, брёвна старых построек, стволы из болот и торфяников, — строят непрерывные хронологии. Европейские дубовые ряды покрывают более десяти тысяч лет.

Метод даёт точность до года, а иногда и до сезона, если сохранилось подкоровое кольцо. Он же служит основой для калибровки радиоуглерода: кольцо известного года даёт эталонное содержание углерода-14.

Именно взаимная проверка делает систему устойчивой. Дендрохронология калибрует радиоуглерод, радиоуглерод датирует материал за пределами дендрорядов, стратиграфия задаёт порядок, а несовпадения становятся предметом отдельного исследования.

Остальной набор

Для материалов без органики есть свои методы. Люминесцентные — оптически стимулированная и термолюминесценция — показывают, когда зёрна кварца последний раз видели свет или когда керамику последний раз обжигали. Калий-аргоновый и аргон-аргоновый методы датируют вулканические слои и потому применяются к древнейшим стоянкам. Урановые ряды датируют натёки в пещерах, что позволило подступиться к возрасту наскальной живописи. Археомагнитный метод использует запись направления магнитного поля в обожжённой глине.

Расхождения между методами существуют и обсуждаются открыто. Классический пример — датировка извержения вулкана Санторин: естественнонаучные данные указывают на более раннюю дату, чем реконструкция по египетской хронологии, и спор идёт десятилетиями.

Такие споры и есть нормальное состояние науки. Даты в археологии — не декларации, а измерения с погрешностью, полученные разными способами и сходящиеся в пределах этой погрешности. Проверить их может любой, у кого есть образец и доступ к лаборатории, и именно этим они отличаются от чисел, которые называют без указания метода.