Изотопы-археологи

Археология и естествознание! Казалось бы, что может быть общего между этими столь отдаленными областями науки: ведь археология изучает прошлое человечества по вещественным источникам и, следовательно, относится к разряду общественных наук. Но оказывается, что бывают случаи, когда эти науки довольно близко соприкасаются. В течение многих лет на территории древнего Новгорода работала экспедиция Института археологии Академии наук. Во время раскопок было обнаружено огромное количество предметов материальной культуры — от кораблей до посуды и игрушек включительно. Как определить, в каком веке эти вещи были созданы?

Ответить на эти вопросы помогли… обыкновенные бревна. Как известно, древние новгородцы свои улицы застилали деревянными мостовыми. В культурном слое, толщина которого достигает 9 метров, древесина хорошо сохранилась. Новые мостовые накладывались прямо поверх старых. Так, раскапывая, например, район, прилегающий к древней Великой улице, вскрыли 32 настила мостовых, лежащих один на другом. Этот своеобразный «слоеный пирог» образовался за шесть веков. Необходимо было определить, через какие промежутки времени новгородцы настилали новые мостовые, так как одновременно с мостовыми, очевидно, перестраивались отдельные участки города.

Тогда-то и понадобился так называемый метод дендрохронологии, позволяющий по годичным кольцам древесины определить возраст данного дерева. Известно, что на стволе дерева каждый год образуется одно кольцо, причем при благоприятных условиях оно бывает толстым, а при неблагоприятных — тонким. Так как основными условиями, определяющими рост годичного кольца, в первую очередь являются температура и влажность, то внутри определенной климатической зоны сочетание толстых и тонких колец на деревьях, выросших в одинаковых условиях, совпадает. Таким образом, годичные кольца — это своеобразная летопись леса.

Вот эти-то особенности роста деревьев использовали археологи. Изучая годичные кольца бревен, обнаруженных во время археологических раскопок, можно восстановить историю благоприятных и неблагоприятных условий в определенные годы жизни леса, на протяжении от 50 до 150 лет. А сопоставив эти условия у разных бревен и найдя совпадения годичных колебаний, мы можем по внешнему кольцу определить, когда данное бревно было срублено. Так можно установить относительную датировку памятника с точностью до одного года.

Археологи выяснили, что мостовая новгородской Великой улицы, построенная в десятых годах XIV века, существовала 29 лет. Затем после сильного пожара, во время которого сгорело несколько усадеб и обгорела мостовая, сделали новый настил. Он существовал 26 лет. Следующая мостовая продержалась только 13 лет, затем 15 лет и т. д. Точные хронологические даты смены мостовых Великой улицы позволили археологам восстановить историю застройки данного участка древнего Новгорода и вместе с этим определить время бытования огромного количества археологических находок.

Подобная связь археологии с естественными науками не случайность. Так, один из важнейших разделов археологии, первобытная археология, смогла получить свое развитие благодаря эволюционной теории. Ведь именно представители естественных наук — антропологи и геологи во время своих научных изысканий добыли и изучили материал по истории происхождения человека на начальных этапах существования человеческого общества и, таким образом, явились пионерами первобытной археологии.

Эти связи не прервались и в дальнейшем, а возможности использования методов естественных наук для целей и нужд археологии возросли. В настоящее время для открытия и исследования археологических памятников применяется более 40 методов, заимствованных из различных областей естественных наук. О некоторых из них нам и хотелось бы рассказать дальше.

АРХЕОЛОГИЯ… С ВОЗДУХА

Поселение, постройка или даже отдельная вещь, служившая человеку в древности, как правило, скрыты под землей. Для того, чтобы их обнаружить, требуется приложить немало усилий. Давно, однако, уже прошло время, когда археологи полагались на случайные находки. Разработана собственная археологическая методика поисков-разведок. Поселение обнаруживается по ряду внешних признаков, начиная с его местоположения на земной поверхности (например, в Средней России в древности были заселены все мысы над долинами рек) и кончая цветом земли или растительности, отличных от поверхностного покрова того места, где некогда было древнее сооружение. Опытный археолог не только знает, где следует искать тот или иной археологический объект, но и заранее предвидит, к какой эпохе он относится.

В последнее время громадную роль в открытии археологических памятников стала играть аэрофотосъемка, позволяющая по цвету и форме рельефа местности определить возможное местопребывание первобытных стоянок и могильников. Как известно, именно аэрофотосъемка помогла знаменитой Хорезмской экспедиции обнаружить среди причудливых очертаний песчаных барханов контуры башен и стен засыпанных древних городов.

Но вот ко всем этим методам присоединяется заимствованная у геофизиков разведка с помощью измерения электропроводимости и сопротивления верхних слоев почвы. Мы знаем, что электропроводимость почвы изменяется в зависимости от влажности и растворенных в ней солей. Влажная земля, которая заполняет древние рвы, канавы, оказывается более электропроводимой, что дает четкую кривую на чертеже, сделанном с помощью потенциометра. По этим данным составляется карта сопротивлений и профиль данной местности, после чего намечаются контуры сооружений. Таким образом, археологи получают возможность буквально «видеть под землей» и составлять планы интересующих их объектов еще до раскопок.

Вот что произошло однажды в Италии. Археолог Э. Карабелли и геофизик К. Леричи проводили исследования в провинции Тоскана. Аэрофотосъемкой в этом районе были обнаружены всхолмления древнего могильника. Что находится там внутри, под землей? Археологи решили подождать с раскопками. С помощью потенциометра они измерили сопротивление разных слоев холмов и составили подробный план их внутренней подземной части. Выяснилось, что под землей находятся погребения, расположенные в углубленных полых камерах. Поскольку эти камеры были точно зафиксированы, можно было с помощью электробура проделать в каждой из них с поверхности земли отверстие. Ученые спустили вовнутрь специально сконструированный фотоаппарат для съемки под землей. Полученные снимки позволили еще до начала раскопок точно обозначить не только устройство могил, но и положение каждого предмета под землей. Так были вскрыты этрусские погребения начала первого тысячелетия до нашей эры.

ИЗОТОП ХРОНОЛОГ

Но вот археологический памятник открыт и раскопан. Теперь найденные вещи поступают в лабораторию для глубокого исследования.

Когда же эти памятники и вещи были сделаны? Ведь для того, чтобы «немая» археологическая находка заговорила, необходимо, прежде всего, определить, к какому времени относятся найденные во время раскопок остатки.

Как известно, проблема датировок в археологии — одна из самых сложных. Даже для эпох, когда уже существовала письменность, часто бывает трудно установить, когда возникло или погибло найденное в раскопках поселение, в какой период была изготовлена та или иная вещь. Но археологи имеют дело с гигантским отрезком истории человечества, когда письменности вообще не было. Как же быть в этом случае?

Существуют целые системы специальных собственно археологических методов датировок. В одном и том же слое, например, могут быть обнаружены датированные и недатированные предметы. Тогда время изготовления последних легко устанавливается сопоставлением.

Вещи могут быть датированы по своему типу, характерному для каждого исторического периода, по технике изготовления и т. д., что позволяет почти безошибочно отнести тот или иной предмет к большим историческим эпохам. Но как установить абсолютные даты? Это очень трудная задача. Сходные исторические процессы протекали в различных точках земного шара в разное время. Например, каменный топор, которым европейцы пользовались в III тысячелетии до нашей эры, а египтяне — в VI тысячелетии до нашей эры, у тайманийцев был в употреблении в XVIII веке нашей эры. Как же установить дату изготовления такого топора?

И вот наряду с применяемыми в археологии геологическими, астрономическими, палеоклиматологическими и вышеописанным дендрохронологическим способами сравнительно недавно появился новый оригинальный метод датировок — радиокарбонный анализ. Его подарили археологам физики. С помощью этого метода определяется содержание в ископаемых органических остатках изотопа углерода С-14. Сущность этого метода заключается в том, что все растения, а соответственно и поедающие их живые существа усваивают из воздуха определенное количество изотопа углерода С-14. После смерти живого организма количество изотопа в органических остатках начинает убывать, и величина его распада может быть измерена. Таким образом, можно установить время, когда было срублено дерево или существовало то животное, остатки которого найдены при раскопках.

В Петербургском отделении Института археологии, в специально созданной лаборатории, для определения возраста органических остатков с помощью радиокарбонного анализа был определен возраст деревянных срубов, найденных при раскопках известных Пазырыкских курганов на Алтае.

Было установлено, что они относятся к IV веку до нашей эры. Таких примеров можно было бы привести немало. В результате подобных исследований многие представления в мировой археологии совершенно изменились. Так, например, оказалось, что эпоха раннего неолита в Европе относится к VI тысячелетию до нашей эры вместо IV тысячелетия, как это предполагали раньше. На новой хронологии основывается важный вывод о том, что народы Европы в эпоху неолита не отставали в своем развитии от стран Востока.

Продолжение следует.

Автор: Б. А. Колчин, А. Л. Монгайт.