Ізотопи-археологи
Археологія та природознавство! Здавалося б, що може бути спільного між цими настільки віддаленими областями науки: адже археологія вивчає минуле людства за речовими джерелами і, отже, відноситься до розряду суспільних наук. Але виявляється, що бувають випадки, коли ці науки досить близько стикаються. Протягом багатьох років на території стародавнього Новгорода працювала експедиція Інституту археології Академії наук. Під час розкопок було виявлено величезну кількість предметів матеріальної культури – від кораблів до посуду та іграшок включно. Як визначити, в якому столітті ці речі були створені?
Відповісти на ці запитання допомогли … звичайні колоди. Як відомо, древні новгородці свої вулиці застеляли дерев’яними мостовими. У культурному шарі, товщина якого досягає 9 метрів, деревина добре збереглася. Нові мостові накладалися прямо поверх старих. Так, розкопуючи , наприклад, район, прилеглий до древньої Великої вулиці, розкрили 32 настили мостових, що лежать один на іншому. Цей своєрідний «листковий пиріг» утворився за шість століть. Необхідно було визначити, через які проміжки часу новгородці настилали нові мостові, оскільки одночасно з мостовими, очевидно, перебудовувалися окремі ділянки міста.
Тоді-то і знадобився так званий метод дендрохронології, що дозволяє по річних кільцях деревини визначити вік даного дерева. Відомо, що на стовбурі дерева щороку утворюється одне кільце, причому за сприятливих умов воно буває товстим, а при несприятливих – тонким. Так як основними умовами, що визначають зростання річного кільця, в першу чергу є температура і вологість, то всередині певної кліматичної зони поєднання товстих і тонких кілець на деревах, які виросли в однакових умовах, збігається. Таким чином, річні кільця – це своєрідний літопис лісу.
Ось ці-то особливості росту дерев використовували археологи. Вивчаючи річні кільця колод, виявлених під час археологічних розкопок, можна відновити історію сприятливих і несприятливих умов у певні роки життя лісу , протягом від 50 до 150 років. А зіставивши ці умови у різних колод і знайшовши збіги річних коливань, ми можемо по зовнішньому кільцю визначити, коли дана колода була зрубана. Так можна встановити відносне датування пам’ятника з точністю до одного року.
Археологи з’ясували, що мостова новгородської Великої вулиці, побудована в десятих роках XIV століття, існувала 29 років. Потім після сильної пожежі, під час якої згоріло кілька садиб і обгоріла бруківка, зробили новий настил. Він існував 26 років. Наступна бруківка протрималася тільки 13 років, потім 15 років і т. д. Точні хронологічні дати зміни мостових Великої вулиці дозволили археологам відновити історію забудови даної ділянки стародавнього Новгорода і разом з цим визначити час побутування величезної кількості археологічних знахідок.
Подібний зв’язок археології з природничими науками не випадковість. Так, один з найважливіших розділів археології, первісна археологія, змогла отримати свій розвиток завдяки еволюційній теорії. Адже саме представники природничих наук – антропологи і геологи під час своїх наукових пошуків видобули і вивчили матеріал з історії походження людини на початкових етапах існування людського суспільства і, таким чином, явилися піонерами первісної археології.
Ці зв’язки не перервалися і надалі, а можливості використання методів природничих наук для цілей і потреб археології зросли. В даний час для відкриття і дослідження археологічних пам’яток застосовується більше 40 методів, запозичених з різних областей природничих наук. Про деякі з них нам і хотілося б розповісти далі.
АРХЕОЛОГІЯ … З ПОВІТРЯ
Поселення, споруда або навіть окрема річ, що служила людині в давнину, як правило, приховані під землею. Для того, щоб їх виявити, потрібно докласти чимало зусиль. Давно, проте, вже минув час, коли археологи покладалися на випадкові знахідки. Розроблена власна археологічна методика пошуків – розвідок. Поселення виявляється по ряду зовнішніх ознак, починаючи з його місця розташування на земній поверхні (наприклад, в Середній Росії в давнину були заселені всі миси над долинами річок) і кінчаючи кольором землі або рослинності, відмінних від поверхневого покриву того місця, де колись було древнє спорудження. Досвідчений археолог не тільки знає, де слід шукати той чи інший археологічний об’єкт, але і заздалегідь передбачає, до якої епохи він відноситься.
Останнім часом величезну роль у відкритті археологічних пам’яток стала грати аерофотозйомка, що дозволяє за кольором і формою рельєфу місцевості визначити можливе місцеперебування первісних стоянок і могильників. Як відомо, саме аерофотозйомка допомогла знаменитій Хорезмській експедиції виявити серед химерних обрисів піщаних барханів контури веж і стін засипаних стародавніх міст.
Але ось до всіх цих методів приєднується запозичена у геофізиків розвідка за допомогою вимірювання електропровідності і опору верхніх шарів ґрунту. Ми знаємо, що електропровідність ґрунту змінюється залежно від вологості і розчинених у ній солей. Волога земля, яка заповнює стародавні рови, канави, виявляється більш електропровідною, що дає чітку криву на кресленні, зробленому за допомогою потенціометра. За цими даними складається карта опорів і профіль даної місцевості, після чого намічаються контури споруд. Таким чином, археологи отримують можливість буквально «бачити під землею» і складати плани цікавлячих їх об’єктів ще до розкопок.
Ось що відбулося одного разу в Італії. Археолог Е. Карабеллі і геофізик К. Лерічі проводили дослідження в провінції Тоскана. Аерофотозйомками в цьому районі були виявлені горби стародавнього могильника. Що знаходиться там всередині, під землею? Археологи вирішили почекати з розкопками. За допомогою потенціометра вони виміряли опір різних верств пагорбів і склали докладний план їх внутрішньої підземної частини. З’ясувалося, що під землею знаходяться поховання, розташовані в поглиблених порожнистих камерах. Оскільки ці камери були точно зафіксовані, можна було за допомогою електробура проробити в кожній з них з поверхні землі отвір. Вчені спустили всередину спеціально сконструйований фотоапарат для зйомки під землею. Отримані знімки дозволили ще до початку розкопок точно позначити не тільки пристрій могил, але і положення кожного предмета під землею. Так були розкриті етруські поховання початку першого тисячоліття до нашої ери.
ІЗОТОП ХРОНОЛОГ
Але ось археологічний пам’ятник відкритий і розкопаний. Тепер знайдені речі надходять в лабораторію для глибокого дослідження.
Коли ж ці пам’ятники і речі були зроблені? Адже для того, щоб «нім » археологічна знахідка заговорила, необхідно, перш за все, визначити, до якого часу відносяться знайдені під час розкопок залишки.
Як відомо, проблема датувань в археології – одна з найскладніших. Навіть для епох, коли вже існувала писемність, часто буває важко встановити, коли виникло або загинуло знайдене в розкопках поселення, в який період була виготовлена та чи інша річ. Але археологи мають справу з гігантським відрізком історії людства, коли писемності взагалі не було. Як же бути в цьому випадку?
Існують цілі системи спеціальних власне археологічних методів датувань. В одному і тому ж шарі, наприклад, можуть бути виявлені датовані і недатовані предмети. Тоді час виготовлення останніх легко встановлюється зіставленням.
Речі можуть бути датовані за своїм типом, характерним для кожного історичного періоду, з техніки виготовлення і т. д., що дозволяє майже безпомилково віднести той чи інший предмет до великих історичних епох. Але як встановити абсолютні дати? Це дуже важке завдання. Подібні історичні процеси протікали в різних точках земної кулі в різний час. Наприклад, кам’яна сокира, якою європейці користувалися в III тисячолітті до нашої ери, а єгиптяни – в VI тисячолітті до нашої ери, у тайманійців була у вжитку в XVIII столітті нашої ери. Як же встановити дату виготовлення такої сокири?
І ось поряд з застосовуваними в археології геологічними, астрономічними, палеокліматологічними і вищеописаними дендрохронологічними способами порівняно недавно з’явився новий оригінальний метод датувань – радіокарбонний аналіз. Його подарували археологам фізики. За допомогою цього методу визначається вміст у викопних органічних залишках ізотопу вуглецю С-14. Сутність цього методу полягає в тому, що всі рослини, а відповідно і поїдаючі їх живі істоти засвоюють з повітря певну кількість ізотопу вуглецю С -14. Після смерті живого організму кількість ізотопу в органічних залишках починає спадати, і величина його розпаду може бути виміряна. Таким чином, можна встановити час, коли було зрубано дерево або існувала та тварина, залишки якої знайдені при розкопках.
У Петербурзькому відділенні Інституту археології, в спеціально створеній лабораторії, для визначення віку органічних залишків за допомогою радіокарбонного аналізу було визначено вік дерев’яних зрубів, знайдених при розкопках відомих Пазирикських курганів на Алтаї.
Було встановлено, що вони відносяться до IV століття до нашої ери. Таких прикладів можна було б навести чимало. В результаті подібних досліджень багато уявлень в світовій археології абсолютно змінилися. Так, наприклад, виявилося, що епоха раннього неоліту в Європі відноситься до VI тисячоліття до нашої ери замість IV тисячоліття, як це припускали раніше. На новій хронології ґрунтується важливий висновок про те, що народи Європи в епоху неоліту не відставали в своєму розвитку від країн Сходу.
Далі буде.
Автор: Б. А. Колчин, А. Л. Монгайт.