Радиоуглеродное датирование (теоретические основы и практика применения)

Один камрад попросил меня рассказать на АШ про радиоуглеродное датирование. Я обещал это сделать, но только тогда, когда светила займут благоприятное положение.  Это произошло. Вчера рассказал про радиоуглеродное датирование слушателям «Говорит Москва». Внизу ссылка на радиопередачу и мой конспект. Отвечу на вопросы.

http://www.youtube.com/watch?v=IquyqLV3wXI&t=13m31s

Вначале расскажу про естественнонаучные методы датирования.

В ассоциации наук о прошлом Человечества имеется дисциплина, называемая Хронология. Профессиональные историки считают ее вспомогательной дисциплиной. Принципиально другое отношение к Хронологии в Новой Хронологии А.Т. Фоменко и Г.В. Носовского. Хронология – это самостоятельная естественнонаучная дисциплина. Здесь два ключевых слова – «самостоятельная» и «естественнонаучная». Это выводит Хронологию за рамки гуманитарной науки «История». И это вопрос принципиальный.

Авторы Новой Хронологии разработали целый пакет эмпирико-статистических (математических) методов датирования, вывели на более высокий уровень астрономические методы датирования. Это и явилось методической и инструментальной основой «Глобальной хронологической карты» и «Новой хронологической шкалы».

Кроме эмпирико-статистических и астрономических методов датирования, имеется несколько естественнонаучных методов, основанных на физических, биологических и геологических характеристиках природных и рукотворных объектов. Это радиоуглеродный, термолюминесцентный, археомагнитный, дендрохронологический, генохронологический, гляциологический, тефрохронологический, по скорости геологических процессов.

Все методы датирования подразделяются на независимые и зависимые. Например, дендрохронологическое датирование является независимым методом, но только в том случае, если мы имеем абсолютную дендрохронологическую шкалу, привязанную к растущим сегодня деревьям.  А радиоуглеродное датирование – это зависимый метод.  Он прямо и непосредственно зависит от данных дендрохронологии, по которым построена калибровочная кривая.

Все исторические и археологические методы датирования являются зависимыми. Они жестко привязаны к хронологической шкале, принятой в конкретной модели прошлого Человечества. Настроены на нее. То есть, исторические и археологические методы датирования в рамках Традиционной истории в целом подтвердят принятую в ней хронологическую шкалу. Если эти методы применять в рамках Новой Хронологии, то они подтвердят Новою хронологическую шкалу.

Теперь можно перейти к радиоуглеродному датированию.

Основы радиоуглеродного датирования разработал Либби, ученый США (химик по специальности). Он же выполнил первые датировки образцов 1949 г.

В верхних слоях атмосферы под воздействием галактических лучей из азота образуется радиоактивный изотоп углерода ¹⁴C, который, окисляясь, превращается в углекислый газ (СО₂). Кроме ¹⁴C углекислый газ содержит два стабильных изотопа углерода – ¹²C и ¹³C. ¹⁴C из верхних слоев атмосферы распространяется по всему ее объему и поступает в гидросферу. Объем продуцированного ¹⁴C зависит от интенсивности галактических лучей. Принимается, что их интенсивность в космическом пространстве постоянна в течение всего «рабочего» интервала радиоуглеродного датирования (до 50000 лет). Но в атмосфере интенсивность галактических лучей зависит от напряженности геомагнитного поля и солнечной активности. Геомагнитное поле как бы экранирует от них атмосферу Земли. Чем выше напряженность геомагнитного поля, тем ниже интенсивности космических лучей в атмосфере и ниже объем продуцированного ими ¹⁴C и наоборот. Напряженность геомагнитного поля не постоянна. Она меняется вследствие каких-то процессов в ядре и оболочках Земли. Вариации солнечной активности тоже меняют величину напряженности геомагнитного поля. Чем выше солнечная активность, тем выше напряженность геомагнитного поля и наоборот. Соответственно меняется и объем продуцированного ¹⁴C. То есть, объем продуцированного радиоактивного углерода зависит от процессов в недрах Земли и Солнечной активности.

Из атмосферы радиоактивный углерод попадает в ткани растений и распространяется по пищевой цепочки. Попадает он и в раковины моллюсков. Радиоуглеродным методом датируются древесина, листья и семена растений, древесный уголь, кости, кожа, ткани (шерстяные и хлопчатобумажные), бумага, воск, раковины моллюсков, кораллы, …

Радиоуглеродный возраст образца (это момент консервации в нем углерода) определяется на основе двух допущений (допущения Либби):

- содержание в образце радиоактивного изотопа углерода в момент его консервации было равно значению, принятому за эталон (это допущение о постоянном содержании ¹⁴С в СО₂ атмосферы на протяжении всего «рабочего» интервала радиоуглеродного датирования);

- несоответствие в момент датирования содержания ¹⁴С в образце и эталоне обусловлено только его радиоактивным распадом за время, прошедшее с момента консервации.

Содержание в образце ¹⁴С выражается числом распадов радиоактивных атомов в единицу времени (активность образца). Радиоуглеродный возраст измеряется в годах BP (before present, present = 1950 AD) и рассчитывается по формуле, в которую входят активности эталона и датируемого образца, а также период полураспада ¹⁴С. Если выполняются допущения Либби, то радиоуглеродный возраст будет соответствовать календарному. Либби оценил период полураспада ¹⁴С в 5568 лет.  Позднее этот параметр был уточнен и составляет по современным данным 5730 лет. Либби датировал в основном артефакты Древнего Египта.

Важно отметить, что Либби не датировал артефакты Средневековья.  Известный археолог академик А.В. Арциховский писал в 1956 г. прямо: «Правда, в археологии теперь применяются датировки по степени распада радиоактивного изотопа углерода. Но, во-первых, и там степень точности не более полувека или, по мнению некоторых ученых, не более двух-трех веков. Во-вторых, и это главное, для средневековья такой способ пока не может быть использован. Хронологический предел его применения, по словам его создателей, - не менее 1500 лет.» То есть, разработчики технологии радиоуглеродного датирования объяснили археологам, что для последних 1500 лет ее модификация, существующая на то время, не применима. Ключевые слова: «модификация, существующая на то время».

Считается, что современная модификация технологии радиоуглеродного датирования применима для датирования артефактов Средневековья. Она имеет одно принципиальное отличие от той, которой пользовался Либби. Как я уже сказал, для радиоуглеродного датирования нужно оценить начальное содержание радиоактивного изотопа углерода в датируемом образце. За него принимается эталон содержание в углекислом газе атмосферы Земли радиоактивного углерода в 1950 г. Это в современной модификации. В 1949 г. Андерсон (сотрудник Либби) оценил начальное содержание радиоактивного изотопа углерода по древесине живых деревьев. Так вот, у него это значение получилось равным 12,5 dpm/g. На основе этого эталона Либби выполнил первые датировки. Между 1950 и 1952 годами Либби изменил эталон радиоуглеродного датирования. Стал применять 15,3 dpm/g. На его основе датирование выполнялось до 1960 года. А сегодня применяется эталон 13,56 dpm/g. Так декларируется. То есть, мы имеем, по крайней мере, три разных эталона радиоуглеродного датирования. Я их назвал эталонами Андерсона, Либби и современным эталоном. Декларируется, что современная модификация радиоуглеродного датирования основана на эталоне 13,56 dpm/g. Что это означает практически?

Если мы примем, что эталон Андерсона соответствует реальности с некоторым систематическим сдвигом (что не удивительно при измерениях на примитивных приборах), то применение эталона Либби дает удревнение радиоуглеродных дат на 1668 лет (при периоде полураспада 5720 лет). Если примем, что современный эталон соответствует реальности, то применение эталона Либби дает удревнение на 998 лет. И здесь есть интересный момент. Но сначала отметим один из основных результатов многолетних исследований авторов Новой Хронологии. Это вывод о том, что Традиционная История (которую мы изучаем в школе) сформирована «склейкой» четырех практически однотипных хроник. Одна из них соответствует реалиям последнего тысячелетия. Она же является матрицей для формирования трех других хроник, которые сдвинуты относительно своего прототипа приблизительно на 333, 1053 и 1778 лет. Это глобальные хронологические сдвиги. В истории отдельных государств и регионов имеются и другие хронологические сдвиги.

Так вот, сдвиги радиоуглеродных дат в прошлое на 998 и 1668 лет, получаемых «игрой» эталонов, соответствуют хронологическим сдвигам хроник на 1053 и 1778 лет. Кроме того, 1668 лет – это почти точно пять хронологических сдвигов по 333 года, а 998 лет – три хронологических сдвига по 333 года. 333 года – это вовсе не случайная величина. Это один из квадипериодов (337 года) вращения светил, по которым составляются гороскопы. Напомню, что гороскопы служили в прошлом одним из способов записи дат событий. То есть, имеются гороскопы, удовлетворительные решение которых повторяются с периодом 337 лет. И если основатель современной хронологии Скалигер крупно ошибся, то его ошибки будут иметь и величину кратную 337 лет.    

Получается, что разные эталоны радиоуглеродного датирования – это способ получения радиоуглеродных дат, соответствующих «склеенной» Традиционной Истории. Я подозреваю, что радиоуглеродное сообщество применяет несколько эталонов, которые дают нужные даты. Поэтому лаборатории запрашивают исчерпывающую информацию по присланным на датирование образцам, включая их археологические или исторические даты.

Теперь вернемся к свидетельству академика А.В. Арциховского. До 1960 г. физики действительно не могли датировать артефакты Средневековья. Даты большинства из них известны по историческим данным. Их достоверность – это другой вопрос. Так вот, датирование этих артефактов только за счет нереального эталона даст сдвиг в прошлое на 998 лет. Например, артефакты Новгорода, датированные на основе эталона Либби, попали бы в первое тысячелетие нашей эры. Естественно, историки и археологии заметили бы расхождение исторических и радиоуглеродных дат. Поэтому физики и рекомендовали им не беспокоиться. Позднее в практику радиоуглеродного датирования был введен и современный эталон. На его основе стало возможно датировать и артефакты Средневековья.

Наличие в радиоуглеродном датировании разных эталонов привело к курьезу, который я назвал «Волшебная ладья фараона».  
Древесина ладьи фараона Sesostris III формально датировалась на основе всех трех рассмотренных нами эталонов. При датировке в 1949 году на основе эталона Андерсона (12,5 dpm/g) получен радиоуглеродный возраст 3700 +/- 50 ВР лет. Потом Либби датировал древесину на основе своего эталона (15,3 dpm/g). Радиоуглеродный возраст не изменился. В 1955 году Либби повторно датировал (?) древесину ладьи с эталоном 15,3 dpm/g и получил радиоуглеродный возраст 3621 +/-180 ВР лет. При датировке ладьи в 1970 году применен современный эталон (13,56 dpm/g). Радиоуглеродный возраст почти не изменился и составил 3640 ВР лет. Но получение практически одного и того же радиоуглеродного возраста при применении эталонов, активность которых отличается существенно, физически невозможно. Вернее, это возможно только в том случае, если ладья фараона Sesostris III волшебная.

Содержание ¹⁴С в СО₂ атмосферы прошлого не было постоянным и, следовательно, радиоуглеродный возраст образцов не соответствует их календарному возрасту. То есть, допущение Либби не соответствует реальности. Для перевода радиоуглеродного возраста образцов в календарный на основе дендрохронологических данных создана калибровочная кривая радиоуглеродного датирования. Она представляет собой график зависимости «календарные годы»/«радиоуглеродные годы».

Первая калибровочная кривая создана в 1970 году по бристольским соснам. Протяженность кривой более 7000 лет. Однако эта кривая и работы по построению калибровочной кривой по бристольским соснам не получили дальнейшего развития. Принятая в радиоуглеродном датировании калибровочная кривая построена по ирландским и немецким дубам. На сегодня имеются несколько ее версий с разрешение по годам (от 1 года до 20 лет).

Технология построения калибровочной кривой проста. Из стволов дубов, «законсервированных» в болотах, сделаны срезы и промерена ширина годовых колец. Получены графики «ширина годовых колец»/«годы». На основе взаимной корреляции этих графиков «собрана»  дендрохронологическая шкала, которая привязана к «живым» деревьям. Ее протяженность – несколько тысяч лет. В результате мы имеем абсолютно датированную (в календарных годах) древесину годовых колец деревьев. Остается отобрать ее образцы и датировать радиоуглеродным методом. Получается график «календарные годы»/«радиоуглеродные годы». Он и назван калибровочной кривой радиоуглеродного датирования. Ее длительность сегодня превышает 40000 лет. Но участки кривой последних тысячелетий построены по кораллам, морским и озерным донным осадкам, имеющим сезонную слоистость.

Отмечу три важных момента:

1. Калибровочная кривая радиоуглеродного датирования создавалась в рамках развития этого метода.

2. Радиоуглеродное датирование не является независимым методом. Оно прямо и непосредственно зависит от данных дендрохронологии, по которым построена калибровочная кривая.

3. Калибровочная кривая легко пересчитывается в график содержания радиоактивного изотопа углерода в атмосфере прошлого (Delta14C).

Я уже отметил зависимость объема генерации в атмосфере радиоактивного изотопа углерода от напряженности геомагнитного поля. Это дает возможность построения калибровочной кривой радиоуглеродного датирования, независимой от данных дендрохронологии. Такая кривая построена в рамках одной из научных программ и опубликована в 2004 году.

По донным отложениям бассейна Кариако (вблизи побережья Венесуэлы) изучены вариации напряженности геомагнитного поля (по величине намагниченности осадочных пород). По ним выполнен расчет содержания радиоактивного изотопа углерода в атмосфере прошлого для последних 50 тысяч лет. Результаты сопоставлены с аналогичной оценкой, выполненной по дендрохронологическим данным. Сделан вывод: эти данные совпадают поразительно (у авторов статьи «strikingly» ). Однако, вывод о поразительном совпадении относится только к данным, которыми охарактеризован временной интервал, не включающий последние 10 тысяч лет. Вот для этого интервала содержание ¹⁴C в атмосфере прошлого, оцененное по годовым кольцам деревьев (Delta14C), и объем продуцирования в атмосфере ¹⁴C, оцененный по напряженности геомагнитного поля, кардинально не соответствуют друг другу. Наибольшее несоответствие графиков отмечается в интервале 1600 до н. э. – 1800 н. э. Данные, полученные по бассейну Кариако, авторы публикации назвали «high-resolution calibration of the radiocarbon time scale back to 50,000 years before the present».

Таким образом, сегодня имеется две калибровочных кривые радиоуглеродного датирования, которые совпадают в интервале 10-40 тыс. лет назад, но кардинально не совпадают в исторический период.

Сначала расскажу про эффект Зюсса. С началом промышленной революции в атмосферу Земли начал поступать «старый углерод» (сжигание угля, а позднее, нефти и газа). В нем нет радиоактивного изотопа углерода. Это привело к тому, что в период с середины 17 века до середины 20 радиоуглеродное датирование даст один и тот же возраст образцов – «Modern». С середины 20 века в атмосферу попало большое количество радиоактивного углерода, сформированного взрывами атомных бомб (при испытаниях этого оружия в атмосфере). То есть, радиоуглеродное датирование для последних 350 лет не работает.

Если мы примем, что калибровочная кривая, построенная по геомагнитным данным, соответствует реальному положению дел, то калибровка радиоуглеродных дат по «официальной» калибровочной кривой дает их систематические сдвиги в прошлое. Артефакты 16 века датируются 12-13 веками, а артефакты 14 века – 7 веком. 

Здесь приведу несколько примеров.

Известна карта викингов, на которой показана северная часть Атлантики. Имеются сомнения в ее подлинности. Они обусловлены манерой ее исполнения, точностью очертания берегов Европы, Африки и островов, а также чернилами, которыми она нарисована. Но радиоуглеродный возраст пергамента дает 1434 год н. э., что свидетельствует в пользу подлинности карты. То есть, получается, что за полвека до Колумба викинги хорошо представляли очертания Гренландии и сопредельного с ней берега Северной Америки. Календарный возраст пергамента по альтернативной калибровочной кривой (без учета эффекта Зюсса) – 1735 год. Все становится на свои места. Никакого отношения к викингам эта карта не имеет.

Ученые изучили останки в захоронении одного из монастырей на территории Австрии. На костях имелись явные признаки того, что монах страдал сифилисом. Радиоуглеродное датирование костей дало время жизни монаха – между 1300 и 1450 годами. Но имеются многочисленные свидетельства того, что сифилис не был известен в Европе до открытия Америки. Его завезла в Старый свет команда Колумба. Это противоречие решается калибровкой радиоуглеродной даты по альтернативной кривой. Монах жил не ранее 1665 года.

 Радиоуглеродным методом датировали две украинские иконы: Икона Св. Георгий с Житием и Икона Покров (датировалась древесина). Искусствоведы датировали их концом 12 – 13 веками. Радиоуглеродное датирование дало середину – вторую половину 11 века. Получилось, что иконы написаны через несколько десятков лет после Крещения Руси (988 год). Калибровка по альтернативной кривой дает 16 век. На этом примере можно понять «смысл», калибровочной кривой радиоуглеродного датирования. Она приводит реальный календарный возраст артефактов в соответствие с хронологией, принятой в Традиционной Истории. Но при этом возникают «мелкие» несоответствия.

Особо примечательны результаты датирования перуанских артефактов.  Датировались три шерстяные идеограммы, приложенные к письменным документам. Самая поздняя дата составления одного из них 1618 год. Календарные даты идеограмм попали в период 893-1447 годов. Это объяснено тем, что они изготовлены из старых ниток. Калибровка по альтернативной кривой дает 17 век, что соответствует (с учетом точности радиоуглеродного датирования) датам документов.

Датировалась Икона Божьей Матери, которая согласно письменным источникам появилась в 1499 году в церкви св. Матфея Апостола (Рим). По краскам она датирована «не ранее 17 века». Но доска иконы датирована радиоуглеродным методом «между 1325 и 1480 годами», что подтверждает письменные источники. По альтернативной кривой – 1675-1775 годы. Последняя дата соответствует дате по краске. Обе даты не подтверждают информацию из письменных источников.

Первые смутные упоминания о цыганах в Византии датированы 10 веком. Это не прямые свидетельства о цыганах, а интерпретация каких-то фрагментов текстов.  Первые достоверные свидетельства о появлении цыган в Европе (Болгария) дотируются началом 15 века. Первые письменные свидетельства о появлении цыган на территории Англии датированы началом 16 века. Английские ученые выполнили радиоуглеродное датирование и генетическое тестирование останков 17 человек (раскопаны захоронения на одном из археологических сайтах). Радиоуглероднае дата – 10 век. Но среди останков выявлен носитель маркера мтДНК, который встречается в Европе только у цыган. Напомню, что предки цыган являются выходцами с Индостана.  Естественно, английские ученые не усомнились в результатах своих исследований и высказали объясняющие гипотезы: или свидетельства ошибочны или в 9-10 существовала возможность попадания носителей цыганских генетических маркеров из Византии в Англию. Калибровка радиоуглеродной даты по альтернативной кривой дает 1425-1525 календарные годы. Это соответствует письменным свидетельствам.

Резюмировать можно следующим образом. В соответствии с Новой Хронологией А.Т. Фоменко и Г.В. Носовского, принятая в Традиционной Истории хронология событий неверна. В свою очередь, на неверную хронологию событий «настроены» исторические и археологические методы датирования. На неверную хронологию ТИ «настроены» и естественнонаучные методы датирования, включая радиоуглеродное. Радиоуглеродное датирование, применяемое так, как оно применяется радиоуглеродным сообществом (разные эталоны и калибровочная кривая, не соответствующая реальности) дает системно искаженные даты датируемых событий.  И эти даты в целом совпадают с хронологией Традиционной истории.