Способы датировки событий. - Время и способы датировки событий

Существуют различные методы датировки событий

Физические

    - Радиоуглеродный анализ - Термолюминесцентный метод - Уран-ториевый метод

Химические

- Метод гидратации обсидиана

Геологические

- Стратиграфия

Биологические

- Дендрохронология

Лингвистические

- Глоттохронология

Опишем подробнее некоторые из них.

Радиоуглеродный анализ -- физический метод датирования биологических останков, предметов и материалов биологического происхождения путем измерения соотношения содержания в материале изотопов углерода. Предложен Уиллардом Либби в 1946 году (Нобелевская премия по химии, 1960). Углерод, являющийся одной из основных составляющих биологических организмов, присутствует в земной атмосфере в виде стабильных изотопов 12C и 13C и радиоактивного 14C. Изотоп 14C постоянно образуется в атмосфере под действием радиации (главным образом, космических лучей, но и излучения от земных источников тоже). Соотношение радиоактивного и стабильных изотопов углерода в атмосфере и в биосфере в одно и то же время в одном и том же месте одинаково, поскольку все живые организмы постоянно участвуют в углеродном обмене и получают углерод из окружающей среды, а изотопы, в силу их химической неразличимости, участвуют в биохимических процессах практически одинаковым образом. В живом организме удельная активность 14C равна примерно 0,3 распада в секунду на грамм углерода, что соответствует изотопному содержанию 14C около 10?10 %. С гибелью организма углеродный обмен прекращается.

После этого стабильные изотопы сохраняются, а радиоактивный (14C) испытывает бета-распад с периодом полураспада 5568±30 лет, в результате его содержание в останках постепенно уменьшается. Зная исходное соотношение содержания изотопов в организме и измерив их текущее соотношение в биологическом материале, можно определить, сколько углерода-14 распалось и, таким образом, установить время, прошедшее с момента гибели организма. Для определения возраста из фрагмента исследуемого образца выделяется углерод (путем сжигания фрагмента), для выделенного углерода производится измерение радиоактивности, на основании этого определяется соотношение изотопов, которое и показывает возраст образца. Образец углерода для измерения активности обычно вводится в газ, которым наполняется пропорциональный счетчик, либо в жидкий сцинтиллятор.

В последнее время для очень малых содержаний 14C и/или очень малых масс образцов (несколько мг) используется ускорительная масс-спектрометрия, позволяющая прямо определять содержание 14C. Предельный возраст образца, который может быть определен радиоуглеродным методом -- около 60 000 лет, т. е. около 10 периодов полураспада 14C. За это время содержание 14C уменьшается примерно в 1000 раз (около 1 распада в час на грамм углерода).

Измерение возраста предмета радиоуглеродным методом возможно только тогда, когда соотношение изотопов в образце не было нарушено за время его существования, то есть образец не был загрязнен углеродосодержащими материалами более позднего или более раннего происхождения, радиоактивными веществами и не подвергался действию сильных источников радиации. Определение возраста таких загрязненных образцов может дать огромные ошибки. Так, например, описан случай, когда тестовое определение по траве, сорванной в день анализа, дало возраст порядка миллионов лет, из-за того, что трава была сорвана на газоне вблизи автодороги с постоянным сильным движением, и оказалась сильно загрязнена веществами выхлопных газов. За прошедшие с момента разработки метода десятилетия накоплен большой опыт в выявлении загрязнений и в очистке от них образцов. Погрешность метода в настоящее время, как считается, находится в пределах от семидесяти до трехсот лет.

Один из наиболее известных случаев применения радиоуглеродного метода -- исследование фрагментов Туринской плащаницы (христианской святыни, якобы хранящей на себе следы тела распятого Христа), проведенный в 1988 году, одновременно в нескольких лабораториях слепым методом. Радиоуглеродный анализ позволил датировать плащаницу периодом XI--XIII веков.

Метод гидратации обсидиана один из вспомогательных методов датирования (абсолютного или относительного) археологических артефактов. Может применяться к предметам, изготовленным из обсидиана -- вулканического стекла. Метод основан на том, что поверхность на свежем сколе обсидиана абсорбирует воду из атмосферы. Содержание воды в обсидиане составляет 0,2 % по массе. Свежеобразованная поверхность обсидиана (например, полученная при изготовлении каменного ножа), постепенно поглощая воду из атмосферы, может достичь содержания воды 3,5 % (это предельная величина, далее наступает насыщение). Для измерения содержания воды с поверхностного слоя обсидиана вырезается тонкая пластинка (менее 50 мкм толщиной). Непосредственное измерение проводится с помощью инфракрасной спектроскопии либо определением плотности пластинки. Метод был изобретен в 1948 Ирвингом Фридманом и Робертом Смитом.

Стратиграфия (от лат. stratum -- настил и греч. гсбцп -- пишу, черчу, рисую) -- наука, раздел геологии, о определении относительного геологического возраста осадочных горных пород, расчленении толщ пород и корреляции различных геологических образований. Одним из основных источников данных для стратиграфии является палеонтологические определения. Различают разные стратиграфические подразделения:

Литостратиграфические подразделения -- подразделения, основанные на литологических свойствах совокупности горных пород -- пачки, свиты, потоки (для излившихся магматических пород) и др.

Подразделения, ограниченные несогласиями -- совокупности пород, ограниченные сверху и снизу значительными перерывами в стратиграфической последовательности -- синтемы.

Биостратиграфические подразделения -- подразделения, основанные на содержащихся в горных породах ископаемой фауны и флоры -- зоны, зоны распространения, зоны обилия, комплексные зоны.

Подразделения магнитостратиграфической полярности -- подразделения, основанные на изменениях направления остаточной намагниченности пород -- зоны полярности.

Хроностратиграфические подразделения -- подразделения, основанные на времени формирования слоев горных пород.

Наиболее хорошо известны хроностратиграфические подразделения и соответствующие им геохронологические подразделения:

Стратиграфические подразделения

Геохронологические подразделения

Эонотема

Эон

Эратема (или группа)

Эра

Система

Период

Отдел

Эпоха

Ярус

Век

Эти понятия часто путают, но в стратиграфии речь идет о конкретном слое пород, а в геохронологии -- о конкретном отрезке времени (то есть нельзя сказать, что тарбозавры жили в верхнем мелу, но можно сказать, что они жили в позднемеловую эпоху).

Стратиграфические подразделения подчинены строгой иерархии: группы делятся на системы, системы на отделы, отделы на яруса.
Кроме международных подразделений есть и региональные -- более мелкие: горизонты, зоны, иногда яруса (например, расчленение неогена Украины и юга России полностью отличается от международного).

Дендрохронология -- одна из методик датирования археологических находок и древних предметов, основанная на исследовании годичных колец древесины. Используется для датирования деревянных предметов и фрагментов древесных стволов (например, в постройках), а также в биологии - при изучении биологических изменений за последние тысячилетия. Деревья, произрастающие в климатических зонах с сезонным климатом, летом и зимой растут неодинаково: основной рост происходит летом, зимой же рост сильно замедлен. Различие условий приводит к тому, что древесина, нарастающая зимой и летом, отличается своими характеристиками, в том числе плотностью и цветом. Визуально это проявляется в том, что древесный ствол на поперечном распиле имеет четко видимую структуру в виде набора концентрических колец. Каждое кольцо соответствует одному году жизни дерева ("зимний" слой тоньше и визуально просто отделяет одно "летнее" кольцо от другого). Общеизвестным является способ определения возраста спиленного дерева путем подсчета числа годичных колец на распиле.

В зависимости от множества факторов, действовавших в летний период (продолжительность сезона, температурный режим, количество осадков и прочее) толщина годичных колец в разные годы жизни дерева различна, при этом толщина годичных колец, нарастающих в один и тот же год у деревьев одной породы, произрастающих в одной местности, примерно одинакова. Различия в толщине колец в разные годы достаточно значительны. Если для деревьев, произраставших в одной местности в одно время, построить графики изменения толщины годичных колец по годам, то эти графики будут достаточно близки, а для деревьев, произраставших в разное время, они не совпадут (в силу случайности действия климатических факторов точное совпадение последовательности толщин колец за достаточно длительные периоды крайне маловероятно).

Сопоставление последовательности годичных колец, сохранившихся в деревянном предмете, и образцов, датировка которых известна, позволяет выбрать образец с совпадающим набором годичных колец и, таким образом, определить, в какой период было спилено дерево, из которого изготовлен предмет. Такое сопоставление и есть, собственно, дендрохронологическое датирование.

Гломттохроноломгия -- лингвистический метод, изначально применявшийся для определения степени расхождения языков и времени их расхождения. Предложен Моррисом Сводешем.

Глоттохронология основана на гипотезе, согласно которой в каждом языке особой стабильностью и устойчивостью к изменениям во времени обладает некоторое количество одинаковых для всех языков понятий. Эти понятия относят к т. н. "ядерной лексике". Темп изменения слов ядерной лексики всегда одинаков. Существует несколько различных списков понятий ядерной лексики (списков Сводеша): 200-словный, 100-словный и 30-словный. Для каждого из них существует определенная константа r, называемая коэффициентом сохранности. Для 200-словного списка r=0,81; для 100-словного r=0,86. Минимальное время расхождения двух языков t (в тысячелетиях) тогда определяется по формуле

,

Где C -- доля слов из списка, которые совпадают для обоих языков.

Глоттохронологическая формула Сводеша усовершенствована Сергеем Старостиным.

Похожие статьи




Способы датировки событий. - Время и способы датировки событий

Предыдущая | Следующая