Прежде чем перейти к дальнейшему рассмотрению человеческой истории через призму климатологии, мы должны сделать одно небольшое, но прекрасное отступление. Причем лирическим я бы его не назвал…
Поговорим о датировках. Когда климатологи, археологи или историки утверждают, что некоему найденному предмету, скажем, 7 тысяч лет, что они имеют в виду? С помощью чего определяют возраст находки? Часто историки координируются во времени с помощью физиков, и тогда речь идет о так называемом радиоуглеродном возрасте, то есть полученном при помощи радиоуглеродного анализа. Беда только в том, что практически ни один историк не знает, что радиоуглеродный возраст отличается от календарного, причем отличие это может быть весьма принципиальным. Скажем, если по радиоуглеродной шкале образцу 5 тысяч лет, значит на самом деле ему 6 тысяч календарных лет. А расхождение в 1000 лет для эпохи Древнего Египта – это очень много, и здесь историк просто рискует спутать Древнее царство с Новым.
Есть страшное подозрение, что 99 % историков, которым посчастливится читать эту книгу, будут шокированы данным открытием. Только ради них я остановлюсь на радиоуглеродном методе чуть подробнее. Тем паче, что климатологи тоже широко пользуются этим методом и многие из них так же не знают об отличиях радиоуглеродного возраста от календарного.
Уилларду Либби, который в 1940-х годах придумал метод радиоуглеродной датировки, дали Нобелевскую премию, и поделом – очень уж удобная штука оказалась. А главное, понять, как метод работает, может даже домохозяйка (если она, конечно, училась в советской школе, а не в американской). И раз так, грех не напомнить труженицам веников и кастрюль суть методики.
Записывайте. Углерод в земной атмосфере содержится, в основном, в виде диоксида – углекислого газа. Но помимо обычного углерода 12С, в атмосфере присутствует и некоторая доля радиоактивных изотопов углерода – 13С и 14С. Период полураспада 14С – 5730 лет. Резонное недоумение: при таком коротком периоде жизни все изотопы углерода давно уже должны были распасться, а раз они до сих пор присутствуют, значит, откуда-то постоянно берутся? Верно, под воздействием космического излучения в верхних слоях атмосферы изотопы углерода постоянно вырабатываются из атомов азота. Так что проблем с пополнением атмосферы углеродными изотопами никаких нет, домохозяйкам беспокоиться по этому поводу совершенно не нужно.
Любой живой организм дышит и питается, то есть обменивается углеродом с окружающей средой. А когда организм умирает, он перестает пополнять в себе запасы изотопов углерода и таким образом фиксирует внутри себя содержание 14С. Дальше накопленный изотоп может только распадаться. Период полураспада мы знаем. Содержание изотопа в атмосфере тоже знаем. Определив, сколько в найденной деревяшке осталось 14С, можно узнать, когда дерево было срублено. Если в образце осталась ровно половина 14С от его содержания в атмосфере, значит, с момента смерти прошло 5730 лет – период полураспада. Очень простая экспоненциальная зависимость. Отличненько.
Проблема только в том, что содержание 14С в атмосфере в разные периоды истории непостоянно! Оно зависит от колебаний климата, от соотношения площадей суши и океана, от солнечной активности, параметров глобального круговорота углерода (насколько активно углерод извлекается из атмосферы морской или наземной флорой и фауной)… Все эти колебания приводят к тому, что связь остаточного 14С со временем не такая простая, как на графике полураспада. А посему радиоуглеродное время может сильно отличаться от календарного. Поэтому существуют специальные таблицы поправок для перевода углеродного времени в календарное. Созданием этих таблиц занимается умопомрачительное число лабораторий – примерно полдесятка во всем мире. Это довольно сложный и утомительный процесс. Раз в 5–6 лет таблицы поправок и калибровочные кривые подвергаются ревизии и уточнению. Но про них почему-то мало кто знает даже в научном мире.
Калибровочные кривые имеют весьма причудливый вид. Чтобы не пугать читателя, зашедшего в книжный магазин и начавшего перелистывать эту книжку, я постараюсь привести в ней как можно меньше графиков и формул, ибо каждая формула, как известно, вдвое снижает число читателей. А на словах скажу, что, например, реальной календарной дате – 299 год до н. э. соответствует аж целых три радиоуглеродных возраста – 2171,2200 и 2254 углеродных лет тому назад (отмечу, что точкой отсчета радиоуглеродного возраста по традиции считается 1950 год). А, допустим, радиоуглеродному возрасту в 2450 лет соответствует диапазон календарных лет шириной в 343 года (с 757 до 414 года до н. э.), причем если учесть приборную ошибку измерения, равную 2–3 %, то ширина календарного диапазона возрастет в обе стороны еще лет на 50–70! Иными словами, если радиоуглеродный анализ покажет историку, что образцу 2450 лет, тот запросто может спутать время основания Рима с окончанием Пелопонесской войны.
Кроме того, «дальнобойность» радиоуглеродной методики ограничена относительно коротким периодом жизни изотопа углерода. За 5730 лет распадается половина 14С, за следующие 5730 лет – половина от оставшейся половины, то есть три четверти изначального. И так далее. Чем больше прошло времени, тем с меньшими количествами атомов приходится работать исследователям. А изотопа в образце и без того мизер! И чувствительность физических приборов не беспредельна!
Самые большие энтузиасты метода говорят, что он может пристойно работать аж до 40 тысяч лет. Другие полагают, что надежные результаты радиоуглеродного анализа лежат в диапазоне до 10 тысяч лет и не глубже. Не будем спорить, скажем лишь, что таблицы корректировок, которые постоянно обновляются, делятся на две части. Первая часть заканчивается датой 7210 радиоуглеродных лет, что соответствует 9 тысячам календарных лет назад. В этом диапазоне ошибка меньше, но все-таки может достигать 2–3 сотен лет. Второй участок в этих таблицах – до 22 тысяч лет. И здесь уже погрешность составляет плюс-минус 1000 лет, что для историков совершенно непригодно. Да и незачем им так глубоко заглядывать, история ведь началась буквально вчера. Так что «дальнобойные» ограничения радиоуглеродного метода касаются, скорее, не историков, а других ученых. Палеоклиматологов, например…
Есть и еще одна закавыка в радиоуглеродном методе – человеческий фактор. На свете не так уж много лабораторий, которые могут квалифицированно осуществлять радиоуглеродные датировки. Но очень много людей, которые хотят на этом заработать. Датировка одного образца стоит около тысячи долларов. Не кислые бабки, согласитесь. В России около 20 лабораторий, которые с удовольствием возьмут с вас эти деньги, но доверять результатам можно только трех-четырех из них.
Лабораторная установка для радиоуглеродного анализа не только очень дорогая (под миллион баксов), но и очень сложная – она устроена ничуть не проще реактивного самолета. Да и выглядит довольно впечатляюще: лес труб, несколько тонн металла, вакуумные насосы, масс-спектрометры, баллоны со сверхчистым гелием, аргоном, азотом…
На сегодняшний день одной из лучших в стране считается лаборатория радиоуглеродного датирования в Геологическом институте РАН. Руководит ею удивительный дядечка с удивительным именем и удивительной судьбой – Леопольд Сулержицкий. На свете есть много технарей и естественников, перешедших работать в гуманитарные сферы (таков, например, автор данной книги), но практически никогда не встречается обратного – чтобы гуманитарий вдруг перешел работать в область техники. И это естественно: от сложного к простому всегда соскочить можно. Если ты имеешь хорошую образовательную базу, потом можешь заняться чем угодно – любой болтологией, а вот попробуйте поставить какого-нибудь гуманитария хотя бы простым инженером на завод…
Леопольд Сулержицкий – редчайшее исключение. Закончив консерваторию по классу виолончели, он бросил это негодное занятие и стал настоящим человеком, то есть ученым. Ему сейчас за шестьдесят, и он заведует первоклассной лабораторией. Это единственный в нашей стране завлаб, не имеющий высшего образования (консерваторское, разумеется, не считается). Чтобы дать ему звание старшего научного сотрудника, потребовалось специальное распоряжение Президиума АН СССР. И такое распоряжение было издано, что делает честь нашей Академии. Сулержицкий – настоящий фанат науки. Кроме науки, ему ничего не нужно. У Леопольда Дмитриевича всего один костюм, в котором он ездит в экспедиции, ходит на работу и на Дорогомиловский рынок – за картошкой. Он ли не святой?…
Лет десять назад Сулержицкий с упоением работал на острове Врангеля. Там были найдены останки мамонтов, которые, как оказалось, жили всего 2500 лет назад, во времена Рима. Года через два после этого «Нейчур» опубликовал об этой сенсации статью. В публикации «Нейчура» восемь подписей и нет фамилии Сулержицкого. Хотя именно Сулержицкий на Врангеле ковырял этих мамонтов и делал датировку. Когда коллеги Леопольда Дмитриевича возмутились этим фактом, тот только рукой махнул. Сулержицкому не важна слава земная, ему важен процесс. Точно, святой…