Хранители времени. Реконструкция истории Вселенной атом за атомом

Самые ранние художественные творения человека, созданные задолго до появления письменности, можно встретить на стенах пещер и других скальных поверхностях. В 1940 году мальчишки, следуя за собакой через подземный ход, обнаружили в пещере Ласко «художественную галерею», в которой представлены сотни красочных рисунков, изображавших животных доисторической Европы. Одна из первых важных проверок пригодности метода радиоуглеродного датирования, созданного Либби, для установления возраста произведений искусства состоялась в 1951 году, и для испытания был взят образец древесного угля из пещеры; это позволило вычислить возраст в 15 500 лет до настоящего времени (см. гл. 8). Датирование двух других образцов выявило, что они созданы 16 000 и 17 200 лет назад. Совсем недавно при помощи ускорительного масс-спектрометра был датирован фрагмент рога северного оленя, найденный в пещере, и его возраст составил от 18 600 до 18 900 лет до настоящего времени. Обратите внимание, что все это – не образцы, взятые с самих рисунков, а второстепенные объекты, и «разброс» более чем в 3000 лет тревожит своей неточностью.

Как мы упоминали во введении, у наших атомных историков нет культурных предубеждений, свойственных людям. Но у них, если можно так сказать, есть свои «характерные черты», мешающие нам воссоздавать с их помощью количественную историю. В 1990 году Дж. Расс и его коллеги представили метод, позволяющий искусно обойти одно из таких свойств, проявляющихся при работе с раствором, – мы говорим о загрязнении образца древним неорганическим Углеродом. (Поскольку большая часть наскального искусства в мире находится в известняковых пещерах, даже миллиграммовые образцы краски, взятые со стены, могут содержать загрязняющий Углерод из подстилающей породы.) Расс и его коллеги применили новый метод к наскальной живописи в районе Биг-Бенд реки Рио-Гранде на юго-западе Техаса⁴.

Большинство пигментов, при помощи которых создавались наскальные рисунки (например, оксиды железа и марганца), – неорганические и поэтому не содержат полезного Углерода. Но сами по себе они не держатся на стене, поэтому их приходится смешивать с материалами, которые их растворяют и одновременно прилипают к поверхности. Химический анализ образцов пещерного искусства, собранных со всего мира, показал, что в качестве таких растворителей применялись кровь, моча, молоко, мед, яйца, растительные масла и растительные смолы. Конечно же, все это органические вещества, и их можно использовать для радиоуглеродного датирования. Хитрость заключается в том, чтобы извлечь только органический Углерод и не пропустить неорганический Углерод с поверхности породы.

Исследователи использовали вакуумную камеру, сперва откачав из нее весь воздух, а затем заполнив ее чистым газообразным Кислородом (O₂). Если поместить образец в камеру и нагреть его до 100 °C, все органические (углеродсодержащие) соединения окисляются до воды (H₂O) и углекислого газа (CO₂). Относительно слабые химические связи органических молекул при этой температуре рвутся после столкновений с высокореактивными атомами Кислорода, но ни один атом Углерода, входящий в состав известняка (CaCO₃), не задействуется (напомним, что для отделения CO₂ от известняка необходимо нагреть последний как минимум до 900 °C). Прямой отбор материалов, использованных для творчества, позволяет однозначно установить возраст угля, костей или других второстепенных свидетельств. Затем вода и CO₂ извлекаются из камеры «методом холодного пальца» (вода замерзает при 0 °C, а CO₂ – при –78 °C). Всего из остаточного CO₂ было извлечено 12 мг чистого Углерода. Его возраст, установленный с помощью ускорительного масс-спектрометра, составил 3865 ± 100 лет до настоящего времени, в полном соответствии с широким диапазоном, которого можно было ожидать на основе археологических данных этого периода.

Древние и древнейшие

На протяжении многих десятилетий считалось, что самые старые рисунки, украшавшие стены пещер, находятся в Европе. После открытия пещер Ласко множество других подобных мест было открыто в Испании, Франции и других европейских странах. В 1994 году огромную пещеру нашли на юге Франции, в Шове, возле небольшого города Валлон-Пон-д’Арк, в 65 километрах к северу от Авиньона. Радиоуглеродное датирование позволило предположить, что произведения искусства, обнаруженные там, создавались в течение двух разных периодов: первый отстоял от настоящего времени на 33 000–37 000 лет, а второй – на 28 000–31 000 лет⁵.

Любопытно, что радиоуглеродное датирование костей пещерного медведя, найденных в пещере среди двухсот с лишним скелетов, в сущности, показывает совпадения с первым диапазоном дат. Эти огромные существа были крупнее современных гризли, достигали до 4 метров в длину и весили более 900 килограммов, так что вряд ли они могли бы стать добрыми друзьями для людей-художников – возможно, у них была договоренность об использовании апартаментов на условиях таймшера.