Кости, скалы и звезды. Наука о том, когда что произошло

Долгое время Церковь препятствовала проведению радиоуглеродного анализа Туринской плащаницы — прежде всего потому, что для этого требовался достаточно крупный кусок образца. Исследователям пришлось бы уничтожить значительную часть плащаницы. Однако в 1970-х появился новый метод, а с ним новая надежда. Этот метод под названием «ускорительная масс-спектрометрия», основанный на физике ускорителей, дал возможность фиксировать крайне малые различия в массах изотопов, позволяя подсчитать количество отдельных радиоактивных атомов. Это был переворот. Отпала необходимость брать большой кусок материи. УМС сокращала время анализа одного образца с 50 часов до нескольких минут, а органического материала требовалось всего с чайную ложку. Зачастую можно было обойтись одним граммом. Так у ученых появилась новая возможность датировать Туринскую плащаницу.

Долго дискутировали по поводу взятия образцов и предварительной подготовки плащаницы. К 1986 г. семь лабораторий радиоуглеродного анализа подготовили рекомендации по процедуре датировки Плащаницы. В 1987 г. архиепископ Туринский, проконсультировавшись с Ватиканом, отобрал три лаборатории масс-спектрометрического анализа — в Аризоне, Оксфорде и Цюрихе. Им было поручено провести исследование образцов, взятых под наблюдением Британского музея. Взятие образцов состоялось 21 апреля 1988 г. в капелле собора Иоанна Крестителя, практически весь процесс от начала до конца был снят на пленку и происходил на глазах многочисленных наблюдателей. От плащаницы отрезали единственную полоску шириной 1 см и длиной 7 см, которую затем разделили на три образца весом примерно по 50 мг — до появления масс-спектрометрии датировать такие крошечные образцы не представлялось возможным. Вместе с этими образцами в лаборатории были переданы три похожих куска льняной ткани — для определения возраста и последующего сравнения с плащаницей.

Здесь важно отметить следующее: с помощью радиоуглеродного анализа определяется не время использования плащаницы, а время, когда был собран лен, из которого ее соткали. Именно в это время растение успело получить последнюю дозу радиоуглерода перед «гибелью». Для датировки плащаницы это не так уж существенно, поскольку предполагалось, что разрыв между изготовлением ткани и использованием ее в качестве савана вряд ли превысит несколько лет. Эти несколько лет, учитывая приблизительность датировки радиоуглеродным методом, большой роли не сыграют.

Данные эксперимента по датировке плащаницы были опубликованы в журнале Nature в 1989 году и вызвали большой ажиотаж. В Аризонской лаборатории возраст определили как 646±31 лет до современности, в Оксфорде — 750±30 лет до современности, а в Цюрихе — 676±24 лет до современности. При сравнении погрешности были признаны статистически неотличимыми в интервале 95%-ной достоверности, поэтому данные усреднили, получив возраст в 689±16 лет до современности. Плащаница оказалась существенно моложе 2000 лет.

Как уже упоминалось ранее, в радиоуглеродном анализе принят ряд допущений, и одно из них — содержание радиоуглерода в атмосфере не меняется с течением времени. Однако на самом деле это не так. Общее содержание радиоуглерода в атмосфере варьируется, растягивая и сжимая «радиоуглеродное время» в прошлом. В практическом отношении из этого следует, что радиоуглеродный год не равен календарному. К счастью, это поправимо, однако требуется пересчет радиоуглеродных лет в календарные с помощью заведомо точно датируемого дерева.

У многих видов деревьев рост происходит за счет прибавления «годичных колец» — каждый год под корой нарастает новое кольцо. Мы еще рассмотрим этот процесс подробнее, а сейчас достаточно знать, что, подсчитав их количество, можно вычислить календарный возраст дерева. Поскольку деревья участвуют в процессе фотосинтеза, их листья, а в конечном итоге и кольца отражают количественное содержание радиоуглерода в атмосфере. А это непосредственный показатель концентрации ¹⁴С в воздухе на момент фотосинтеза. Проведя исследование отдельных древесных образцов, сформировавшихся в прошлом, ученые проследили, как колебалось во времени содержание радиоуглерода в атмосфере. Таким образом удалось нанести радиоуглеродные годы на календарную шкалу и построить «радиоуглеродную калибровочную кривую». Из-за изменений солнечной активности, силы магнитного поля Земли и углеродного цикла планеты содержание радиоуглерода не было постоянным. Картину изменений можно представить в виде плавной кривой, прерываемой крутыми пиками. Радиоуглеродные часы то отстают от действительного времени, то вдруг резко ускоряют ход.