Сапиенс для пляжа: изучаем происхождение человека

Датировка

Возраст тех или иных ископаемых останков не говорит вообще ничего о вероятных родственных связях: более древний гоминид совсем не обязательно является предком более молодого! Тем не менее точная датировка находок имеет огромное значение для понимания эволюции видов.

Первые датировки имели очень приблизительный характер: ископаемые останки не лежат друг на друге, одни над другими, более близкие по времени к нам над более древними. В наши дни многочисленные технологии позволяют определить «абсолютный» возраст ископаемых, точно установить их положение во времени. Большинство методов основано на естественной радиоактивности пород и природных материалов. Наиболее характерный пример — изотоп углерода-14.

Углерод, как химический элемент, может существовать в виде разных изотопов — в виде распространенного углерода-12 и гораздо более редкого радиоактивного углерода-14. Растения поглощают из воздуха углекислый газ СО₂, чтобы превращать его в углеродистые вещества, и при этом они используют оба изотопа. То же самое и с травоядными животными, которые питаются растениями, и хищниками, которые в свою очередь съедают травоядных. После смерти животного изотоп С14 постепенно превращается в азот N14. Период полураспада С14 составляет 5734 года, это значит, что ему нужно столько лет, чтобы потерять половину своей радиоактивности. Измеряя пропорциональное соотношение разных изотопов углерода в костном материале, можно узнать, сколько лет останкам. Однако при возрасте более 40 тысяч лет точность метода резко падает — в ископаемых останках остается меньше 1 % первоначального количества изотопа С14.

Для более древних пород и ископаемых специалисты используют другие «атомные часы» аналогичного типа. Например, для костных останков, пещерных сталагмитов старше 500 тысяч лет применяется метод «уран-торий». А часы типа «калий-аргон» (К-Аг) пригодны даже для вулканических пород возрастом в несколько миллионов лет.

Иные методы определения возраста ископаемых основаны на самых различных физических принципах. Например, палеомагнитный метод использует ориентацию магнитного поля Земли, его направление фиксируется в вулканической лаве с большим содержанием железа во время ее остывания. Термолюминесцентный метод датирования основан на феномене эмиссии света при нагревании минералов, которые когда-то уже перетерпели сильное нагревание. Этот метод используют для определения возраста изделий из кремня или керамической посуды.

Метод электронно-спинового резонанса основан на похожем физическом явлении, но применяется при определении возраста зубной эмали, ископаемых, богатых карбонатами (сталагмиты, кораллы и т. п.), или зерен кварца в осадочных породах.