КАК УЗНАЮТ О ТОМ, ЧТО БЫЛО НА САМОМ ДЕЛЕ

Очень долго люди не имели достаточно ясного представления о том, как на Земле появился человек и какой была самая первая техника. До середины XIX в. даже большинство учёных придерживались точки зрения о божественном происхождении человека, как об этом говорится в священных текстах. И только с возникновением новых исторических наук появились первые достоверные знания о развитии материальной культуры и о происхождении человека. Одна из таких наук — археология (от греч. «архайос» — «древний» и «логос» — «учение») изучаетисторию по материальным остаткам жизни и деятельности людей.

Один из её разделов — древняя археология — исследует вещественные памятники самого отдалённого прошлого. К ним относятся как остатки различных предметов и технических устройств (орудий труда, оружия, предметов быта), так и целые комплексы (могильники, поселения, клады). Сохранились они потому, что оказались погребёнными под землёй. Археологические экспедиции занимаются раскопками на местах стоянок первобытных людей, изучают развалины древних городов и крепостей. Иногда учёным удаётся найти окаменелости — остатки растений, костей или их отпечатки, следы деятельности животных и людей, в частности кострища и даже наскальные изображения. Такие находки очень редки, ведь с тех пор прошли сотни тысяч, а иногда даже миллионы лет.

Из разнообразных технических изобретений самого отдалённого прошлого людей лучше всего сохранились изготовленные первобытным человеком каменные орудия. На их рабочей поверхности археологи обнаруживают многочисленные царапины — трассы, которые позволяют понять, как этими орудиями пользовались. Именно так удалось вычислить направление и даже силу ударов, когда-то наносившихся кремнёвыми рубилами и топорами. Для того чтобы точнее узнать, насколько эффективно было то или иное орудие и много ли времени уходило на его изготовление, археологи ставят эксперименты: воспроизводят образцы древнейшей техники и технологию её применения. По изменениям технологии обработки орудий, сделанных в разное время, учёные узнают, как постепенно росло мастерство первобытных людей, улучшались технические приёмы и средства, которые они применяли.

На рубеже XVIII—XIX вв. знаменитый французский зоолог Жорж Кювье (1769—1832) основал палеонтологию (от греч. «палайос» — «древний» и «онтос» — «сущее) — науку о вымерших растениях и животных, обо всех проявлениях жизни в геологическом прошлом Земли. В палеонтологию вошли палеоботаника (от греч. «палайос» и «ботане» — «растение») и палеозоология (от греч. «зобн» — «животное» и «логос»), изучающие соответственно ископаемые остатки растений и животных. По одной только пыльце (а она сохраняется лучше, чем другие остатки растений) учёный-палеоботаник может определить и вид растения, и время, когда оно росло. Это знание применяется при датировке археологических находок споро-пыльцевым методом. Позже, уже в середине XIX в., возникла наука о происхождении и развитии человека — антропология (от греч. «антропос» — «человек» и «логос»). Один из её разделов — палеоантропология — изучает антропогенез (от греч. «антропос» и «гёнесис» — «зарождение»), т. е. происхождение человека, первоначальное развитие труда, речи и общества. Палеоантропологи исследуют ископаемые костные останки древнейших людей.

Казалось бы, что можно узнать по редчайшим находкам окаменевших остатков костей — частиц скелета и черепа, стопы или отдельных зубов? Но каждая такая находка бесценна. По остаткам крышки черепа, например, палеоантропологи устанавливают объём черепной коробки, а значит — величину и даже некоторые особенности строения мозга существа, жившего миллионы лет назад. А исходя из этого, делают выводы о том, могло ли оно говорить, «по-человечески» мыслить. По строению зуба и челюсти учёный определяет, чем питались наши далёкие предки, было ли у них внешнее сходство с современными людьми. По поверхности коренных зубов узнаёт, кому они принадлежали. Дело в том, что у человекообразных обезьян и людей эта поверхность иная, чем у остальных приматов.

Кости животных, окаменевшие растения, их споры и пыльца, найденные рядом с останками древнейшего человека, «рассказывают» о том, в каких климатических условиях он жил, на каких зверей охотился. Полезными оказываются даже окаменевшие бытовые отходы, строительный и хозяйственный мусор, зола и прочие следы человеческой деятельности, обнаруженные в районе стоянок первобытных людей. Например, по количеству выброшенных в мусорные кучи костей животных палеозоологи могут установить, сколько мяса первобытный человек съел на этой стоянке, по остаткам рыбных костей — какое место в жизни людей занимала рыбная ловля.

Иногда археологи не могут понять, что именно они нашли, каково назначение этого предмета. Тогда на помощь приходит этнография (от греч. «этнос» — «племя», «народ» и «графо» — «пишу») — наука, изучающая происхождение народов, их быт и культуру. С конца XIX в. серьёзное внимание этнографов привлекают обычаи, традиции и особенности культуры, сохранившиеся от далёкого прошлого. Оказалось, что с помощью этих знаний нередко можно объяснить назначение загадочных археологических находок. В частности, археологам долго было неясно, с какой целью древние люди аккуратно вырезали в рогах оленя цилиндрические отверстия. Такие находки встречались в Африке, Сибири и во многих других местах. Этнографы подсказали, что даже в XIX в. некоторые северные народы и индейские племена использовали очень похожие устройства для выпрямления древка стрелы. С помощью этнографии археологи узнали и о том, как древние люди добывали огонь.

СКОЛЬКО ЛЕТ НАХОДКЕ?

Найденные археологами костные останки, образцы древней техники и предметы быта мало что значат для науки, если нельзя определить их возраст. Поэтому датировка находок — одна из важных задач археологии. Специалисты различают два вида датировки: относительную и абсолютную.

При относительной датировке находку соотносят с другими связанными с ней предметами или событиями. Например, при раскопках в каком-то слое земли нашли каменные орудия определённого типа, а в слое, находящемся глубже, — орудия иного типа. Ясно, что более глубокий слой древнее расположенного выше. Значит, и орудия в нём старше. Такой способ датировки называют стратиграфией (от лат. stratum — «слой» и греч. «графо»). Суть ещё одного способа относительной датировки — типологического — довольно проста: если в разных местах найдены предметы одного типа, то и возраст их примерно одинаков. Существуют и иные методы относительной датировки.

Много сил положили учёные на разработку способов абсолютной датировки. Известны дендрохронологический, термолюминесцентный, археомагнитный, обсидиановый, радиоуглеродный (см. дополнительный очерк «Уиллард Фрэнк Либби») и другие методы. Все они так или иначе используют достижения естествознания и технических наук.

Дендрохронология (от греч. «дёндрон» — «дерево», «хронос» — «время» и «логос») основана на подсчёте числа годовых колеи, образующихся при росте деревьев.

При термолюминесцентном методе наблюдают свечение накалённых до 400—500 "С образцов почвы и керамики. Установлено: чем древнее образец, тем ярче свечение. Современные же почвы и керамика при такой температуре вообще не светятся.

В археомагнитном методе используется свойство глины намагничиваться в геомагнитном поле, а при обжиге навсегда сохранять магнитное поле, имевшееся в ней в тот момент. Оказывается, магнитное поле Земли периодически исчезает, а южный и северный магнитные полюса как бы меняются местами. Измерив силу и направление магнитного поля, запёчатлённого, скажем, в кирпиче или образце керамики, можно определить, когда и даже где он был обожжён. Конечно, нужно знать, каким было магнитное поле в разных местах Земли в те или иные исторические эпохи.

Геофизикам это известно. Так, в период от 3,06 до 2,8 млн лет назад, на который приходятся самые ранние находки костных останков древнего человека, полярность геомагнитного поля менялась не менее четырёх раз.

Обсидиановый метод датировки позволяет устанавливать возраст орудий, изготовленных из вулканического стекла — обсидиана. В каменном и бронзовом веках эта горная порода чёрного, красного или коричневого цвета считалась весьма ценным материалом для изготовления орудий труда, так как легко обрабатывалась, образуя на изломе очень острую режущую кромку. Измеряя в образцах из обсидиана или из богатых ураном минералов следы расщепления радиоактивного элемента урана, можно узнать, когда эти орудия были изготовлены.

Каждый из известных сегодня методов имеет свои достоинства и недостатки, границы применения, характерные погрешности. А потому учёные стараются использовать не какой-то один, а все возможные и подходящие для данного случая способы. Это повышает надёжность и точность датировки. Продолжается работа и над созданием новых методов и технических средств хронологии древних предметов.

УИЛЛАРД ФРЭНК ЛИББИ

Известный американский физико-химик Уиллард Либби родился в 1908 г. Его отеи, американский фермер, окончил всего три класса школы и, возможно, именно поэтому постарался, чтобы сын, мечтавший стать горным инженером, поступил в Калифорнийский университет в Беркли. Уже студентом Уиллард изменяет детской мечте: увлекается математикой и химией. После окончания университета и аспирантуры он приступает к изучению радиоактивных изотопов. Изотопы (от греч. «изос» — «равный», «одинаковый» и «топос» — «место») — разновидности химических элементов, у которых ядра атомов содержат одинаковое число протонов, но разное число нейтронов.

Химические свойства разных изотопов одного элемента одинаковы, а вот физические — различаются, хотя и ненамного. Особенность радиоактивных изотопов — нестабильные ядра атомов. Со временем они распадаются, испуская альфа-, бета- и гамма-лучи.

Радиоактивные изотопы можно обнаружить по их излучению. Но точное измерение малых уровней радиации — задача технически сложная. Решить её и создать соответствующий прибор удалось Либби. Это было только начало работ, принёсших учёному всемирную известность.

В 1939 г. установили, что при бомбардировке атмосферы космическими лучами на высоте 15 км возникает поток нейтронов. Азот, которого в воздухе примерно 78 %, поглошая нейтроны, превращается в изотоп углерода. В ядре атома этого изотопа 8 нейтронов, а не 6, как у обычного углерода. Но самое главное — углерод-14 радиоактивен.

Изотоп быстро окисляется. Так образуется радиоактивный углекислый газ, усвояемый растениями в процессе фотосинтеза.

Однако на этом приключения радиоактивного изотопа не заканчиваются. Вместе с растениями углерод-14 попадает в организм животных и людей. Оказавшись в костях и мягких тканях, радиоактивный углерод так и остаётся в них. Оттого-то все живые организмы радиоактивны. Для здоровья это неопасно: уровень такой естественной радиаиии очень мал.

После гибели растений и животных углерод-14 перестаёт в них накапливаться. Но уровень радиации с течением времени падает: атомы изотопа, испускающие радиоактивные лучи, постепенно распадаются. Чем больше времени прошло после смерти, тем меньше атомов углеро-да-14 в останках. Продолжительность существования радиоактивных изотопов определяется периодом полураспада — промежутком времени, за который происходит распад половины данного количества вещества. Период полураспада углерода-1 4 был определён в 1940 г.: он равен 5730 годам.

Либби первым понял, что эти открытия помогут определить время, прошедшее с момента гибели организма. Ученый изобрёл и изготовил специальный счётчик для измерения радиоактивности образца, возраст которого нужно установить. Сначала Либби определил радиоактивность образцов красного дерева и пихты; их возраст определяли и по числу годовых колеи. Затем измерил радиоактивность археологической находки — куска дерева от погребальной ладьи фараона (точный возраст дерева ранее установили другими способами). Проверка показала, что новый радиоуглеродный метод датировки археологических находок весьма точен и надёжен.

Способ Либби быстро стал основным методом установления абсолютного возраста образцов, относящихся к последним 70 тыс. лет. В частности, с его помощью вычислили возраст ткани, в которую когда-то завернули манускрипты, найденные в районе Мёртвого моря. Радиоуглеродный метод позволил точно определить время, когда горели костры на стоянке древних людей в Стоунхендже. (Некоторые учёные считают Стоунхендж древней обсерваторией.) Позже оказалось, что в отдельных случаях радиоуглеродный анализ «омолаживает» находки, но на это ввели поправки.

В 1960 г. Уилларду Либби была присуждена Нобелевская премия «за введение метода использования углерода-14 для определения возраста в археологии, геологии, геофизике и других областях науки». Уиллард Либби умер в 1980 г.

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: