Музейный экспонат и радиоуглеродный AMS метод датирования
Радиоуглеродный анализ, как инструментальный метод датирования, бесспорно, занимает центральное место в построении археологических календарных хронологий. Радиоуглеродный метод был разработан в конце 40-х гг. XX в. У.Ф. Либби и его коллегами из университета Чикаго, в США. За эту работу в 1960 г. он получил Нобелевскую премию по химии.
В СССР первая радиоуглеродная лаборатория была создана уже в 1957 г. в Институте истории материальной культуры АН СССР (на базе Радиевого института им. В.Г. Хлопонина и ЛО ИА АН СССР). В след за ней были созданы лаборатории в Москве, Новосибирске и в других городах. Это позволило советским, а в последующем и российским исследователям активно работать в этом направлении.
В первые десятилетия развития метода измерения 14С производили только радиометрически с помощью либо газовых пропорциональных счетчиков, либо с использованием жидкостных сцинтилляционных счетчиков. В 1990-х гг. c появлением ускорительной масс-спектрометрии (AMS) стало возможным проводить датирование образцов весом до миллиграмма и меньше.
Достоинством радиоуглеродного метода датирования является независимость физических измерений времени от любых исторических или археологических экспертных оценок. Его применение положило начало революции в археологическом мышлении, которая продолжается до сих пор.
Радиоуглерод – это радиоактивный изотоп химического элемента углерода (С), его концентрация в природе зависит от различных природных явлений. Именно измеренная концентрация радиоуглерода в образце и дает радиоуглеродную дату. Полученная радиоуглеродная дата нуждается в калибровке для перевода в календарный возраст, и только тогда 14С дата становится «абсолютной», или календарной датой. С недавнего времени калибровочная кривая покрывает последние 50 000 лет.
Благодаря сотрудничеству с Радиоуглеродной лабораторией Гронингенского университета, которую возглавляет Профессор Йохан ван дер Плихт, за пятнадцать лет были продатированы микрообразцы древних тканей, изделий из кости и дерева и даже нагары на древней керамике.

Наталья Шишлина, Кирилл Гусев
Дополнительная информация

Базовые принципы радиоуглеродного датирования

Основные положения


В природе углерод встречается в трех видах (называемых изотопами) с разными массами: 12, 13 и 14. Изотоп с массой 14 – 14С, или радиоуглерод, является радиоактивным. Он распадается с периодом полураспада 5730±40 лет. Радиоуглерод образуется в верхних слоях атмосферы из атомов азота под действием космического излучения.

Попадая в обменный резервуар Земли, радиоуглерод в процессе фотосинтеза включается в наземные пищевые цепи, и, таким образом, содержание 14С во всех живых организмах находится в равновесии с содержанием 14С в атмосфере. После смерти поступление радиоуглерода в организм прекращается, и с течением времени доля 14С в образце уменьшается по законам радиоактивного распада. Измеряя долю оставшегося в образце радиоуглерода можно определить его возраст. Для этого отношение 14С в датируемом образце к современному стандарту умножают на период полураспада:
А и А0 – соответственно, активность 14С в образце на момент датирования и начальная активность в момент времени t0=0. Т1/2 – период полураспада.
При использовании жидкостных сцинтилляционных счетчиков счетным веществом чаще всего является бензол (С6Н6) из-за высокого содержания в его молекуле углерода (92%) и хороших сцинтилляционных свойств. При использовании AMS содержание радиоуглерода измеряют в графите. Поэтому углерод исследуемого образца должен быть преобразован в графит. Но в первую очередь образец подвергается химической обработке: выделяется датирующая фракция (например, коллаген из кости) и, что не менее важно, удаляется посторонний, загрязняющий образец углерод. Все методы, применяемые для этого в мировых и отечественных лабораториях, условно можно разделить на две группы:

A. Стандартизированные и применяемые в разных модификациях в лабораториях:

- «кислота/щелочь/кислота» (ABAmethods)для угля, дерева, торфа, текстиля;

- «кислота/щелочь/кислота/экстракция целлюлозы» (ABOXmethods)для сильно загрязненной или старой древесины.

- «кислотная отмывка» (AAAmethods
) – для органических отложений, некоторых видов торфа, маленьких образцов древесины или древесного угля и некоторых других специфических образцов.

- «выделение коллагена: с участием щелочи» или «выделение коллагена: без щелочной обработки»для кости и т.п.

B. Авторские методики:

- специальные методики для разных материалов, например - тонкая очистка сильнозагрязненных образцов, выделение датирующих фракций: почвы – отдельные пулы органического углерода, негидролизуемый остаток органического вещества (ОВ), гуминовые кислоты (ГК); микрофильтрация коллагена, отдельные аминокислоты из коллагена для АМС – датирования, обработка древесины для датирования отдельных древесных колец и т.д.
Более подробно с результатами работ по радиоуглеродному датированию можно познакомиться в издании Исторического музея Й. ван дер Плихт, Н.И. Шишлина, Э.П. Зазовская. РАДИОУГЛЕРРОДНОЕ ДАТИРОВАНИЕ: Хронология археологических культур и резервуарный эффект. Труды ГИМ. Вып. 203. Москва. Палеограф. 2016.

В книге обсуждаются последние достижения в области радиоуглеродного датирования, использование калибровочных кривых, влияние резервуарного эффекта на 14С возраст образцов и особенности датирования различных углеродосодержащих материалов для построения календарных археологических хронологий. В качестве примеров рассматриваются результаты исследований российских и зарубежных ученых, посвященных радиоуглеродному датированию археологических культур Западной и Восточной Европы.
Схема образования радиоуглерода
Made on
Tilda