Анатолий Варшавский - Если раскопать холм…

Еще со времен Беккереля и Марии Жолио-Кюри человечество познакомилось с радиоактивностью, получило представление о распаде и полураспаде тех или иных радиоактивных элементов. Именно этот феномен и лежит в основе «часов времени», придуманных учеными для датировки прошлого.

Самый знаменитый из них — это радиоуглеродный, или, как его иногда называют, радиокарбонный метод.

…Где-то в верхних слоях атмосферы под влиянием космических лучей, идущих из глубин Вселенной, образуется изотоп углерода, который в отличие от обычного, имеет атомный вес не двенадцать, а четырнадцать — С 14. Он вступает в соединение с кислородом. Образуется углекислый газ, в котором содержится радиоактивный углерод.

Попадая из воздуха в растения или животные организмы, он спокойно пребывает там, вступая во взаимодействие с обычным углеродом, и чувствует себя совсем неплохо до тех пор, пока организм живет, пока идут процессы обмена. Но как только организм погибает, доступ новых порций изотопа углерода прекращается. С 14, однако, остается в органических остатках и постепенно, очень медленно, начинает распадаться.

Скорость его распада ученым удалось установить. Она — величина постоянная.

На этом, собственно, все и построено. Сжигая органические остатки и зная, в каких пропорциях по отношению к обычному углероду должен в них находиться С 14, ученые, пользуясь радиоактивным счетчиком Гейгера, высчитывают достаточно точно, когда начался распад, иными словами, когда органическое вещество перестало быть живым.

Но углеродный метод, если можно так выразиться, «ближнего действия»: он действен, когда речь идет о временах, отстоящих от нас не далее чем на пятьдесят тысяч лет — таков период полураспада.

А ежели нужно получить сведения о более давних временах?

Вот тут-то предпочтение отдается другому методу, так называемому калий-аргоновому. Он тоже основывается на постоянном изменении атомного состава, свойственного некоторым элементам. В данном случае на превращении калия-40 в кальций-40 и аргон-40.

Ученые называют исходный элемент (здесь калий-40) «отцовским», а получаемые элементы (кальций-40 и аргон-40) — «дочерними».

Это часы, рассчитанные на очень долгий срок. Само по себе превращение атома калия-40 в дочерний происходит в долю секунды, но происходит очень редко. Насколько? Ну вот, к примеру, если поместить восемнадцать атомов калия-40 в герметическую колбу на 1,3 миллиарда лет, то в конце этого срока только девяти распадутся на дочерние. Распад, таким образом, происходит чудовищно медленно, но это величина постоянная. Остается только подсчитать результат изменений и становится ясным, как долго длится процесс.

…Исследователям, рассказывал впоследствии исчисливший возраст презинджантропа Куртис, был необходим скальный грунт, относящийся к временам, непосредственно последовавшим за теми, когда жили найденные ископаемые существа, была необходима порода, в которой аргон-40 накапливался уж после того, как зинджантроп оставил здесь следы своего пребывания.

К счастью, подобная порода сыскалась: вулканический туф с необходимой содержащей калий субстанцией, называемой анартоклейз. Когда лава находилась внутри, аргон-40 не задерживался в анартоклейзе, газообразные элементы в этом случае просто выпариваются. Но стоит только лаве излиться на поверхность и остыть, и в анартоклейзе остаются почти все появляющиеся «дочерние» атомы аргона-40.

Повезло и с тем, что вулканические извержения происходили и до того, как тут жили интересовавшие ученых существа, и после этого. Таким образом, пласты, относящиеся к нужным временам, находились между слоями вулканического туфа.

Короче говоря, здесь были пласты, образовавшиеся всего лишь через несколько тысячелетий после того, как погибло найденное ископаемое существо.

Конечно, для соответствующих подсчетов нужна была точная аппаратура. Но это все уже было, так сказать, делом техники. С помощью масс-спектрометра исследователи отделили атомы аргона-40 от других атомов аргона по их атомным весам.

Выяснилось: возраст найденного ископаемого существа миллион семьсот пятьдесят тысяч лет!

Это была сенсация! Неизвестны были науке до той поры ни австралопитеки столь давнего времени — те, что разыскали Дарт и Брум, были моложе по крайней мере на три четверти миллиона лет, — ни тем более древнейшие люди.

А потом новая дата напрочь изменила принятые границы четвертичной эры: ведь по общепринятым канонам четвертичный период длился в лучшем случае всего лишь миллион лет. Между тем находку разыскали в четвертичных слоях!