Mavzu: arxeologik tadqiqot metodlari radiokarbon, dentroxronologiya, sinxronzatsiya

2. Absolut radio isotop usullari

Arxeologik ob'ektlarning mutlaq yoshini aniqlash uchun radioizotop usullari taxminan 30 yil oldin qo'llanila boshlangan va arxeologlarning o'zlari hali bunga to'liq o'rganmagan. Ushbu usullar nafaqat arxeologiyaga, balki Yer tarixi - geoxronologiyaga ham katta hissa qo'shdi. XVIII asrda - XIX asr boshlarida. sayyoramizning yoshini olimlar (biz Injil ma'lumotlari haqida gapirmaymiz) 40 milliondan 10 ming yilgacha bo'lgan davrda taxmin qilishgan. 1886 yilda A. Bekkerel tabiiy radioaktivlik hodisasini kashf etganida, fan tabiatning o'zi tomonidan o'ralgan aniq "soat" olganligi aniq bo'ldi.

Radioaktiv elementlar yadrolarining o'z-o'zidan bo'linishining o'rtacha tezligi har qanday tashqi sharoitga bog'liq bo'lmagan va har bir radioaktiv element uchun har xil bo'lgan doimiy qiymatdir. U yarim umr, ya'ni vaqt bilan o'lchanadi va shu vaqt ichida atomlarning asl sonining yarmi parchalanadi. Masalan, torium-232 ning yarim umri 14 milliard yil, torium-230 75 ming yil, kaliy-40 1,25 milliard yil. uran-238 - 4,5 milliard yil. uran-235 700 ming yil. Tosh namunalarining radioaktivligini o'lchash Yerning yoshini - 4,5 milliard yilni aniqlashga imkon berdi. Taxminan bir xil natijalar Oy tuprog'i va ba'zi tosh meteoritlar namunalarining yoshini o'lchashda olingan.

Radioaktiv elementlarning har bir alohida atomining "umri" bir xil emas. Agar alohida atomlarni kuzatib borish imkoni bo'lganida, aytaylik, ulardan biri kuzatuvning birinchi daqiqasida parchalanib ketgan, ikkinchisi esa hali ham ko'p yillar va o'nlab yillar davomida mavjud bo'lishi mumkin. Har bir namunada juda ko'p miqdordagi atomlar bo'lganligi sababli, ularning ba'zilari oldinroq, boshqalari keyinroq parchalanadi, ammo yarim umr davomida ularning o'rtacha sonining to'liq yarmi namunada qoladi. Bunday statistik o'lchovlar har doim ham aniq bir natija emas, balki yuqoriga va pastga biroz og'ish bilan raqamni beradi, bu esa standart og'ish deb ataladi. Shuning uchun, radioaktivlikni o'lchashdan hisoblangan har bir sana ma'lum bir yilni emas, balki radioaktiv parchalanish boshlanish momenti joylashgan vaqt o'lchovidagi intervalni anglatadi. Masalan, Yer tarixidagi Devon davrining boshlanishi 400 ± 10 million yil, ya'ni 410-390 million yil oldin.

Arxeologik namunalarning yoshini aniqlash uchun millionlab va milliard yillik yarim umrga ega bo'lgan, geologik qatlamlarni aniqlashga yaroqli radioaktiv elementlar mos kelmaydi. Bu erda 2 mingdan 1-2 million yilgacha interval kerak. Shuning uchun geologik radioizotop usullaridan arxeologiya kaliy-argon, torium-230, radiy-aktinikdan foydalanadi. Ular quyi paleolit ​​namunalari bilan tanishishga imkon beradi. Ammo arxeologik tanishish uchun eng keng tarqalgan dastur radiokarbon usuli bilan olingan.

Atom og'irligi 14 (14C) bo'lgan uglerodning radioaktiv izotopi atmosferaning yuqori qismida kosmik nurlar ta'sirida hosil bo'ladi. U tez oksidlanadi va atmosferadagi karbonat angidrid bilan birga o'simliklar va tirik organizmlar tomonidan so'riladi va shu bilan biosferadagi uglerod almashinish davriga kiradi. Organizm yoki o'simlik yashaganda, parchalangan C14 miqdori tabiiy manbalardan kelib chiqqan holda yangi bilan to'ldiriladi. Ammo keyin tanasi vafot etdi va C14 assimilyatsiyasini to'xtatdi va tanadagi og'ir uglerod doimiy ravishda parchalanishda davom etmoqda. Taxminan 5800 yildan so'ng (14C ning yarim yemirilish davri 5730 + 40 yil), atomlarning asl sonining yarmi bu o'lik organizmning (daraxt, hayvon) har bir zarrasida qoladi. Zamonaviy namunadagi 14C ning o'ziga xos faolligini bilish va uni fotoalbom namunalaridagi o'ziga xos faollik bilan taqqoslash, namunani almashinish davridan chiqib ketgan paytdan, ya'ni o'lganidan (hayvon o'lgan, daraxt kesilgan va hokazo) o'tgan vaqtni hisoblash mumkin. ...

Radiokarbon usulini ishlab chiqishi uchun uning yaratuvchisi amerikalik fizik V. F. Livbi Nobel mukofotiga sazovor bo'ldi. Hozir dunyoning ko'plab mamlakatlarida arxeologik topilmalarning (ko'mir, o'tin, suyak, qobiq va hattoki temir) yoshini aniqlaydigan yuzlab radiokarbonli laboratoriyalar mavjud. Qisqa tarixga ega bo'lgan holda, arxeologiyada radiokarbonli usuldan foydalanish tarixi qizg'in, hatto dramatik munozaralarga to'la va tarixiy va tabiatshunoslikning tanqidiy o'zaro ta'sirining juda qiziqarli namunasidir.

Arxeologik namunalar bo'yicha radiokarbonli usulning birinchi sinovi Amerika Geologiya Jamiyati va Amerika Antropologik Uyushmasi tomonidan tashkil etilgan maxsus qo'mitaning nazorati va ishtirokida o'tkazildi. Misrning yaxshi tarixlangan joylaridan, Eronda qazilgan Ossuriya inshootlaridan bir nechta namunalar olingan; ular o'lik dengiz yaqinida topilgan Muqaddas Kitob varaqlaridan biri, Pompeydan yoqib yuborilgan non va boshqa namunalar o'ralgan tuvaldan foydalanganlar. Ushbu namunalarning C14 sanalari odatda tarixiy sanalar bilan yaxshi kelishgan.

Yangi uchrashuvlarning, ayniqsa, Evropaning eneolit ​​va bronza davriga oid birikmalar to'planishi bilan, munozarali ta'riflar paydo bo'ldi, ular arxeologik sanalardan ancha farq qilardi. Ushbu nomuvofiqliklarning sabablarini izlash fiziklar va arxeologlar o'rtasida qizg'in munozaraga hamroh bo'ldi. Radiokarbonli tanishishning asosiy tanqidchilaridan biri V. Miloichich edi. Muhokama har ikki tomon uchun ham foydali bo'ldi. Xususan, C14 ning yarim umrini aniqlab olish va aniqlashning aniqligiga ta'sir qiladigan ba'zi jismoniy ta'sirlarni aniqlash mumkin edi. Avvalo, so'nggi 50 000 yil ichida atmosferada C14 kontsentratsiyasi o'zgarishsiz qoldi, deb hisoblagan Libbining asosiy postulatlaridan biriga o'zgartirish kiritildi. Aslida, u Yer magnit maydonining o'zgarishi va boshqa sabablarga ko'ra o'zgargan. Bu shuni anglatadiki, ushbu kontsentratsiya o'zgarishsiz qoladi degan taxmin bilan hisoblangan sanalarni aniqlashtirish kerak. Dendroxronologiya atmosferadagi C14 ning dunyoviy o'zgarishlarini o'rganishda hal qiluvchi rol o'ynadi.

Kaliforniya tog'larida juda qadimgi daraxtlarning qoldiqlari saqlanib qolgan. Ulardan ba'zilari 4 ming yoshdan katta bo'lgan, o'lik yog'och qoldiqlari esa undan ham qadimgi. Ushbu daraxtlardan olingan mingdan ortiq namunalardan 7 ming yillik uzluksiz dendroxronologik shkala tuzish mumkin edi (dendroxronologiya usuli haqida batafsil ma'lumot uchun, quyida). Bundan tashqari, barcha namunalardan har 10 ta uzuk C14 da belgilangan edi. Endi C14 va o'sish halqalari bo'yicha yoshni aniqlash natijalarini solishtirish mumkin edi (48-rasm). Grafadagi diagonal radiokarbon va dendroxronologik sanalar o'rtasidagi aniq o'yinni aks ettiradi. Grafada ushbu sanalar qachon to'g'ri kelishi va ular qachon farq qilishi aniq ko'rsatilgan. Antik davrga chuqurroq kirib borganimiz sayin, radiokarbonli xurmolarni "yoshartirish" tomon burilishlar tobora tizimli bo'lib boradi. Miloddan avvalgi 1-ming yillikning o'rtalariga qadar. e. bu og'ishlar ahamiyatsiz, keyin ular ko'payadi va miloddan avvalgi IV ming yillikda. e. 13% ga etish. Shunday qilib, ushbu kalibrlash ko'lami radiokarbon va taqvim sanalarini juda aniq yozishmalarga keltirishga imkon beradi.

Bu K. Renfryuga Evropa eneolit ​​va bronza asri xronologiyasi muammosiga yangi asosda qaytishga imkon berdi. Ma'lum bo'lishicha, qadimgi tsivilizatsiyalarning Evropa atrofidagi "barbarlik" madaniyati har doim ham ikkinchisining ta'siri ostida rivojlangan. G'arbiy Evropada megalitlar ishonilganidan 2 ming yil oldin paydo bo'lgan va Bolqonda metallurgiya Egey dunyosiga qaraganda ancha oldin paydo bo'lgan. O'rta er dengizi, Mesopotamiya va Kichik Osiyo tsivilizatsiyalari va boshqa tomondan Janubiy Evropa madaniyatlari o'rtasidagi xronologik munosabatlar o'zgardi. Bolqonlarning dastlabki bronza asri Troya pastki qatlamlaridan kech bo'lmagan, ammo ular bilan sinxronlashgan. Gumelnitsaning neolitik madaniyati keyinchalik Yunonistonda Dimini madaniyati bo'lib chiqdi va hokazo (1-jadvalga qarang). Radiologik uglerod xurmolari bilan tozalangan Evropaning neolit ​​va dastlabki bronza davri xronologiyasi diffuziya nazariyasi uchun deyarli poydevor qoldirmadi.

Namuna olish va tanishish texnikasi. C14 yoshini aniqlash uchun namuna olish ba'zi qoidalarga rioya qilishni talab qiladi. Ushbu qoidalarga mexanik ravishda emas, balki ataylab rioya qilish uchun arxeolog radiokarbonli sanash laboratoriyasining texnikasi to'g'risida umumiy tushunchaga ega bo'lishi kerak.

Dalada namunalar olishda maxsus ko'rsatmalarga qat'iy rioya qilish kerak. Laboratoriya texnikasi ikki qismdan iborat: kimyoviy va fizikaviy. Birinchidan, uglerodni o'lchov uchun qulay holatga o'tkazish kerak. Radioaktiv ultratovush juda yumshoq beta nurlanishini chiqargani uchun namunaning qattiq shakli tahlil uchun mos emas: bu holda faqat sirt qatlamidagi nurlanish zarbalari qayd qilinadi. Shuning uchun namuna kimyoviy usulda sintilatorga - gazsimon yoki suyuq moddaga - karbonat angidrid, asetilen, metan yoki toluol, benzol, etilbenzolga aylantiriladi. Gaz yoki suyuqlik bilan ampulali idish maxsus idishga solinib, qo'rg'oshinning qalin qatlami bilan fon nurlanishidan himoyalangan. 14C atomining har bir parchalanishi eritmadagi yorug'lik chirog'i bilan birga keladi, u mahkamlanadi va maxsus qurilma - fotomultaytirgich yordamida elektr impulsiga aylanadi va yozuvchida ko'rsatiladi. Muayyan vaqt davomida to'plangan impulslar yig'ilib, avtomatik ravishda mutloq yoshning qiymatiga mos keladigan xato bilan qayta hisoblab chiqiladi.



Shakl: 49. Namozga-Depe posyolkasining IP-sana bilan stratigrafik ustun (Doluxanon va boshq.)

Xalqaro shartnomaga muvofiq, yosh 1950 yildan boshlab hisoblanadi. Bu fotoalbom namunalar faoliyati taqqoslanadigan mos yozuvlar namunasi yadro qurollari sinovlari natijasida hosil bo'lgan ortiqcha C14 bilan ifloslanmasligi uchun amalga oshiriladi. Yaqinda Oksford Universitetining Arxeologiya va san'atshunoslik laboratoriyasi namunadagi C14 atomlari sonini mass-spektrometr va tezlatgich yordamida to'g'ridan-to'g'ri miqdoriy aniqlash usulini ishlab chiqdi. Aniqlik nuqtai nazaridan u deyarli sintilyatsiya usulidan farq qilmaydi, ammo bu 0,5-5 mg toza uglerod og'irlikdagi mayda namunalarning yoshini aniqlashga imkon beradi, ya'ni sintiltsion usuldan ming baravar kam. Boshqacha qilib aytganda, ilgari C14 bilan ishonchli tanishish uchun og'irligi 0,2 dan 1 kg gacha bo'lgan dastlabki namuna (ko'mir, o'tin va boshqalar) zarur bo'lsa, mass-spektrometrdan foydalanilganda og'irligi 0,2 dan 1 g gacha bo'lgan dastlabki namuna etarli bo'ladi.

Radiokarbonat xurmolari qiymatlarini tuzatishlarni hisobga olish uchun maxsus jadvallar tuzildi. Masalan, so'nggi yillar adabiyotida MASCA indeksiga ega sanalar mavjud. Bu AQShning Pensilvaniya universiteti qoshidagi Arxeologiya muzeyi amaliy ilmiy markazida (MASCA) ishlab chiqilgan 14C sanani qayta hisoblash uslubining nomi. Bu yarim umrning eski qiymatini, uning yangi qiymatini va Arizona dendroskalasi uchun kalibrlash tuzatishlarini hisobga olgan holda radiokarbonli o'lchovlarning ishonchli natijalarini olishga imkon beradi. Jadval 2 misol sifatida Turkmaniston janubidagi Namazga-Depe aholi punktidagi stratigrafik chuqur qatlamlarining radiokarbon sanalarining uchta qiymatini ham ko'rsatadi.