Датировка и синхронизация

К оглавлению книги «Методы археологического исследования» / К следующей главе

Одной из важнейших задач археологии является датировка; т. е. определение возраста памятника. Обычно датировка относится к какому-либо одному памятнику, слою, вещи. Когда необходимо сопоставить между собой датированные памятники, слои, вещи, возникает задача синхронизации. Синхронизация устанавливает соотношение во времени разных памятников данной или иной территории (раньше, позже или одновременно).

Археология располагает большим разнообразием источников и методов датирования. Это свидетельства древних исторических сочинений, надписи на предметах, монеты, художественные особенности изделий и изображений, стратиграфия, типологические ряды и сочетания находок (включая так называемые датировки по аналогиям), анализ пыльцы древних растений, ленточные глины озерных отложений, содержание фтора и урана в древних костях, годичные кольца сохранившихся бревен или деревьев, остаточная намагниченность предметов из обожженной глины и их термолюминесценция, датировка по радиоактивным изотопам калия, аргона, углерода и др. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки, пределы возможностей и условия успешного использования. Почти ни один из перечисленных методов не применяется изолированно, вне связи с другими. Наиболее ответственные датировки памятников, имеющих особое культурно-историческое значение, основаны на разных, не зависимых один от другого методах определения возраста.

Методы датирования археологических объектов можно разделить на три группы: историко-филологические, собственно археологические и естественнонаучные. К первым относятся датировки по свидетельствам исторических сочинений, древним надписям, монетам, художественным особенностям изделий и изображений. Ко вторым — стратиграфический и типологический методы (в широком смысле), к третьим — археомагнетизм, термолюминесценция, радиоизотопы и т. д.

Каждый из этих методов требует профессиональных знаний и навыков. Для успешного обращения к письменным источникам нужно знать древние языки. Некритическое использование переводов приводит к ошибкам и недоразумениям. Датировки по монетам невозможны без знаний нумизматики. Не владея искусствоведческими методами, очень трудно разобраться в датировках древних художественных изделий. Датировки по радиоуглероду или термолюминесценции возможны только в специальной лаборатории. Быть профессионалом сразу в столь разных областях науки невозможно. Правда, случается, что археолог успешно осваивает тот или иной метод другой науки. Но это не обязательно. От археолога требуется доскональное владение своими методами и достаточная информированность о возможностях методов других наук для успешного взаимодействия с соответствующими специалистами.

В археологии используются две системы датировок: абсолютная и относительная. Абсолютные даты отвечают на вопрос: когда? Как правило, ответ на этот вопрос дается в календарных датах: II тысячелетие до н. э. (позднее Триполье), 23 мая 1267 г. (пожар в Новгороде), 20 джумада II, 773 года хиджры (смерть племянницы Тимура Ульджаами, похороненной в одном из мавзолеев Шахи-Зинда в Самарканде).

Естественнонаучные методы устанавливают абсолютный возраст древних вещей в «физическом времени», т. е. путем измерения тех или иных физико-химических эффектов. Эти показания тоже пересчитываются в календарные даты. Например, 3807± ±90 лет до н. э. — энеолит Закавказья, Кюльтепе I. Такая дата указывает не год, а интервал длиной в 180 лет, в пределах которого лежит истинный возраст данного образца (подробнее см. ниже). Аналогичный характер имеют и некоторые даты — сроки, установленные чисто археологическими методами. Например, вещи, найденные при раскопках могильника, датируются не ранее I в. до н. э. и не позже V в. н. э. Никаких более точных сведений об этих вещах нет. Но в пределах указанных 600 лет изучаемый могильник мог функционировать, например, не более 50 лет. Однако к какой части шестисотлетнего периода относятся указанные 50 лет, неясно. Такая дата-срок состоит из двух частей: календарной даты (I в. до н. э. — V в. н. э.) и интервала (в течение 50 лет). Если вторую часть не учитывать, может возникнуть ошибочное представление о том, что данный объект (жилище или могильник) функционировал 500—600 лет.

Относительные даты указывают только на последовательность во времени слоев, могил, сооружений, следы которых обнаруживаются при раскопках, т. е. что было раньше, а что — позже или одновременно. Роль методов относительного датирования неодинакова в разных разделах археологии. Еще не так давно они преобладали в археологии дописьменных культур. Например, стоянки эпохи палеолита датировались в основном по их положению в слоях, содержащих остатки четвертичной фауны, и по следам наступления и отступления ледников и плювиалов (периодов дождей). Схемы периодизации палеолита, неолита, эпохи бронзы, созданные на рубеже XIX—XX вв. (Мортилье, Брейль, Монтелиус, Городцов и др.), целиком базировались на методах относительной хронологии. Основа этих периодизаций осталась почти неизменной, хотя за последние десятилетия удалось получить много абсолютных датировок.

Наряду со стратиграфическими последовательностями для относительных датировок используются и типологические последовательности изменений формы и других особенностей древних вещей, по возможности в сочетании тех и других.

По мере того как археология все шире обращается к естественнонаучным методам определения абсолютного возраста древних объектов, роль методов относительной хронологии становится вспомогательной, однако как дополнение к абсолютным датировкам они еще долго будут важны.

ДАТИРОВКА ПО ПИСЬМЕННЫМ ИСТОЧНИКАМ

В сочинениях древних авторов упоминаются города, сохранившие свое старое название (Киев, Москва, Новгород, Самарканд, Афины, Александрия и многие другие). Казалось бы, датировка древнейших слоев этих городов не должна вызывать особых затруднений. Однако в летописи или в другом источнике обычно упоминается уже существующий город или поселение. Для установления его нижней даты необходимо дополнительное исследование. Да и сами упоминания в письменных источниках не всегда датированы. Например, первое упоминание Киева в летописи предшествует погодным записям и поэтому точно не датировано. Следы древних поселений на территории Киева относятся к очень отдаленным временам, вплоть до верхнего палеолита. На основе анализа находок на горе Замковой украинские археологи датируют основание Киева как города VI— VII веками.

Многие античные города Северного Причерноморья упоминаются Геродотом, Страбоном и другими авторами, а также в греческих периплах (лоциях). Эти сведения служат первым ориентиром для хронологических определений, которые затем уточняются на основе сопоставления данных письменных источников с находками монет, эпиграфических памятников, с данными стратиграфии и т. д. В результате можно в отдельных случаях достичь высокой точности датировок (в пределах четверти века).

Очень важными основаниями для датировок являются строительные надписи или иные эпиграфические находки, обнаруженные непосредственно в слое памятника. При раскопках холма Кармир-Блур, скрывавшего руины урартского города Тейшебаини, была найдена часть бронзового дверного запора с клинообразной надписью «Русы, сына Аргишти, крепость города Тейшебаини». Имя Руса носили три урартских царя, но сыном Аргишти был только Руса II (685—645 гг. до н. э.).

Слои разрушения или пожаров иногда удается приурочить к определенным историческим событиям, зафиксированным древними хрониками. Так, отдельные слои деревянных мостовых Новгорода связаны с восстановительными работами после крупных пожаров 1275 г., 1311 г., 1340 г. и др. В слое разрушения сокровищницы царского дворца на городище Ай-Ханум в Северном Афганистане найдена надпись с датой «24 год». Известно, что царем Бактрии в это время был Эвкратид, начало правления которого относится к 170 г. до н. э. Следовательно, разрушение греко-бактрийского города, бывшего на месте Ай-Ханум, датируется около 24-го года правления Эвкратида, т. е. приблизительно в 146 г. до н. э.

На городище Пайкенд в Бухарском оазисе при раскопках помещения, которое было, по-видимому, лабораторией средневекового алхимика, на полу среди обломков посуды был найден черепок с арабской надписью, сделанной черной тушью: «…середине сафара щедрого в день субботы года четыре и семьдесят и сто». Возможно, что это запись о каком-то химическом опыте, сделанная, как определяют исследователи, в субботу 30 июня 790 г. — редкий случай точной даты помещения.

Разумеется, датировки по данным письменных источников должны тщательно проверяться, а достоверность самих источников не должна вызывать сомнения. Например, сообщение Филохора об освящении Парфенона в 438 г. до н. э. было принято только после доказательства того, что и другие даты, упоминаемые Филохором, достоверны.

Наблюдения при археологических раскопках порой вносят существенные коррективы в датировки, сделанные на основе сведений письменных источников. Крещение Руси произошло в X в., но христианский обряд погребения вошел в быт далеко не сразу, и не только в народе, но и в среде знатных людей. В могилах новгородских посадников, похороненных в храме Юрьева монастыря в начале XIII в., видны явные следы языческой погребальной традиции. Верхние слои среднеазиатских городов, погибших в VIII в., обычно связываются с арабским завоеванием, а слои разрушения XIII — с походами монголов. Но в результате новых раскопок стало ясно, что после завоеваний VIII в. в согдийских городах возрождалась жизнь, а на городищах Семиречья найдены слои возрождения после походов Чингисхана.

Далеко не всегда письменные сообщения содержат в себе дату. В Ольвии был найден свиток из свинцового листа с письмом от Ахиллодора сыну и Анаксагору. Никаких указаний на дату в тексте письма нет. Однако его удалось датировать VI веком до н. э. на основании палеографического и диалектологического анализа, т. е. но особенностям начертания отдельных знаков и специфике ионийского диалекта древнегреческого языка.

Методы датирования по данным письменных источников относятся к наиболее надежным. Вместе с тем вполне очевидны их ограниченные возможности. Прямые датирующие сведения встречаются крайне редко. Косвенные данные становятся тем менее надежными, чем большее число промежуточных звеньев связывает письменную дату с датируемым объектом. Письменные источники ничего не дают для датировки памятников дописьменных культур и очень ненадежны для датировки культур бесписьменной периферии древних цивилизаций.

ДАТИРОВКА ПО МОНЕТАМ

Идеально, когда археолог-античник или медиевист хорошо знает нумизматику, но требовать этого от каждого археолога невозможно. Для определения монет, найденных при раскопках, можно обращаться к специалистам или, что лучше, работать в непосредственном контакте с ними. Иногда изучение монет дает уникальную информацию, которую из других источников получить невозможно. Например, по монетам был составлен список боспорских царей середины III в. н. э. Вместе с тем есть некоторые вопросы, возникающие как бы на стыке между археологией и нумизматикой. Специалист может определить время чеканки монеты, но только археолог учтет те данные, которые позволят ему хотя бы приблизительно вычислить промежуток времени между чеканкой монеты и ее попаданием в слой поселения или в могилу. По одной монете сделать такой расчет почти невозможно. Поэтому находки одиночных монет дают возможность определить только нижнюю дату слоя или комплекса: не ранее времени чеканки монеты.

Если в данном историко-культурном регионе имеются находки монетных кладов, то сопоставление одиночных монет, найденных при раскопках с монетами той же чеканки из кладов, дает дополнительную информацию для датировки. Верхняя дата клада определяется датой самой поздней монеты. При близком по составу распределении монет, найденных при раскопках с монетами из кладов, можно по верхней дате клада приблизительно определить и верхнюю дату слоя или комплекса. Разумеется, здесь очень важны и чисто археологические наблюдения, такие, как толщина данного слоя, скорость его нарастания и т. д.

ДАТИРОВАНИЕ ПО ХУДОЖЕСТВЕННЫМ ОСОБЕННОСТЯМ ДРЕВНИХ ВЕЩЕЙ

Основные принципы изучения памятников древнего искусства были разработаны во второй половине XVIII в. И. Винкельманом. Суть этих принципов в их современном понимании состоит в том, что для каждой исторической эпохи и даже для отдельных периодов и культур существовали свои особенности художественного творчества, присущие только данной эпохе, данной культуре, данному этносу.

Научиться распознавать стилистические особенности древних художественных памятников невозможно без внимательного изучения всех деталей, особенно тех, которые не бросаются в глаза. По мере накопления такого «визуального опыта» вырабатываются критерии, позволяющие уверенно отличать, например, трипольские статуэтки от внешне похожих на них и близких по времени статуэток из Южной Туркмении, наскальные рисунки Карелии

Рис. 43. Изображение лошади в разных художествен¬ных традициях: 1 — палеолит (Ляско); 2 — скифо-сибирский звериный стиль (Енисей)

Рис. 43. Изображение лошади в разных художествен¬ных традициях:
1 — палеолит (Ляско); 2 — скифо-сибирский звериный стиль (Енисей)

от петроглифов Скандинавии, скифскую торевтику от фракийской и т. п.

В принципе всегда можно указать конкретные признаки, присущие художественной культуре того или иного периода или этноса. Но научный метод состоит не в характеристике каждого отдельного случая, а в нахождении общих правил такого распознавания. Хотя пока еще рано говорить об общих правилах датировки по художественным особенностям изобразительных памятников, некоторые основы этого метода намечаются.

Выразительные особенности (стилистические признаки), присущие разным древним культурам или эпохам, хорошо прослеживаются при сравнении одинаковых по содержанию образов. Одни и те же образы в разных культурах и в разные периоды создавались различными выразительными средствами. Например, из рис. 43 видно, что лошадь в палеолитическом искусстве рисовали совсем не так, как в скифо-сибирском. И наоборот, в рамках одной художественной традиции для создания разных по содержанию образов использовались очень близкие или даже одинаковые изобразительные элементы. Эти почти неизменные (инвариантные по отношению к смыслу изображения) детали, из которых как бы «собираются» разные изображения (рис. 44).

Расчленяя мысленно или при помощи карандаша и бумаги изучаемые изображения на составляющие их неизменные «блоки», сопоставляя их между собой, археолог ищет подобные же изобразительные элементы в других материалах, уже датированных, и на этом основании определяет дату изображений. Та-

Рис. 44. Изобразительные инварианты. Изображения разных живот¬ных как бы собираются из одинаковых «блоков»

Рис. 44. Изобразительные инварианты. Изображения разных живот¬ных как бы собираются из одинаковых «блоков»

ким образом, датировка по художественным особенностям, как, впрочем, и многие другие методы датирования, осуществляется не в «чистом виде», а во взаимосвязи с датировками по аналогиям.

ДАТИРОВКА ПО АНАЛОГИЯМ

То что мы сейчас называем культурным обменом, было всегда. Древние коллективы вольно или невольно постоянно обменивались вещами, идеями, навыками. Это происходило по разным каналам: первобытный обмен, торговля, грабеж, угон в плен мастеров, подражание лучшим образцам и т. п. В результате вещи, сделанные в одном месте, иногда находятся за тысячи километров. На Конецгорском селище ананьинской культуры, расположенном при впадении в Каму реки Чусовой, была найдена египетская статуэтка бога Амона, датированная VII веком до н. э. (между Чусовой и Египтом расстояние по прямой около 4 тыс. км). Это дает возможность приблизительно датировать селище у села Конец Гор в Прикамье. Однако такие «прямые» датировки мало обоснованы, поскольку трудно определить время, в течение которого данная статуэтка двигалась от места своего изготовления к бассейну Камы. Поэтому археологи предпочитают многоступенчатые сопоставления, при которых расстояние между каждой парой сопоставляемых комплексов относительно невелико. Такой метод немецкий археолог Эггерс назвал «методом домино»: комплексы с одинаковыми вещами выстраиваются в длинную цепочку, как костяшки домино (рис. 45).

Например, кувшины с ручками на плечике и с поперечными линиями раскраски, найденные в слоях III периода микенской культуры в Греции, встречаются в Египте в памятнике XIV—XII вв. до н. э. (дата по надписям). Вместе с микенскими кувшинами были обнаружены бронзовые фибулы в виде английской булавки. Такие же фибулы найдены в Германии, в Тироле вместе с керамическими урнами, имеющими три вертикальные ручки. Близкие по форме урны известны в находках на Южном побережье Балтики в комплексе с фибулами из двух кругых пластинок, соединенных перемычкой. Наконец, подобная фибула оказалась среди находок, сделанных при раскопках кургана в Уплакде (Швеция). Таким образом, вся эта цепочка вещей и комплексов может быть датирована XIV—XII веками до н. э.

Рис. 45. Датировка «методом домино» (по Эггерсу)

Рис. 45. Датировка «методом домино» (по Эггерсу)

Более надежные результаты дает метод перекрестных датировок, при котором комплексы выстраиваются в датировочную цепь не в одном направлении, как это было в предыдущем примере, а как бы навстречу друг другу. Такие даты были установлены Эвансом для II периода среднеминойской культуры. В этом слое найдена египетская статуэтка с надписью, по которой она датировалась временем XII—XIII династии (XX—XVIII вв. до н. э.). С другой стороны, в Египте при раскопках памятников XX—XIX вв. до н. э. (Абидос, Кахуна) найдено много черепков керамики стиля Камарсс, характерной для среднеминойского периода II. К сожалению, такие случаи редки. Если строго соблюдать правила «метода домино», то состыковать между собой можно только комплексы, имеющие в своем составе идентичные вещи. Но в ручном древнем производстве даже один и тот же мастер не мог изготовить две абсолютно одинаковые вещи.

Значительно чаще обнаруживают не идентичные вещи, а аналогичные, т. е. сходные с какими-то другими, дата которых так или иначе известна точно или предположительно. Отсюда и название — датировка по аналогиям.

При этом действует примерно такая схема рассуждений: предмет А найден, скажем, в Египте и по надписи датируется временем t. Предмет Б найден в недатированном комплексе, но очень похож на предмет А. Следовательно, предмет Б можно датировать временем, близким к периоду t. Но что значит «близким»? Это может быть и раньше, и позже, чем t. В ответе на этот вопрос решающую роль играет место находки предмета Б и один из постулатов теории диффузии, согласно которому все основные достижения культуры произошли в древних цивилизациях, а затем распространились на «варварскую периферию», как круги на воде. Отсюда и другое название — теория «культурных кругов». Если предмет А найден в Египте, а сходный с ним предмет Б, например, на Северном Кавказе, то скорее всего он является подражанием предмету А, т. е. по времени несколько более поздним. Но насколько поздним — на 50, 100 или более лет, — этого наверное никто сказать не может. На практике, конечно, все происходит значительно сложнее (поэтому и вопросов может возникнуть больше). Однако общая схема датировок по аналогиям выглядит именно так.

Рис. 46. Псевдоаналогии: 1 - Уганда, ранний железный век; 2 — южнорусские степи, катакомбная культура

Рис. 46. Псевдоаналогии: 1 — Уганда, ранний железный век; 2 — южнорусские степи, катакомбная культура

В поисках аналогий следует принимать во внимание не только сходство между вещами (по форме, технологии и другим особенностям), но и сходство между признаками, что в ряде случаев дает более достоверные основания для датировок. Сходство между вещами иногда может возникать независимо от культурных влияний на основании чисто функциональных или технических задач, которые решали живущие в разных местах, но в сходных природных и социальных условиях люди, изготавливая те или иные вещи.

В этом нетрудно убедиться, сопоставляя предметы, относящиеся к таким древним культурам, которые заведомо никогда между собой не соприкасались (рис. 46).

Сходство между отдельными признаками тоже может иметь случайные причины или возникать конвергентно. Например, на керамике эпохи бронзы орнаментация зубчатым штампом распространена столь широко, что сходство по этому признаку могут иметь предметы, весьма отдаленные друг от друга по времени. Наоборот, чем данный признак локальнее, тем он важнее для датировки.

Наиболее надежными основаниями для датировки по аналогиям являются сочетания разных вещей или разных признаков в одном закрытом комплексе.

В основе метода датировок по аналогиям лежат следующие допущения. Вещи, обнаруженные в закрытом комплексе, например в могиле, одновременны. Если два или более закрытых комплекса содержат в себе несколько тождественных вещей или вещей, характеризующихся одинаковыми признаками, то такие комплексы можно считать близкими по времени.

Так постепенно хронология древневосточных и средиземноморских культур стала опорной шкалой для привязки к ней памятников и культур энеолита и эпохи бронзы, изучавшихся на юго-востоке, западе и севере Европы. К ним, в свою очередь, «привязывались» памятники и культуры евразийских степей. Поскольку твердых критериев для сравнения не существовало, а возможности перекрестной датировки проявлялись редко, возраст отдаленных от Средиземноморья памятников устанавливался в основном по отдельным находкам предметов импорта или в лучшем случае — «методом домино». В основе всех этих построений лежал упомянутый выше постулат теории диффузии: основные достижения культуры возникали в древних цивилизациях и постепенно распространялись на «варварскую» периферию. Позднее оказалось, что этот постулат не выдержал испытания, но в 30—40-х годах в нем почти никто не сомневался. Наиболее вдумчивых исследователей беспокоил другой вопрос: насколько достоверна сама хронология Древнего Египта и Месопотамии, положенная в основу всех датировок по аналогиям. Схема хронологии Египта и Двуречья, особенно в ее ранней части, была далеко не бесспорна. Многое в ее продолжительности зависело от того, считать ли фараонов раннединастической эпохи, имена которых были известны по надписям, правившими только последовательно или иногда параллельно. От этого хронология Египта либо растягивалась на 5—6 тыс. лет, либо сокращалась до 3 тыс. лет. Несколько капитальных работ, выполненных в 40-х годах (Шэффер, Шахермайер и Милойчич), показали, что более достоверной является «короткая» хронология.

Особенно важной для археологии была работа Милойчича, в которой пересматривались датировки культур европейского энеолита и раннего бронзового века, основанные, как он показал, на отдельных находках, а не на сериях. Милойчич ввел более жесткие требования к синхронизации древневосточных и европейских культур и заново сопоставил хронологию опорных для его исследования областей: Египта, Двуречья, Малой Азии и Крита. Затем, двигаясь последовательно с юго-востока Европы на северо-запад, Милойчич рассмотрел хронологические соответствия между каждой парой соседних культур, и не по отдельным наблюдениям, а по серийным и имеющим стратиграфические привязки как в исходных, так и в последующих пунктах. Фундаментальный труд Милойчича с его подробной и убедительной схемой хронологии и синхронизации европейских культур энеолита и бронзового века получил практически всеобщее признание. Главное допущение Милойчича (и многих других археологов) о том, что в целом европейские культуры неолита, энеолита и бронзы несколько позже аналогичных культур Двуречья и Малой Азии, а также то, что основные достижения культуры распространялись «кругами» от центров мировых цивилизаций и поэтому тоже должны быть в Европе позже, чем в Средиземноморье, никто не подвергал сомнению. Так сложилась общая схема направлений хронологических связей между древневосточными, средиземноморскими и европейскими культурами (рис. 47).

Сейчас становится ясно (хотя еще и не всем), что датировку по аналогиям нельзя считать строго научным методом. Строго научный метод предполагает удовлетворительную воспроизводимость результата, т. е. если одни и те же данные обрабатываются по одной и той же методике, то и результаты у разных исследователей должны быть одинаковыми, в рамках некоторых отклонений, допускаемых условиями метода. Датировка по аналогиям одних и тех же объектов нередко приводит разных авторов к столь различным результатам, что ни о какой воспроизводимости говорить не приходится. Тем не менее метод датировки

Рис. 47. Схема направления хронологических связей между Древ ним Востоком, Средиземноморьем и Европой (по Чайлду)

Рис. 47. Схема направления хронологических связей между Древ ним Востоком, Средиземноморьем и Европой (по Чайлду)

по аналогиям глубоко и прочно вошел в практику археологического исследования. Но в то же время этому методу нигде не учат. По нему нет пособий, по нему не читаются спецкурсы и не ведутся спецсеминары. Датировку по аналогиям каждый археолог осваивает, так сказать, в процессе «индивидуального обучения» по работам своих учителей и коллег. Обычно поиски аналогий и их сопоставление занимают у каждого археолога львиную долю времени и сил.

Датировка по аналогиям — это скорее не один какой-то метод, а целая совокупность исследовательских приемов и методов. Датировки по аналогиям были бы невозможны без дат, установленных по письменным источникам, без теории типологических рядов, без стратиграфических наблюдений, без представлений о закрытом и открытом комплексах, о типе, признаке и т. д. Важную роль при датировках по аналогиям играет исследовательская интуиция, т. е. совокупность глубоких профессиональных знаний и навыков, позволяющая специалисту «угадывать» правильный ответ на поставленный вопрос, как бы минуя последовательную цепочку логических рассуждений.

РАДИОИЗОТОПНЫЕ МЕТОДЫ АБСОЛЮТНОГО ДАТИРОВАНИЯ

Радиоизотопные методы определения абсолютного возраста археологических объектов стали применяться около 30 лет тому назад, и сами археологи еще не вполне к ним привыкли. Эти методы внесли большой вклад не только в археологию, но и в историю Земли — геохронологию. Еще в XVIII — начале XIX в. возраст нашей планеты оценивался учеными (о библейских данных мы не говорим) в интервале от 40 млн. до 10 тыс. лет. Когда А. Беккерель открыл в 1886 г. явление естественной радиоактивности, стало ясно, что наука получила точные «часы», заведенные самой природой.

Средняя скорость самопроизвольного деления ядер радиоактивных элементов — величина постоянная, не зависящая ни от каких внешних условий и своя у каждого радиоактивного элемента. Она измеряется периодом полураспада, т. е. временем, и течение которого распадается половина первоначального количества атомов. Например, период полураспада тория-232 — 14 млрд. лет, тория-230 — 75 тыс. лет, калия-40 — 1,25 млрд. лет. урана-238 — 4,5 млрд. лет. урана-235 700 тыс. лет. Измерение радиоактивности образцов горных пород позволило определить возраст Земли — 4,5 млрд. лет. Примерно те же результаты были получены при измерении возраста образцов лунного грунта и некоторых каменных метеоритов.

«Продолжительность жизни» каждого отдельного атома радиоактивных элементов неодинакова. Если бы удалось проследить за отдельными атомами, мы заметили бы, что, скажем, один из них распался в первую же минуту наблюдения, а второй мог бы еще существовать многие годы и десятилетия. Поскольку в каждом образце содержится огромное количество атомов, одни из них распадаются раньше, другие — позже, но в среднем за период полураспада в образце останется ровно половина от их первоначального количества. Такие статистические измерения всегда дают не строго однозначный результат, а число с некоторым отклонением в большую и меньшую сторону, которое называется стандартным отклонением. Поэтому каждая дата, вычисленная по измерению радиоактивности, относится не к одному какому-то году, а к интервалу на шкале времени, в пределах которого находится момент начала радиоактивного распада. На пример, время начала девонского периода в истории Земли- 400±10 млн. лет, т. е. 410-390 млн. лет тому назад.

Радиоактивные элементы с периодами полураспада в миллионы и миллиарды лет, приемлемые для датировки геологических напластований, не годятся для определения возраста археологических образцов. Здесь нужен интервал от 2 тыс. до 1-2 млн лет тому назад. Поэтому из геологических радиоизотопных методов археологией используются калий-аргоновый, ториевый-230, радий-актиниевый. Они позволяют датировать нижнепалеолитические образцы. Но наиболее широкое применение для археологических датировок получил радиоуглеродный метод.

Радиоактивный изотоп углерода с атомным весом 14 (14С) образуется в верхних слоях атмосферы под влиянием космических лучей. Он быстро окисляется и вместе с атмосферной углекислотой усваивается растениями и живыми организмами, вступая, таким образом, в обменный цикл углерода в биосфере. Пока организм или растение живет, количество распавшегося С14 пополняется новым, поступающим из природных источников. Но вот организм умер и перестал усваивать С14, а тот тяжелый углерод, который содержался в организме, продолжает распадаться с постоянной скоростью. Примерно через 5800 лет (период полураспада 14С — 5730+40 лет) в каждой частичке этого мертвого организма (дерева, животного) останется половина первоначального количества атомов. Зная удельную активность 14С в современном образце и сравнивая ее с удельной активностью в ископаемом образце, можно вычислить время, прошедшее с того момента, когда образец вышел из обменного цикла, т. е. умер (животное погибло, дерево срублено и т. д.).

За разработку радиоуглеродного метода его создатель — американский физик У. Ф. Либби был удостоен Нобелевской премии. Сейчас во многих странах мира работают сотни радиоуглеродных лабораторий, определяющих возраст археологических находок (угля, дерева, кости, раковины и даже железа).

При всей своей непродолжительности история использования радиоуглеродного метода в археологии полна острых, даже драматических дискуссий и являет собой очень интересный пример критического взаимодействия между исторической и естественной наукой.

Первая проверка радиоуглеродного метода на археологических образцах выполнялась под наблюдением и при участии специального комитета, созданного Американским геологическим обществом и Американской антропологической ассоциацией. Несколько образцов было взято из хорошо датированных египетских памятников, из ассирийского сооружения, раскопанного в Иране; были также использованы холст, в котором был завернут один из свитков Библии, найденный у Мертвого моря, обожженный хлеб из Помпеи и другие образцы. Датировки всех этих образцов по содержанию С14 в общем хорошо согласовывались с историческими датами.

По мере накопления новых датировок, особенно относящихся к энеолиту и бронзовому веку Европы, стали появляться спорные определения, существенно отличавшиеся от археологических дат. Поиски причин этих несоответствий сопровождались острой дискуссией между физиками и археологами. Одним из главных критиков радиоуглеродных датировок был В. Милойчич. Дискуссия оказалась полезной для обеих сторон. В частности, удалось уточнить период полураспада С14 и открыть некоторые физические эффекты, влияющие на точность определений. Прежде всего была внесена поправка в один из основных постулатов Либби, который считал, что за последние 50 000 лет концентрация С14 в атмосфере оставалась неизменной. На самом деле она

Рис. 48. Соотношение между радиоуглеродными и дендрохронологическими датами

Рис. 48. Соотношение между радиоуглеродными и дендрохронологическими датами

менялась в связи с изменением магнитного поля Земли и по другим причинам. Значит, и даты, вычисленные в предположении неизменности этой концентрации, нуждаются в уточнении. В изучении вековых вариаций С14 в атмосфере решающую роль сыграла дендрохронология.

В горах Калифорнии сохранились реликтовые рощи очень старых деревьев. Некоторые из них были старше 4 тыс. лет, а остатки сухостоя — еще старше. Из более чем тысячи образцов, взятых от этих деревьев, удалось составить непрерывную дендрохронологическую шкалу (подробнее о методе дендрохронологии см. ниже) протяженностью в 7 тыс. лет. Наряду с этим каждые 10 колец от всех образцов были датированы по С14. Теперь можно было сопоставить результаты определения возраста по С14 и по годичным кольцам (рис. 48). Диагональ на графике представляет собой точное совпадение радиоуглеродных и дендрохронологических датировок. По графику хорошо видно, когда эти даты совпадают, а когда различаются. По мере углубления в древность отклонения приобретают все более систематический характер в сторону «омоложения» радиоуглеродных дат. До середины I тысячелетия до н. э. эти отклонения незначительны, затем они возрастают, а к IV тысячелетию до н. э. достигают 13%. Таким образом, данная калибровочная шкала позволяет приводить в достаточно точное соответствие радиоуглеродные и календарные даты.

Это позволило К. Ренфрю на новой основе вернуться к проблеме хронологии европейского энеолита и бронзового века. Оказалось, что далеко не всегда «варварские» культуры европейской периферии древних цивилизаций развивались под влиянием последних. Мегалиты в Западной Европе появились на 2 тыс. лет раньше, чем это считалось, а металлургия на Балканах возникла значительно раньше, чем в эгейском мире. Изменилось хронологическое соотношение между цивилизациями Среднеземноморья, Месопотамии и Малой Азии, с одной стороны, и культурами Южной Европы — с другой. Ранний бронзовый век Балкан оказался не позднее нижних слоев Трои, а синхронным им. Неолитическая культура Гумельница оказалась одновременной культуре Димини в Греции, а не позже, и т. д. (см. табл. 1). Уточненная по радиоуглеродным датам хронология неолита и раннего бронзового века Европы не оставила почти никаких оснований у теории диффузии.

Отбор образцов и техника датирования. Отбор образцов для определения возраста С14 требует соблюдения определенных правил. Чтобы эти правила соблюдались не механически, а осознанно, археологу необходимо иметь общее представление о лабораторной технике датирования по радиоуглероду.

Отбирая образцы в поле, необходимо строго соблюдать требования специальной инструкции. Техника лабораторных работ состоит из двух частей: химической и физической. Сначала необходимо углерод перевести в удобное для измерений состояние. Поскольку радиоактивный улерод испускает очень мягкое бета-излучение, твердая форма образца не пригодна для анализа: в этом случае будут фиксироваться только импульсы от излучения в поверхностном слое. Поэтому образец химическим путем превращается в сцинтиллятор — газообразное или жидкое вещество — углекислый газ, ацетилен, метан или толуол, бензол, этилбензол. Резервуар с газом или ампула с жидкостью помещаются в специальный контейнер, защищенный толстым слоем свинца от так называемых фоновых излучений. Каждый распад атома 14С сопровождается в растворе световой вспышкой, которая фиксируется и преобразуется в электрический импульс специальным прибором — фотоумножителем — и выводится на са-

datirovka-i-sinhronizatsiya-7

мописец. Накопившиеся за определенный период времени импульсы суммируются и автоматически пересчитываются в величину абсолютного возраста с соответствующей погрешностью.

Рис. 49. Стратиграфическая колонка поселения Намазга-Депе с датировками по ИС (по Долуханону и др.)

Рис. 49. Стратиграфическая колонка поселения Намазга-Депе с датировками по ИС (по Долуханону и др.)

По международному соглашению возраст отсчитывается от 1950 г. Это сделано для того, чтобы эталонный образец, с которым сравнивается активность ископаемого образца, не был загрязнен избыточным С14, образовавшимся в результате испытаний ядерного оружия.

Недавно в лаборатории археологии и истории искусства Оксфордского университета разработан метод непосредственного определения количества атомов С14 в образце с использованием масс-спектрометра и ускорителя.

По точности он практически не отличается от сцинтилляционного метода, но зато позволяет определять возраст крошечных образцов массой 0,5—5 мг чистого углерода, т. е. в тысячу раз меньше, чем при сцинтилляционном методе. Иными словами, если раньше для надежного датирования по С14 нужен был исходный образец (уголь, дерево и т. д.) массой от 0,2 до 1кг, то при использовании масс-спектрометра достаточен исходный образец массой от 0,2 до 1 г.

Для учета поправок к значениям радиоуглеродных дат составлены специальные таблицы. Например, в литературе последних лет встречаются даты с индексом MASCA. Так называется метод пересчета дат по 14С, разработанный в музее Пенсильванского университета США — Museum Applied Science Center for Archaeology (MASCA). Он позволяет получить достоверные результаты радиоуглеродных измерений с учетом старого значения периода полураспада, нового его значения и калибровочных поправок по аризонской дендрошкале. В табл. 2 представлены в качестве примера все три значения радиоуглеродных дат слоев стратиграфического шурфа на поселении Намазга-Депе в Южной Туркмении (рис. 49).

datirovka-i-sinhronizatsiya-9

ДЕНДРОХРОНОЛОГИЯ

В основе дендрохронологии лежит закон природы, согласно которому каждый год толщина ствола дерева увеличивается на одно годичное кольцо. Годичные кольца в виде концентрических кругов хорошо просматриваются на поперечном срезе ствола. Если данный год был теплым и солнечным при достаточной влажности, то дерево росло быстрее и годичное кольцо станет толще. На холодный и засушливый год дерево реагирует меньшим объемом прироста, т. е. меньшей толщиной кольца. Реакция деревьев, растущих в пределах одного региона, на изменения климата, естественно, будет одинаковой. Но одни деревья старше, другие моложе. Если у одного дерева засушливые годы пришлись, например, на 8, 17, 24-й и другие годы жизни, то у другого дерева, которое, скажем, на 50 лет старше первого, эти годы будут «отмечены» 58, 67, 74-м и другими годичными кольцами. Если, например, одно дерево росло до того, как его срубили, 200 лет, а другое начало расти, когда первому было 100 лет и тоже «прожило» 200 лет, то, совместив спектры годичных колец на участке их совместной «жизни», мы получим дендрошкалу длиной в 300 лет. Находя участки совпадения спектров других деревьев с какими-то частями этой шкалы, мы можем ее наращивать в обе стороны. Как уже отмечалось, составленная таким образом аризонская дендрошкала имеет протяженность в 7000 лет.

Если достаточно длинную дендрошкалу хотя бы в одной точке «привязать» к календарной дате, мы получим возможность с точностью до года датировать любую другую точку на этой шкале. Такая шкала называется абсолютной. Например, дендрохронологическая шкала, составленная по образцам из Новгорода, Пскова, Торопца, Полоцка и других древнерусских городов, имеет протяженность от 788 г. до современности.

Шкалы, не привязанные к календарным датам, называются относительными или «плавающими». Такие шкалы, например, созданы для неолитических свайных поселений, для больших курганов скифского времени на Алтае и в Туве. В сочетании с радиоуглеродными датировками плавающие шкалы становятся абсолютными, хотя и не столь точными, как календарные, в силу погрешности радиоуглеродных дат.

Разумеется, здесь представлена только самая общая схема дендрохронологического исследования. В действительности эта работа значительно сложнее. Она требует глубоких археологических и естественнонаучных знаний и большого терпения. Основная часть аризонской шкалы составлялась более 10 лет. Для подсчета колец используются специальные приборы, сопоставление спектров осуществляется при помощи ЭВМ. Необходим также определенный процент «везения», как в Новгороде, где были найдены деревянные лаги, лежни и связи от церквей, дата закладки которых отмечалась в летописи.

Сейчас в разных странах мира имеются дендрохронологические шкалы разной длительности, созданные на образцах деревьев из данного региона. В 1962 г. в порту города Бремена было поднято затонувшее когда-то ганзейское судно-когг. Дендрохронологическое исследование брусьев корпуса корабля показало совпадение спектра годичных колец со спектром района Гессена. Это позволило определить, что дерево для постройки судна было срублено в 1378 г.

ДАТИРОВКА ПО ОСТАТОЧНОЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ

«Магнитная «память». Термоостаточная намагниченность — магнитная память Земли — может служить не только для поиска археологических памятников, но и для определения их возраста. Намагниченность горных пород характеризуется не только величиной напряженности, но и направлением. Такие величины называются векторными. В основе метода магнитной датировки лежит свойство горных пород «запоминать» и величину, и направление магнитного поля, которое было в момент последнего нагрева данной породы. Из этого следует, что наиболее подходящим для археологических датировок материалом является обожженная глина: крупные скопления керамики, остатки очагов, гончарных печей, кузнечных горнов или, например, трипольские площадки с их огромными массами обожженной глины.

Как и в остальных случаях, даваемая нами самая общая характеристика физических основ метода магнитного датирования очень далека от реальной практики исследования, требующей профессиональных знаний, навыков и сложного оборудования. Вековые изменения величины и направления магнитного поля Земли, как и многие другие геофизические явления, представляют собой сложную совокупность различных местных и глобальных процессов. Магнитная датировка в отличие от радиоуглеродной не определяет непосредственно абсолютный возраст. Она позволяет найти место образца на кривой вековых вариаций магнитного поля для данного региона. Поэтому работе по датированию археологических объектов должны предшествовать исследования, по результатам которых составляется эталонный график изменений магнитного поля в данном районе. Затем по каким-то хорошо датированным образцам отдельное части эталонного графика привязываются к календарным датам. Уже после этого, отыскав на эталонном графике место, соответствующее величинам, измеренным на датируемом образце, можно определить возраст образца. Поскольку изменения магнитного поля Земли носят региональный характер, магнитные датировки археологических памятников возможны только там, где уже выполнены все предварительные геофизические исследования и имеются региональные эталонные графики.

Техника полевых и лабораторных измерений. Точность магнитной датировки прямым образом зависит от точности полевых измерений и качества отобранных образцов. Объект, из которого берется образец для магнитного датирования, должен строго соответствовать двум главным требованиям: в древности он должен был подвергаться длительному нагреву; с момента последнего нагрева его положение в слое должно оставаться ненарушенным. С наибольшей полнотой этим требованиям отвечают различные печи и очаги, прежде всего производственные.

Особенно точно должно быть измерено направление на современный магнитный Север. На очищенный от земли и пыли под древней печи кладется комок незатвердевшего гипса. На гипс накладывается смоченная в воде стеклянная пластинка, которая с помощью высокоточного уровня придавливается к гипсу в строго горизонтальном положении. Затем на расстоянии 5—10 м устанавливается теодолит, на лимбе которого фиксируется направление на Север. Труба теодолита направляется на уложенную на гипс линейку, одна из граней которой совмещается с вертикальной линией в поле зрения трубы. После этого по затвердевшему гипсу проводится линия, продолжающая оптическую ось трубы, а на горизонтальном лимбе теодолита фиксируется угол — отклонение от направления на Север.

Направление древнего магнитного поля можно измерить и на самом объекте с помощью хорошо сбалансированной магнитной стрелки, например буссолью, однако такое измерение, во- первых, будет недостаточно точным, во-вторых, оно не даст исчерпывающих сведений для определения возраста, поскольку одна и та же величина склонения может соответствовать разным периодам времени. Поэтому дальнейшие исследования выполняются в лаборатории с целью определения всех трех составляющих: напряженности магнитного поля, склонения и наклонения. Только их сочетание может дать достоверную информацию о возрасте объекта. После того как зафиксировано направление на север, часть образца с гипсовой меткой изымается из слоя для дальнейших измерений в лаборатории. В лаборатории образец распиливается на небольшие кубики, по которым определяется остаточная намагниченность и ее направление. Лабораторная обработка образцов, конечно, полностью относится к компетенции специалистов. Однако и при полевых измерениях, особенно на начальных этапах, крайне желательно участие профессиокала-геофизика.

Краткий обзор результатов. Наиболее полная шкала архео- магнитных датировок на территории нашей страны построена для Украины и Молдавии. Ее протяженность — 5500 лет, от XXXV в. до н. э. до XVIII в. Датировано 145 памятников. Среди них трипольские «площадки» (Зарубинцы, Нагорное. Шкаровка, Майданецкое и др.), памятники эпохи бронзы, печи античных городов (Пантикапей, Ольвия, Мирмекий и др.), средневековые памятники. Иногда удавалось достигать точности датировок до полувека, но в основном археомагнитные датировки лежат в пределах столетней точности.

Ряд датировок получен для памятников черняховской культуры, а также для памятников Кавказа, Новгорода и Средней Азии. Археомагнитные исследования в Средней Азии приобрели широкий размах. Образцы из более чем 120 древних печей охватили период около 6000 лет. Получены даты памятников Южной Туркмении (Алтын-Депе, Улуг-Депе, Теккем-Депе), в основном согласующиеся с датировками по другим методам.

Из зарубежных археомагнитных датировок следует отметить исследования Дж. Эйткиным гончарных печей римского времени, положившие начало археомагнитному датированию. Геофизик из Чехословакии В. Буха обнаружил корреляцию между изменениями магнитного момента Земли и вековыми вариациями 14С атмосфере. Французские геофизики Е. и О. Телье были основоположниками археомагнитологии. Большие исследования по составлению кривых вековых вариаций ведутся в Болгарии. Японии, Китае и других странах.

ДАТИРОВКА ПО ТЕРМОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ

Физические основы. Уже из смысла самого термина следует, что речь идет о свечении, связанном с нагревом. Но в данном случае имеется в виду не всякое свечение, а только то, которое происходит в минералах при их нагревании до 400—500°, т. е. значительно ниже температуры красного свечения. Термолюминесценция (ТЛ) — это микровспышки света, которые происходят в кристаллической решетке вещества.

Длительное воздействие космических лучей, естественной радиоактивности, ультрафиолетового излучения оказывает определенное влияние на структуру вещества. В его кристаллической решетке появляются микродефекты за счет выбивания электронов из одних атомов и захвата другими. Чем дольше вещество подвергается действию перечисленных природных факторов, тем больше дефектов оно имеет. Но эти дефекты легко исправимы. Достаточно нагреть вещество до 400—500°, как все электроны и «дырки» возвращаются на свои первоначальные места, а этот процесс возвращения сопровождается микровспышками света от каждого восстанавливающего свое положение электрона. Микровспышки света можно точно регистрировать фотоэлектронным умножителем (ФЭУ). ФЭУ регистрирует вспышку, превращает ее в электрический сигнал, который может регистрироваться электроприборами. Чем старше вещество, тем больше в нем «повреждений» кристаллической решетки, тем сильнее будет термолюминесценция при нагревании. По ее максимуму можно определить возраст вещества.

Поскольку начало процесса «повреждений» кристаллической решетки камня уходит в геологическую древность, для ТЛ-датирования обычно используется керамика. Здесь так же, как и при учете термоостаточной намагниченности, можно уловить момент последнего нагрева, т. е. последней «реконструкции» кристаллической решетки веществ, входящих в состав керамической массы. Таким образом, если образцы керамики, обнаруженные при раскопках, подвергнуть медленному нагреванию и при этом фиксировать так называемую накопленную светосумму термолюминесценции, то по ее величине можно вычислить время, прошедшее с момента обжига этой керамики. Реальная техника анализа достаточно сложна. Необходимо знать природную радиоактивность исследуемого вещества и экспериментально определить его чувствительность к радиации, а также учесть ряд других технических особенностей.

Керамика и другие силикаты — наиболее подходящий материал для ТЛ-датирования. Поскольку при изготовлении они подвергались сильному нагреву, то все накопленные до этого микродефекты в частицах горных пород, входящих в состав керамической массы, при обжиге «стираются». По выражению одного исследователя, исторический секундомер автоматически сбрасывается на нуль и начинает новый отсчет времени.

Датировка керамики по термолюминесценции используется в современной археологии достаточно широко и дает определенные результаты. Как и в случаях использования других методов определения абсолютного возраста, желательны параллельные датировки, использование серийных образцов, взаимная проверка разными лабораториями.

СИНХРОНИЗАЦИЯ

Синхронизацией называется установление хронологических соответствий между разными культурами, памятниками и объектами. Например, майкопская культура на Северном Кавказе синхронна царским гробницам Ура (Ирак), хараппской культуре (Индия) и раннеэлладскому периоду (Греция). Но это синхронизация, так сказать, «высокого уровня». Для практики археологического исследования важнее синхронизация конкретных памятников или слоев (комплексов), особенно тогда, когда нет достаточных оснований для прямого датирования.

Самые простые случаи — это когда на нескольких памятниках, расположенных в сравнительной близости друг от друга, обнаруживаются следы какого-то одного исторического события, например завоевания и связанных с ним разрушений, пожаров и т. п. Скорость нарастания культурного слоя на разных памятниках была различной, поэтому может сложиться впечатление, что и разрушения или пожары происходили на них в разное время. К тому же два одновременно разрушенных памятника могут иметь разную толщину культурного слоя в силу того, что один из них был старше другого, на одном из них жизнь могла возродиться после разрушения, а на другом — нет.

В принципе всякий нижележащий слой является более ранним по отношению к вышележащему слою. Вместе с тем на каждом многослойном поселении всегда наблюдаются следы перестроек, перекопов и других нарушений стратиграфии, связанных с деятельностью древних людей. При раскопах широкими площадями эти нарушения становятся заметными, но при закладке небольших по площади стратиграфических шурфов их легко пропустить. Поэтому синхронизацию разных памятников нужно производить не по шурфам, а по раскопкам большой площади и серийным материалам. Хорошим примером синхронизационного исследования является упоминавшаяся выше работа Милойчича. Правда, впоследствии оказалось, что сохраняя свое значение в части относительной хронологии, схему Милойчича пришлось несколько сдвинуть «вниз», т. е. в древность.

К оглавлению книги «Методы археологического исследования» / К следующей главе

В этот день:

  • Дни рождения
  • 1908 Родился Уиллард Франк Либби — американский химик, разработчик метода радиоуглеродного датирования. Этот метод используют археологи, почвоведы и геологи для определения возраста биологических объектов.

Метки

Свежие записи

Рубрики

Updated: 22.10.2014 — 13:52
Яндекс.Метрика