Плоды груши и зубы свиньи помогли уточнить возраст археологического памятника на Северном Кавказе ⁠⁠

Ученые Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) и Новосибирского государственного университета (НГУ) определили возраст археологических находок, обнаруженных в ходе работы Закубанской экспедиции Государственного Эрмитажа в скальном навесе на ручье Мешоко (начальник – С.М. Осташинский). Специалисты провели радиоуглеродный анализ образцов, среди которых были плоды дикой груши и зубы свиньи, на единственном в России ускорительном масс-спектрометре (УМС) в Новосибирске. Результаты датирования подтвердили предположение археологов о принадлежности третьего слоя стоянки в навесе Мешоко к Майкопской культуре (эпоха ранней бронзы, середина 4 тыс. до н.э.).

Культурный слой в навесе Мешоко (Северо-Западный Кавказ, Республика Адыгея) был обнаружен в 1963г. С 2011 года стационарные раскопки на этом памятнике ведут археологи Государственного Эрмитажа при участии археологической практики Санкт-Петербургского государственного университета (руководитель – Е.А. Черленок). «На данный момент мы исследовали пять культурных слоев навеса, – рассказывает руководитель экспедиции, научный сотрудник Отдела археологии Восточной Европы и Сибири Государственного Эрмитажа Сергей Осташинский. – Для проведения УМС-анализа мы отправили в Центр коллективного пользования СО РАН «Геохронология кайнозоя» находки из третьего сверху слоя – плоды дикой груши и зубы свиньи. Важно, что оба образца показали довольно близкие, непротиворечивые значения. Календарный возраст плода груши-дички попадает в диапазон от 3632 до 3364 лет до н.э. Полученные результаты датирования подтвердили принадлежность слоя к майкопской культуре, которую мы предполагали на основе анализа керамики, и что самое важное - подтвердили большую древность органических остатков, обнаруженных в этом слое. Хорошо, что удалось напрямую продатировать грушу – в третьем слое мы нашли несколько десятков этих плодов. Это важно, как для характеристики образа жизни людей, оставивших в навесе керамику майкопской культуры, так и для понимания особенностей древнего климата и растительности». По словам Сергея Осташинского, продатировать такие находки можно только при помощи УМС. Определить возраст груши традиционным методом радиоуглеродного анализа (по содержанию радиоактивного изотопа углерода С14) было бы невозможно, но ускорительная масс-спектрометрия позволяет проводить датирование по очень малому количеству образца.

Плоды дикой груши, найденные в навесе Мешоко. Фото предоставлено Сергеем Осташинским

Пробы для УМС. Наивысшая степень очистки. Непосредственному анализу на масс-спектрометре предшествует кропотливая работа по подготовке проб, которая включает в себя несколько этапов и длится в среднем от нескольких дней до месяца. «На первом этапе мы максимально очищаем образцы от различных примесей и загрязнений при помощи химической обработки, – рассказывает старший научный сотрудник лаборатории радиоуглеродных методов анализа (ЛРМА) НГУ и Института катализа СО РАН, кандидат химических наук Екатерина Пархомчук. – В случае с древесиной мы убираем смолы, жидкости и другие компоненты, которые обновляются в течение всей жизни дерева – нам нужно выделить целлюлозу, которая синтезируется в дереве в момент формирования годичного кольца. При подготовке проб из костей и зубов наша задача – получить коллаген, который соответствует возрасту образования кости». В дальнейшем коллаген и целлюлозу сжигают, очищают выделившийся углекислый газ и проводят реакцию зауглероживания образца. В результате из СО2 получается твердый графитоподобный углерод, который становится материалом для УМС-анализа.

Зубы свиньи/кабана, найденные в навесе Мешоко. Фото предоставлено Сергеем Осташинским

УМС-анализ. Поштучный подсчет изотопов. Подготовленные химиками пробы загружаются в специальный барабан, который помещают в ускоритель. «Барабан равномерно прокручивается в ускорителе в течение восьми часов, а в это время цезий выбивает из образцов ионы, – объясняет заведующий лаборатории ИЯФ СО РАН, заведующий ЛРМА, академик РАН Василий Пархомчук. – Затем из основной массы ионов отклоняется пучок «правильных» изотопов С14, ускоряется и попадает в систему детекторов, которая используется для того, чтобы окончательно очистить пучок от мусора. Мусором называют ионы, которые рассеялись на атомах остаточного газа. На выходе мы получаем уже практически идеальный С14, который направляется в специальный спектрометр для финального, поштучного, подсчета изотопов. При анализе самых древних образцов изотопы можно подсчитать в буквальном смысле вручную: чем старше образец, тем меньше в нем радиоуглерода». По словам Василия Пархомчука, чистота проб имеет принципиальное значение: любое загрязнение может отрицательно повлиять на точность датировки. При этом, несмотря на всю сложность подготовительного этапа, исходного вещества (кусочка кости, древесины или, например, угля) нужно совсем немного. Для того чтобы сделать несколько проб – кроме основной обязательно делаются контрольные, для проверки результатов – хватит одного грамма образца.

Источник: сайт Института ядерной физики СО РАН