Машина времени: как радиоуглеродное датирование возвращает к жизни прошлое

От разоблачения подделок произведений искусства до раскрытия тайн собора Парижской Богоматери — внушительная установка под Парижем может повернуть время вспять, чтобы установить истину. Она использует метод, называемый радиоуглеродным датированием, который «произвел революцию в археологии» и принес своему первооткрывателю Нобелевскую премию в 1960 году, заявила французский ученый Люсиль Бек.

Она рассказала об этом агентству AFP перед огромным ускорителем частиц, занимающим целую комнату в лаборатории радиоуглеродного датирования Комиссариата по атомной энергии Франции в Сакле. Бек описала «удивление и недоверие» среди ученых-палеолитиков в 1990-х годах, когда установка показала, что наскальные рисунки в пещере Шове на юго-востоке Франции имеют возраст 36 000 лет.

Лаборатория использует радиоуглеродный анализ, также называемый датированием по углероду-14, чтобы определить хронологию более 3000 образцов в год. Каждый образец сначала проверяют на следы загрязнения, затем очищают в кислотной ванне и нагревают до 800 °C для извлечения диоксида углерода. Этот газ восстанавливают до графита и помещают в крошечные капсулы. Затем капсулы загружают в ускоритель частиц, который разделяет изотопы углерода.

Углерод-14 постоянно образуется в верхних слоях атмосферы Земли под воздействием космических лучей и солнечной радиации на азот. Все живые организмы содержат углерод-14, и после их смерти он начинает распадаться. Половина его остается через 5730 лет, а через 50 000 лет не остается ничего — это предел, до которого может заглянуть радиоуглеродный метод.

Сравнивая количество частиц углерода-12 и углерода-14, разделенных ускорителем, ученые могут оценить возраст объекта. Это позволяет, например, выявить поддельную картину, доказав, что лен для холста был собран уже после смерти предполагаемого художника. Метод также может установить изменения климата нашей планеты за тысячелетия, анализируя скелеты планктона со дна океана.

Французская лаборатория разработала новые методы, позволяющие датировать материалы, не происходящие напрямую от живых организмов. Например, можно датировать углерод, захваченный в железо при его первоначальной выплавке на древесном угле. После пожара в соборе Парижской Богоматери в 2019 году этот метод показал, что его большие железные скобы относятся ко времени первоначального строительства, а не к более поздней реставрации, как считалось ранее.

Метод также может анализировать пигмент свинцовые белила, используемый с IV века до н.э. Для его изготовления «свинец корродировали уксусом и конским навозом, что в процессе ферментации производит диоксид углерода», — объяснила Бек. Она всегда советует археологам: «Не очищайте следы коррозии, они тоже рассказывают о прошлом!»