Появившаяся в августе 2020 г. калибровочная кривая IntCal20 составлена на основе тщательного анализа большого фактического материала и позволяет более точно, чем ранее, проводить анализ соотношения радиоуглеродного и календарного возрастов. Это имеет серьезные последствия применительно к решению ряда ключевых вопросов археологии и антропологии – в частности, о времени возможного сосуществования самых поздних неандертальцев и самых ранних анатомически современных людей (Homo sapiens) в Европе.
Рис. 1. График соотношения 14С и календарных возрастов по данным IntCal20. Красная сплошная линия отмечает отрезок с наибольшими расхождениями (40–48 тыс. кал. л.н.) (Bard et al., 2020, с изменениями).
Рис. 2. Сравнение результатов калибровки 14С дат для неандертальцев и Homo sapiens Европы по данным IntCal13 и IntCal20; область перекрытия по IntCal20 отмечена прямоугольником (Bard et al., 2020, с изменениями).
Вопрос о соотношении радиоуглеродного (14С) и календарного (т.е. астрономического) возрастов находится на повестке дня уже более 50 лет (см. Кузьмин, 2017. С. 160–166). Уже в 1950-е – 1960-е гг. стало ясно, что проводить прямое сравнение 14С и календарного возрастов путем простого вычитания из 14С даты 1950 лет (в качестве начала 14С шкалы основателем метода У.Ф. Либби был принят 1950 г. н.э.) неверно, так как соотношение этих двух хронологичес ких шкал является нелинейным. В 1970-х гг. появились первые графики связи 14С и календарного возрастов.
В 1980-х гг. стало ясно, что для решения проблемы калибровки 14С дат нужны усилия ученых из разных стран, и первым итогом совместной работы стал калибровочный выпуск журнала Radiocarbon (1986 г.), представляющий собой солидных размеров книгу, где даны таблицы соотношения двух возрастов. В начале 1990-х гг. параллельно с продолжением исследований (см. калибровочный выпуск журнала Radiocarbon, 1993 г.) появились компьютерные программы, позволяющие проводить калибровку 14С дат. В середине 1990-х гг. сложилась рабочая группа под названием IntCal (International Calibration), существующая и поныне. Ее труды опубликованы как калибровочные выпуски журнала Radiocarbon в 1998, 2004, 2009 и 2013 гг. В настоящее время коллектив IntCal Working Group возглавляет профессор Королевского университета Белфаста (Queen’s University of Belfast) (Великобритания) Паула Раймер (Paula Reimer).
В середине августа 2020 г. стал доступен базирующийся на значительном количестве принципиально новых данных калибровочный выпуск IntCal20 (Reimer et al., 2020). Для широкой научной общественности ниже излагаются отличия от предыдущих сводок по калибровке 14С дат, новые возможности IntCal20 и его влияние на археологию палеолита.
В IntCal20 использованы различные источники по соотношению 14С и календарных дат: 1) 220 непрерывных (“абсолютных”) дендрошкал (самый надежный вид информации для выявления соотношения 14С и календарного возрастов); 2) “плавающие” дендрошкалы; 3) результаты 14С датирования остатков наземных растений из озерных отложений с годичной слоистостью; 4) определения 14С возраста раковин фораминифер из морских осадков с годичной слоистостью; 5) данные по пещерным натечным образованиям (спелеотемам – сталактитам и сталагмитам); 6) результаты 14С датирования кораллов, календарный возраст которых определен с помощью уран-ториевого метода (см. Кузьмин, 2017. С. 188–193). Главные отличия IntCal20 от ранее широко использованной кривой IntCal13 состоят в том, что для времени старше 30 тыс. кал. л.н. значительно уточнено соотношение 14С и календарных возрастов. Итак, какие “прорывы” удалось совершить группе из 42 специалистов (Reimer et al., 2020) ?
Во-первых, калибровка на основе непрерывных дендрошкал теперь доведена до 13 910 календарных лет назад (кал. л.н.).
Во-вторых, использование результатов 14С датирования остатков наземных растений из отложений с годичной слоистостью озера Сугецу (Suigetsu) в Японии позволило определить соотношение 14С и календарных возрастов вплоть до 50 тыс. л.н. При этом решена проблема коррекции на “эффект резервуара” (см. ниже), поскольку датировались организмы, потребляющие углерод из атмосферы. Эти данные, опубликованные в 2012 г. и дополненные впоследствии, впервые внесены в калибровочный выпуск IntCal.
В-третьих, использованы данные по спелеотемам пещеры Хулу (Hulu) в Китае, и по двум подводным пещерам на Багамских островах. Это дало возможность контролировать результаты измерений в озере Сугецу.
В-четвертых, удалось более точно определить величины поправок на “эффект резервуара” для морских отложений из различных частей Мирового океана, что значительно повысило точность в использовании уже известных данных, в частности – из бассейна Карьяко (Cariaco) в Карибском море. В результате калибровочная кривая теперь продлена до 55 тыс. кал. л.н. с высокой точностью, недоступной ранее.
В-пятых, в IntCal20 вошли резкие колебания содержания 14С в атмосфере в 774–775 гг. н.э. (т.н. “событие Мияке”) и, возможно, в 993 г. н.э. Эти феномены можно уловить при датировании годичных колец деревьев с шагом в один год, как это было недавно сделано для крепости Пор-Бажин в Туве (см. Kuitems et al., 2020).
В качестве иллюстрации того, насколько могут измениться выводы ученых при использовании новейшей калибровки 14С дат, можно привести работу группы исследователей, проанализировавших соотношение календарных возрастов самых поздних неандертальцев и самых ранних анатомически современных людей (Homo sapiens) в Европе (Bard et al., 2020). На кривой IntCal20 четко видно, что наибольшие разночтения между 14С и календарными датами имеют место в интервале 40–48 тыс. кал. л.н. (рис. 1). В это время 14С время “бежало” почти в 1.5–2 раза быстрее, чем это должно было быть при равномерном поступлении изотопа 14С в атмосферу. Причиной этого явления, скорее всего, были изменения магнитного поля Земли (в сторону уменьшения его интенсивности), практически совпадающие с палеомагнитным эпизодом Лашамп, которые привели к увеличению интенсивности образования изотопа 14С в верхних слоях атмосферы и его попаданию в наземные экосистемы. Таким образом, около 40–48 тыс. кал. л.н. значения 14С возраста “завышены” (т.е. более древние) по отношению к календарным датам.
Этот вывод имеет важное значение для определения того, когда в Европе могли сосуществовать неандертальцы и Homo sapiens. Ранее на основе кривой IntCal13 мы определили, что это могло происходить в течение около 10 тыс. лет – 42.5–32.8 тыс. кал. л.н. (Kuzmin, Keates, 2014). Теперь можно уточнить этот вывод; по данным IntCal20, одновременное проживание этих двух видов гоминид могло иметь место на протяжении более короткого интервала времени – около 4000+/-700 лет (рис. 2).
Рабочая группа IntCal Working Group продолжает исследования. Уже доступны компьютерные программы Calib 8.1 и Calib 8.2 (http://calib.org/calib), в которых использованы новейшие данные по калибровке 14С возраста. Всем, кто использует радиоуглеродный метод – особенно для второй половины позднего плейстоцена (55–12 тыс. кал. л.н.), а также для конца среднего палеолита и для позднего палеолита – предстоит провести новую калибровку имеющихся у них данных. Итак, за работу, коллеги!
Литература:
Кузьмин Я.В. Геоархеология: естественнонаучные методы в археологических исследованиях. – Томск: Издательский Дом ТГУ, 2017. – 395 с.
Bard E., Heaton T.J., Talamo S., Kromer B., Reimer R.W., Reimer P.J. Extended dilation of the radiocarbon time scale between 40,000 and 48,000 y BP and the overlap between Neanderthals and Homo sapiens // Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA. – 2020 (in press); doi: https://doi.org/10.1073/pnas.2012307117 (в открытом доступе).
Kuitems M., Panin A., Scifo A., Arzhantseva I., Kononov Y., Doeve P., Neocleous A., Dee M. Radiocarbon-based approach capable of subannual precision resolves the origins of the site of Por-Bajin // Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA. – 2020. – Vol. 117. – № 25. – P. 14038–14041; doi: https://doi.org/10.1073/pnas.1921301117 (в открытом доступе).
Kuzmin Y.V., Keates S.G. Direct radiocarbon dating of Late Pleistocene hominids in Eurasia: current status, problems, and perspectives // Radiocarbon. – 2014. – Vol. 56. – № 2. – P. 753–766.
Reimer P.J. et al. The IntСal20 Northern Hemisphere radiocarbon age calibration Curve (0–55 cal kBP) // Radiocarbon. – 2020. –Vol. 62. – No. 4 (in press); doi: 10.1017/RDC.2020.41 (в открытом доступе).
