Деревья помогли установить точные даты исторических событий

11:05, 21 февраля 2024

«Подсказки» ученые увидели в годичных кольцах с накопленным радиоуглеродом

Образцы полуископаемой древесины ученые собирали на Ямале на протяжении 40 лет. Фото: Владимир Кукарских.

Деревья с Ямала помогли выяснить точные даты исторических событий, которые происходили в разных уголках Земли на протяжении 9 000 лет. Так, ученым удалось точно установить, по какой причине исчезло государство Бохай, почему крепость Пор-Бажын в Туве не была заселена, когда викинги первый раз побывали в Северной Америке и многое другое. «Подсказки» дендрохронологи увидели в годичных кольцах деревьев, где сохранились следы чрезвычайно сильных солнечных вспышек, которые отложились в деревьях в виде резкого подъема радиоуглерода. Описание метода, примеры исторических событий и точно установленные даты сверхсильных солнечных вспышек опубликованы в «Лесотехническом журнале». Исследование колец деревьев ученые проводят при поддержке Российского научного фонда (грант № 23-27-00158).

«Мощный солнечный шторм приводит к резкому усилению образования некоторых радиоактивных элементов в атмосфере Земли: бериллия-10, хлора-36, углерода-14. Радиоактивный углерод в составе углекислого газа поступает в деревья и откладывается в них. Анализируя содержание радиоуглерода в отдельных годичных кольцах деревьев, мы можем сказать, как менялось его содержание в атмосфере с точностью до одного года», — рассказывает Рашит Хантемиров, участник исследовательской группы от России, ведущий научный сотрудник лабораторий дендрохронологии ИЭРиЖ УрО РАН и естественнонаучных методов в гуманитарных исследованиях УрФУ.

Такие вспышки ученые называют «событием Мияке» в честь первооткрывателя явления — молодого японского ученого Фусы Мияке, которая в 2012 году обнаружила всплеск радиоуглерода в древесине. За 12 лет ученым по всему миру удалось доподлинно установить, что очень сильные вспышки на Солнце произошли в 775 году, 5 259 году до н. э, 7 176 году до н. э. и в 12 350 году до н. э. Первые две даты отмечены в том числе в древесно-кольцевой хронологии, которую построили специалисты ИЭРиЖ УрО РАН и УрФУ по деревьям с полуострова Ямал. Хронология уральских ученых — самая длительная для приполярных районов Земли и входит в число самых длительных хронологий мира.

«В среднем за год в атмосфере Земли под влиянием космических лучей образуется около 7–8 кг радиоуглерода. В результате солнечной вспышки образуются дополнительные килограммы радиоактивного углерода. Самая мощная из известных — вспышка 774 года — за несколько дней привела к образованию дополнительных 26 кг. А вспышки 7 176 и 5 259 годов до н. э. — по 29 кг. Если бы сегодня случились такие вспышки, то вызванная ими геомагнитная буря привела бы к отказу в работе оборудования», — поясняет Рашит Хантемиров.

Первое событие, которое удалость установить с точностью до года с помощью радиоуглеродной датировки — извержение вулкана Чанбайшань на границе нынешних КНР и КНДР.

«Было известно, что это событие произошло в X веке. Однако оставался вопрос, было ли это извержение причиной гибели государства Бохай в 926 году. В результате радиоуглеродного анализа отдельных центральных колец деревьев, погибших вблизи извержения вулкана, удалось обнаружить одно из событий Мияке. С помощью этой метки точно определили дату гибели деревьев — осень 946 года. К тому моменту государство Бохай уже было захвачено кочевниками, а значит, вулкан Чанбайшань к его краху не имел отношения», — говорит Рашит Хантемиров.

Схожую методику датировки применили и для выяснения интервала строительства крепости Пор-Бажын на острове посреди озера Тере-Холь в Туве. Как поясняют исследователи, несмотря на десятилетия археологических работ, никто точно не знал, сколько лет Пор-Бажыну, кто его построил и каково его назначение. Комплекс мог быть дворцом или монастырем, и предполагалось, что он предназначался как для оборонительных, так и для ритуальных целей, но убедительных доказательств в пользу какого-либо из вариантов не было. На Пор-Бажыне отсутствовали следы пребывания людей, например, мусорные кучи или уголь от очагов, что позволяет предположить, что он был заброшен вскоре после строительства.

«В результате радиоуглеродного анализа 20 древесных колец трех лиственниц из основания стены, которые хорошо сохранились благодаря вечной мерзлоте, была определена дата начала строительства — 777 год. То есть это произошло во время правления Бёгю Кагана, уйгурского монарха, принявшего манихейство. Скорее всего, Бёгю Каган построил Пор-Бажын как манихейский монастырь. Точный возраст Пор-Бажына указывает на очевидную причину его незаселенности: в 779 году повстанцы, выступавшие против манихейства, убили Бёгю Кагана вместе с его сыновьями и приближенными. Пришедший к власти следующий властитель уйгуров вернул народу традиционную религию. Поэтому в тот момент, когда все это сооружение было закончено, оно сразу же стало бесполезным», — добавляет Рашит Хантемиров.

Примечательное событие, датировку которого удалось установить с помощью события Мияке 993 года, — посещение викингами (скандинавами) Северной Америки. Известно, что викинги были первыми европейцами, пересекшими Атлантику. Как поясняют ученые, единственным подтвержденным местом посещения ими Америки является Л’Анс-о-Медоуз на острове Ньюфаундленд в Канаде. Принято было считать, что норманнское поселение датируется концом первого тысячелетия, однако точный возраст этого места не был установлен.

«Большинство предыдущих оценок было основано на стилистическом анализе архитектурных останков и нескольких артефактов, а также на интерпретациях исландских саг, которые были записаны лишь столетия спустя. Ранее предпринимались попытки радиоуглеродного анализа, но они не оказались особенно информативными. Авторы статьи в Nature провели анализ радиоуглерода в 83 отдельных кольцах из трех деревянных предметов из пихты, чтобы определить, когда были срублены деревья. Так вот, в результате кропотливой работы и анализа исследовательскому коллективу удалось установить — до Колумба европейцы побывали в Америке в 1021 году», — поясняет Рашит Хантемиров.

Более древнее событие, которое удалось датировать с помощью события Мияке (научная статья будет опубликована в 2024 году, препринт размещен в отрытом доступе), — строительство неолитической стоянки Диспилио (Северная Греция), которая является ключевой для неолита Эгейского моря.

«Анализ древесины показал, что строительная активность на неолитической стоянке Диспилио продолжалась как минимум 188 лет, с 5 328 по 5 140 годы до н. э. Таким образом, Диспилио является первой доисторической стоянкой, где проведена массовая абсолютная датировка с точностью до года», — добавляет Рашит Хантемиров.

В перспективе применение радиоуглеродного датирования с точностью до года может привести к абсолютной датировке древних, внутренне согласованных временных шкал, не привязанных к конкретным датам, поясняет дендрохронолог. Например, к привязке «плавающих» хронологий фараонов Древнего Египта к современному календарю. На сегодня радиоуглеродное датирование позволило привязать ко времени египетскую хронологию с точностью до нескольких сотен лет.

«Временные рамки остаются размытыми. Например, эпоха Старого царства в Египте охватывает десятки фараонов, правивших примерно с 2 700 по 2 200 годы до н. э., но календарные даты пока неизвестны даже с точностью до века. Другой плавающей хронологией является мезоамериканская система счета времени. Эта система, использовавшаяся майя, ацтеками и другими цивилизациями Мезоамерики, ведет отсчет дней от предполагаемого дня сотворения мира. Несмотря на то что было предпринято несколько попыток соотнести этот отсчет с григорианским календарем, ученые до сих пор спорят о точной дате сотворения мира. Находка события Мияке в дереве мезоамериканского сооружения позволила бы решить этот вопрос», — поясняет исследователь.

Как поясняют ученые, это только начало. События Мияке помогут, к примеру, не только установить хронологию отношений древних цивилизаций, но и привести к открытию новых явлений. Следующий этап исследований — создание параллельных для нескольких районов Земли древесно-кольцевых хронологий по радиоуглероду за последние 12 000 лет.

«В настоящее время имеются две хронологии по ширине древесных колец для субарктических районов — для Фенноскандии, длительностью 7 650 лет и для полуострова Ямал, длительностью 8 770 лет и перспективой продления еще на 400 лет в ближайшее время. Годичные кольца деревьев с Ямала и Финляндии уже активно используются в двух крупных проектах по реконструкции содержания радиоуглерода в атмосфере Земли в голоцене с разрешением в один год. Эти проекты ведутся в отделе по изучению космических лучей в Университете Нагойи (Япония) под руководством Фусы Мияке и в лаборатории физики ионных пучков Высшей технической школы в Цюрихе (Швейцария) под руководством Лукаса Вакера», — заключает Решит Хантемиров.

Анна Маринович