Kaip mokslininkai nustato, kada gyveno senovės žmonės?

Archeologui į rankas patekus mažam kaulo fragmentui ar apdegusiam grūdeliui, iš pirmo žvilgsnio jis gali atrodyti beveik bevertis. Tačiau laboratorijoje toks radinys neretai tampa savotiška laiko kapsule. Joje slypi informacija apie laikotarpį, kai žmonės kūrė įrankius, kūreno laužus, laidojo mirusiuosius ar pirmą kartą pasiekė konkrečią vietovę. Tik kaip iš kelių gramų medžiagos ištraukiama tokia sena istorija?

Pirmiausia tiriama ne data, o radinio aplinka

Prieš siunčiant mėginį į laboratoriją, mokslininkai išsamiai įvertina, kur ir kaip jis rastas. Archeologijoje tai vadinama kontekstu. Kaulas, gulėjęs nejudintame kultūriniame sluoksnyje, gali suteikti daug daugiau informacijos nei panašus fragmentas, iškastas suardytame grunte.

Svarbu nustatyti, kokiame sluoksnyje radinys buvo aptiktas, kas yra virš jo ir po juo, ar šalia nėra vėlesnių įkasimų, gyvūnų urvų arba kitų požymių, kad žemė buvo pajudinta. Jei vienas sluoksnis yra po kitu ir abu išlikę nepažeisti, galima spręsti, kad apatinis sluoksnis senesnis. Tai vadinama stratigrafiniu datavimu.

Kartais amžių padeda nustatyti ir kiti radiniai. Tam tikrų laikotarpių keramikos tipai, akmeniniai įrankiai, monetos ar pastatų liekanos pasižymi būdingais bruožais. Jei naujai rastas objektas aptinkamas kartu su gerai datuotu daiktu, jo amžių galima susiaurinti. Vis dėlto toks palyginimas dažnai parodo tik apytikslį laikotarpį, todėl ieškoma ir tikslesnių būdų.

Radioaktyvioji anglis veikia kaip senovinis laikrodis

Vienas geriausiai žinomų metodų yra radioaktyviosios anglies, arba anglies-14, datavimas. Jis taikomas organinėms medžiagoms, kurios kadaise buvo gyvos: medienai, kaulams, sėkloms, audiniams, grūdams ar anglims iš laužo.

Gyvas organizmas nuolat gauna anglies-14 iš aplinkos. Mirus, šis procesas sustoja, o organizme esantis izotopas pradeda skilti. Mokslininkai nustato, kiek anglies-14 liko mėginyje, ir pagal tai apskaičiuoja, kiek laiko praėjo nuo organizmo mirties. Anglies-14 pusėjimo trukmė yra maždaug 5730 metų, todėl šis metodas ypač naudingas tiriant radinius, kurių amžius siekia kelias dešimtis tūkstančių metų.

Tačiau laboratorijos pateiktas skaičius nėra visiškai tiesus atsakymas. Atmosferoje buvęs anglies-14 kiekis laikui bėgant kito, todėl gautas rezultatas kalibruojamas pagal nepriklausomus duomenis. Tam naudojami, pavyzdžiui, tiksliai suskaičiuotais metiniais žiedais datuoti medžiai, koralai ar nuosėdos. Dėl kalibravimo data gali būti pateikiama kaip intervalas, o ne vienas konkretus metų skaičius.

Be to, svarbu, ką tiksliai reiškia datuojamas mėginys. Jei tiriama anglis iš laužo, ji gali būti pagaminta iš seniai nudžiūvusios medienos. Tokiu atveju gauta data gali būti senesnė už patį laužą. Kaulo mėginys taip pat turi būti tinkamai paruoštas, kad nebūtų užterštas šiuolaikinėmis organinėmis medžiagomis.

Kai anglies-14 nepakanka

Radioaktyviosios anglies metodas turi ribas. Jis paprastai netinka daug senesniems nei maždaug 50 tūkstančių metų radiniams, nes juose lieka per mažai anglies-14. Tada pasitelkiami kiti metodai, pritaikyti skirtingoms medžiagoms ir laikotarpiams.

Vienas jų – urano ir torio datavimas. Jis taikomas urvų mineraliniams dariniams, pavyzdžiui, stalagmitams, taip pat kai kurioms koralų ar kalkakmenio struktūroms. Urano skilimo produktai leidžia nustatyti, kada susiformavo mineralinis sluoksnis. Jei urvo piešinys yra po tokiu sluoksniu arba jį dengia, galima nustatyti, kada piešinys tikrai jau egzistavo.

Kitas būdas – optiškai stimuliuojamos liuminescencijos datavimas. Juo nustatoma, kada mineraliniai grūdeliai, pavyzdžiui, kvarcas ar lauko špatas, paskutinį kartą buvo apšviesti saulės arba stipriai įkaitinti. Metodas padeda datuoti nuosėdas, kuriose žmonės gyveno, vaikščiojo ar statė pastatus.

Vulkaninių pelenų sluoksniai taip pat gali tapti svarbiomis laiko žymomis. Jei žinoma, kada įvyko konkretus ugnikalnio išsiveržimas, jo pelenais padengti radiniai gali būti datuojami pagal šį įvykį. Dar senesniems objektams naudojami kalio ir argono arba argono ir argono metodai, ypač tiriant vulkanines uolienas ir ankstyvųjų žmonių pėdsakus Afrikoje.

Patikimiausia data gimsta iš kelių įrodymų

Mokslininkai paprastai nepasikliauja vienu matavimu. Kiekvienas metodas turi savų privalumų ir silpnybių, todėl rezultatai lyginami su radinio aplinka, kitais mėginiais ir nepriklausomais tyrimais.

Pavyzdžiui, iš vieno archeologinio sluoksnio gali būti paimti keli kaulo, anglies ar sėklų mėginiai. Jei jų datos panašios, pasitikėjimas rezultatu didėja. Taip pat tikrinama, ar gauta data neprieštarauja stratigrafijai: jaunesnis sluoksnis neturėtų būti datuojamas seniau už po juo esantį, nebent tam yra aiškus paaiškinimas.

Rezultatai dažniausiai pateikiami su paklaida. Užuot teigus, kad žmogus gyveno tiksliai prieš 12 400 metų, mokslininkai gali nurodyti, jog radinys priklauso, pavyzdžiui, 12 600–12 200 metų laikotarpiui. Šis intervalas nėra neapsisprendimo ženklas. Jis rodo, kad tyrėjai atvirai įvertina matavimo, kalibravimo ir mėginio išsaugojimo ribas.

Kartais nauji tyrimai ankstesnę datą pakoreguoja. Pagerėjus laboratorinei įrangai, paaiškėjus, kad mėginys buvo užterštas, arba patikslinus kalibravimo kreives, istorinis pasakojimas gali pasikeisti. Būtent todėl senovės žmonių gyvenimo laiką nustato ne viena stebuklinga procedūra, o kruopščiai tikrinama įrodymų grandinė.

Kiekvienas radinys tokiame tyrime tampa ne atskiru atsakymu, o vienu dėlionės gabalėliu. Jo vieta žemėje, medžiaga, cheminė sudėtis ir ryšys su kitais objektais leidžia vis tiksliau priartėti prie momento, kai senovės žmogus paliko savo pėdsaką. Apskaičiuotas laikas gali likti su paklaida, tačiau būtent iš tokių atsargiai sudėtų intervalų ir susideda patikimas žmonijos praeities vaizdas.