27 февраля 1940 года два химика, Мартин Кеймен и Сэмюэл Рубен, зафиксировали то, что позже перевернёт археологию, палеонтологию и десяток других дисциплин. Они обнаружили радиоактивный изотоп углерода-14. Причём сделали это не с помощью какой-то хитроумной химической реакции в колбе, а на циклотроне — ускорителе частиц, который в те годы сам по себе считался передовой техникой.
Углерод-14 — штука на первый взгляд незаметная. Его доля среди всех атомов углерода на Земле ничтожна. Но у него есть одно свойство, которое оказалось бесценным: он радиоактивен и распадается с предсказуемой скоростью. Период полураспада — около 5730 лет. Это значит, что, измерив количество углерода-14 в органическом образце, можно прикинуть, когда этот организм перестал обмениваться углеродом с окружающей средой. Проще говоря — когда он погиб.
Кеймен и Рубен работали в Калифорнии, и их первоначальный интерес к углероду-14 был скорее фундаментальным. Они хотели разобраться в механизмах фотосинтеза и использовали радиоактивные изотопы как метки для отслеживания химических путей в живых клетках. То, что их открытие через несколько лет ляжет в основу метода радиоуглеродного датирования, в тот момент вряд ли кто-то мог предположить.
Сам метод датирования разработал уже другой учёный — Уиллард Либби, за что получил Нобелевскую премию по химии в 1960 году. Но без открытия Кеймена и Рубена ему просто не с чем было бы работать. Циклотрон дал им возможность бомбардировать атомы и получать изотопы, которые в природе встречаются в мизерных количествах. Без этого инструмента идентификация углерода-14 была бы по меньшей мере на годы отложена.
Что изменилось после 1940 года? До радиоуглеродного метода археологи датировали находки в основном по стратиграфии и сравнительным методам. То есть — «этот горшок лежал глубже того горшка, значит, он старше». Точность таких оценок оставляла желать лучшего, а споры о датировках могли тянуться десятилетиями. Углерод-14 дал возможность получать числа. Не всегда идеально точные, но числа.
Метод позволил датировать свитки Мёртвого моря, определить возраст ледяного человека Этци, уточнить хронологию древнеегипетских династий. Границы его применения — примерно 50 тысяч лет в прошлое, дальше углерода-14 остаётся слишком мало для надёжных измерений. Но для изучения последних десятков тысячелетий истории человечества этого вполне хватает.
Судьба самих первооткрывателей сложилась по-разному. Сэмюэл Рубен погиб в 1943 году в лабораторной аварии — отравился фосгеном во время работ, связанных с военными исследованиями. Ему было 29 лет. Мартин Кеймен прожил долгую жизнь, но столкнулся с серьёзными проблемами в эпоху маккартизма: его обвиняли в передаче секретов Советскому Союзу, что впоследствии не подтвердилось.
Открытие углерода-14 — один из тех случаев, когда чисто лабораторный результат, полученный на громоздком ускорителе, спустя годы оказался нужен людям совсем из другой области. Археологи, историки, геологи, климатологи — все они в итоге стали пользователями того, что Кеймен и Рубен нашли февральским днём 1940 года. И пользуются до сих пор.
Изображение носит иллюстративный характер
Углерод-14 — штука на первый взгляд незаметная. Его доля среди всех атомов углерода на Земле ничтожна. Но у него есть одно свойство, которое оказалось бесценным: он радиоактивен и распадается с предсказуемой скоростью. Период полураспада — около 5730 лет. Это значит, что, измерив количество углерода-14 в органическом образце, можно прикинуть, когда этот организм перестал обмениваться углеродом с окружающей средой. Проще говоря — когда он погиб.
Кеймен и Рубен работали в Калифорнии, и их первоначальный интерес к углероду-14 был скорее фундаментальным. Они хотели разобраться в механизмах фотосинтеза и использовали радиоактивные изотопы как метки для отслеживания химических путей в живых клетках. То, что их открытие через несколько лет ляжет в основу метода радиоуглеродного датирования, в тот момент вряд ли кто-то мог предположить.
Сам метод датирования разработал уже другой учёный — Уиллард Либби, за что получил Нобелевскую премию по химии в 1960 году. Но без открытия Кеймена и Рубена ему просто не с чем было бы работать. Циклотрон дал им возможность бомбардировать атомы и получать изотопы, которые в природе встречаются в мизерных количествах. Без этого инструмента идентификация углерода-14 была бы по меньшей мере на годы отложена.
Что изменилось после 1940 года? До радиоуглеродного метода археологи датировали находки в основном по стратиграфии и сравнительным методам. То есть — «этот горшок лежал глубже того горшка, значит, он старше». Точность таких оценок оставляла желать лучшего, а споры о датировках могли тянуться десятилетиями. Углерод-14 дал возможность получать числа. Не всегда идеально точные, но числа.
Метод позволил датировать свитки Мёртвого моря, определить возраст ледяного человека Этци, уточнить хронологию древнеегипетских династий. Границы его применения — примерно 50 тысяч лет в прошлое, дальше углерода-14 остаётся слишком мало для надёжных измерений. Но для изучения последних десятков тысячелетий истории человечества этого вполне хватает.
Судьба самих первооткрывателей сложилась по-разному. Сэмюэл Рубен погиб в 1943 году в лабораторной аварии — отравился фосгеном во время работ, связанных с военными исследованиями. Ему было 29 лет. Мартин Кеймен прожил долгую жизнь, но столкнулся с серьёзными проблемами в эпоху маккартизма: его обвиняли в передаче секретов Советскому Союзу, что впоследствии не подтвердилось.
Открытие углерода-14 — один из тех случаев, когда чисто лабораторный результат, полученный на громоздком ускорителе, спустя годы оказался нужен людям совсем из другой области. Археологи, историки, геологи, климатологи — все они в итоге стали пользователями того, что Кеймен и Рубен нашли февральским днём 1940 года. И пользуются до сих пор.
