Кости, скалы и звезды. Наука о том, когда что произошло - Крис Терни

К сожалению, не известно, в какую область кривой попадут результаты конкретной датировки. И узнать мы не сможем, разве что действительно проделаем упражнение нашего воображаемого ученого. К счастью, у нас нет необходимости тратить бесконечное время на датировку одного и того же образца, поскольку погрешность датировки можно получить с помощью статистического моделирования, рассчитав среднее квадратическое отклонение. В радиоуглеродном анализе в качестве нормы принято одно среднее квадратическое отклонение, записывающееся как «1δ», — оно позволяет с уверенностью 68% указать разброс, в который попадает датировка.

У куска коры из приведенного выше примера погрешность для радиоуглеродного возраста 1000 лет до современности составит 100 лет. Записывается это как 1000±100 до современности. Можно утверждать с 68%-ной вероятностью, что эта часть дерева формировалась в промежутке от 900 до 1100 лет до 1950 г., т.е., другими словами, между 850 и 1050 гг. н.э. Если мы хотим еще уточнить результаты, можно увеличить погрешность до 1000±200 до современности. Это даст нам 95%-ную вероятность, или 2δ, что искомый возраст попадает в промежуток от 750 до 1150 гг. н.э.

* * *

Долгое время Церковь препятствовала проведению радиоуглеродного анализа Туринской плащаницы — прежде всего потому, что для этого требовался достаточно крупный кусок образца. Исследователям пришлось бы уничтожить значительную часть плащаницы. Однако в 1970-х появился новый метод, а с ним новая надежда. Этот метод под названием «ускорительная масс-спектрометрия», основанный на физике ускорителей, дал возможность фиксировать крайне малые различия в массах изотопов, позволяя подсчитать количество отдельных радиоактивных атомов. Это был переворот. Отпала необходимость брать большой кусок материи. УМС сокращала время анализа одного образца с 50 часов до нескольких минут, а органического материала требовалось всего с чайную ложку. Зачастую можно было обойтись одним граммом. Так у ученых появилась новая возможность датировать Туринскую плащаницу.

Долго дискутировали по поводу взятия образцов и предварительной подготовки плащаницы. К 1986 г. семь лабораторий радиоуглеродного анализа подготовили рекомендации по процедуре датировки Плащаницы. В 1987 г. архиепископ Туринский, проконсультировавшись с Ватиканом, отобрал три лаборатории масс-спектрометрического анализа — в Аризоне, Оксфорде и Цюрихе. Им было поручено провести исследование образцов, взятых под наблюдением Британского музея. Взятие образцов состоялось 21 апреля 1988 г. в капелле собора Иоанна Крестителя, практически весь процесс от начала до конца был снят на пленку и происходил на глазах многочисленных наблюдателей. От плащаницы отрезали единственную полоску шириной 1 см и длиной 7 см, которую затем разделили на три образца весом примерно по 50 мг — до появления масс-спектрометрии датировать такие крошечные образцы не представлялось возможным. Вместе с этими образцами в лаборатории были переданы три похожих куска льняной ткани — для определения возраста и последующего сравнения с плащаницей.

Здесь важно отметить следующее: с помощью радиоуглеродного анализа определяется не время использования плащаницы, а время, когда был собран лен, из которого ее соткали. Именно в это время растение успело получить последнюю дозу радиоуглерода перед «гибелью». Для датировки плащаницы это не так уж существенно, поскольку предполагалось, что разрыв между изготовлением ткани и использованием ее в качестве савана вряд ли превысит несколько лет. Эти несколько лет, учитывая приблизительность датировки радиоуглеродным методом, большой роли не сыграют.

Данные эксперимента по датировке плащаницы были опубликованы в журнале Nature в 1989 году и вызвали большой ажиотаж. В Аризонской лаборатории возраст определили как 646±31 лет до современности, в Оксфорде — 750±30 лет до современности, а в Цюрихе — 676±24 лет до современности. При сравнении погрешности были признаны статистически неотличимыми в интервале 95%-ной достоверности, поэтому данные усреднили, получив возраст в 689±16 лет до современности. Плащаница оказалась существенно моложе 2000 лет.

Как уже упоминалось ранее, в радиоуглеродном анализе принят ряд допущений, и одно из них — содержание радиоуглерода в атмосфере не меняется с течением времени. Однако на самом деле это не так. Общее содержание радиоуглерода в атмосфере варьируется, растягивая и сжимая «радиоуглеродное время» в прошлом. В практическом отношении из этого следует, что радиоуглеродный год не равен календарному. К счастью, это поправимо, однако требуется пересчет радиоуглеродных лет в календарные с помощью заведомо точно датируемого дерева.

У многих видов деревьев рост происходит за счет прибавления «годичных колец» — каждый год под корой нарастает новое кольцо. Мы еще рассмотрим этот процесс подробнее, а сейчас достаточно знать, что, подсчитав их количество, можно вычислить календарный возраст дерева. Поскольку деревья участвуют в процессе фотосинтеза, их листья, а в конечном итоге и кольца отражают количественное содержание радиоуглерода в атмосфере. А это непосредственный показатель концентрации 14C в воздухе на момент фотосинтеза. Проведя исследование отдельных древесных образцов, сформировавшихся в прошлом, ученые проследили, как колебалось во времени содержание радиоуглерода в атмосфере. Таким образом удалось нанести радиоуглеродные годы на календарную шкалу и построить «радиоуглеродную калибровочную кривую». Из-за изменений солнечной активности, силы магнитного поля Земли и углеродного цикла планеты содержание радиоуглерода не было постоянным. Картину изменений можно представить в виде плавной кривой, прерываемой крутыми пиками. Радиоуглеродные часы то отстают от действительного времени, то вдруг резко ускоряют ход.

Скорректировав результаты радиоуглеродного анализа по последней версии калибровочной кривой, получаем дату изготовления Туринской плащаницы между 1275 и 1381 гг. Из этого следует, во-первых, что она никак не могла быть погребальным саваном Иисуса Христа, а во-вторых, что ее возраст подозрительно совпадает со временем ее первого появления в исторических источниках — 1350-е гг. Выходит, де Шарни повел себя не слишком-то по-рыцарски. Плащаница — подделка, изготовленная в Средневековье. Однако не успела просохнуть типографская краска на страницах Nature, как ученых принялись обвинять в недобросовестности.

Прежде всего любой радиоуглеродный образец подвержен загрязнению. Были предположения, что плащаницу могли в какой-то момент латать или чинить более новыми льняными нитями. В таком случае, возможно, изображению на ткани действительно 2000 лет, но образцы для анализа брались с подновленного участка плащаницы? Слабость этой версии в том, что ткань плащаницы отличается необычным плетением — «елочкой». Когда еще только прописывали протокол будущего эксперимента по датированию, предполагалось подготовить и параллельно подвергнуть анализу и другие образцы со сходным плетением — чтобы ученые не знали заранее, какой из них взят от плащаницы. Однако международные поиски не выявили тканей с подходящим плетением. Так что исследователю, мало-мальски знакомому с плащаницей, не составит труда идентифицировать ее. К сожалению, это создало почву для обвинения ученых в предвзятости. В то же время это позволяло сразу исключить образцы с иной структурой ткани, снижая тем самым риск загрязнения плащаницы.