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

Одним из самых ранних методов, применяемых для датирования древних человеческих останков, стал калиево-аргоновый. Калий, обозначающийся в химии символом «K», встречается в трех формах. Нас интересует разновидность 40K — радиоактивная. Как и прочие радиоактивные изотопы, 40K нестабильна, и период ее полураспада составляет 1250 млн лет. Поскольку калий довольно часто встречается в составе разных вулканических обломков, популярность калиево-аргонового метода в датировании стоянок древнего человека весьма высока. Иногда при распаде радиоактивного калия протон ядра притягивает электрон, превращая его в нейтрон и образуя стабильный изотоп газа аргона, который обозначается как 40Ar.

Важно отметить, что, когда пепел и продукты вулканического извержения остывают и твердеют, аргон в их составе отсутствует. Однако когда калий в обломках начинает распадаться, образуется аргон, который затем остается в ловушке. Если извлечь этот запертый внутри вулканических обломков газ, можно подсчитать объем образовавшегося 40Ar и тем самым определить время извержения и возраст найденных в вулканических отложениях скелетов. Этот метод датировки был предложен в 1948 г., но после применения в 1965 г. к первым останкам австралопитеков продлил временную шкалу происхождения человека почти вдвое.

Несмотря на кажущуюся простоту и эффективность, у калиево-аргонового метода все же есть недостатки. Необходимо два замера — один, чтобы определить содержание калия в образце, а второй — содержание 40Ar. Это означает, что образец нужен большой, а в таком случае велик риск загрязнения. Для преодоления этого недостатка в 1960-х гг. был разработан другой метод под названием аргонно-аргоновый.

В этом случае образец облучается в ядерном реакторе, где калий превращается в другой изотоп аргона — 39Ar. Чтобы получить возраст, достаточно двух изотопов аргона — 40Ar и 39Ar. При нагревании образца газ можно запереть внутри, и соотношение двух изотопов измеряется одновременно. В результате для определения возраста требуется гораздо меньше материала и снижается риск загрязнения. При нагреве образца с помощью лазера или в печи запертый аргон последовательно высвобождается по направлению к центру. Оттуда его и берут для измерений. Если образец породы не загрязнен, соотношение между двумя разными изотопами аргона всегда будет одинаковым. Однако если какие-то части образца оказались открытыми для доступа воздуха, туда мог просочиться атмосферный аргон, который и сбил показатели. Последовательно повышая температуру нагрева и измеряя получающееся при этом в разных частях вулканического обломка содержание аргона, можно получить более точный возраст.

С помощью аргонно-аргонового датирования вулканического материала, в котором были найдены останки Homo erectus и каменные орудия на кенийской стоянке Кооби-Фора, был получен возраст 1,88 млн лет. Однако самый успешный пример датирования Homo erectus — «турканский мальчик». Это великолепный сохранившийся на 90% скелет ребенка 10–12 лет, обнаруженный кенийским археологом и антропологом Робертом Лики на восточном берегу озера Туркана. Возраст окружавшего скелет вулканического материала, установленный калиево-аргоновым методом, составил 1,64 млн лет.

Сколько же самым старым представителям Homo erectus из Явы? Для тринильской находки датирование пока не проводилось — поскольку не удалось отыскать подходящие вулканические обломки для аргонно-аргонового способа. Однако фон Кенигсвальд отыскал на Яве и других представителей Homo erectus. Не имея возможности датировать свои находки напрямую, фон Кенигсвальд сравнил географическое расположение разных точек, где были обнаружены Homo erectus и где в отложениях сохранились останки различных животных. Он предположил, что содержимое одного раскопа близ Моджокерто старше Триниля. Американец Карл Свишер из Геохронологического центра университета Беркли вместе с коллегами провел аргонно-аргоновое датирование вулканического слоя, который связывали с найденным в Моджокерто черепом. Было похоже, что Homo erectus мог обитать на Яве еще 1,81 млн лет назад. Однако точное место обнаружения фон Кенигсвальдом этого черепа до сих пор под вопросом, а недавние исследования показывают, что находка может быть несколько моложе — 1,43 млн лет. Судя по всему, со своей родины в Африке Homo erectus перебрался на противоположную сторону планеты.

* * *

Итак, где-то между 1,8 и 1,4 млн лет назад африканский Homo erectus подхватил свои каменные орудия и отправился покорять Индонезию. Зачем бы? Наверняка сказать не может никто, однако по всем признакам переселение из Африки происходило не единожды. Несколько черепов Homo erectus, чей возраст был определен как 1,8 млн лет, обнаружились в Грузии. А около 800 000 лет назад представители Homo erectus обосновались в Европе и благополучно эволюционировали в самых, пожалуй, известных наших доисторических предков — неандертальцев.

Останкам Homo neanderthalensis выпала честь оказаться самыми ранними в ряду подобных находок. Первые фрагменты были обнаружены на Гибралтаре в 1848 г., однако широкого резонанса это открытие не получило. В 1856 г. в известковом карьере Неандерской долины в Германии был найден более полный скелет. Вот тогда-то все зашевелились. До выхода в свет «Происхождения видов» оставалось еще три года, и находка всех, скорее, перепугала. Рабочий карьера, обнаруживший скелет, принял его за медвежий. Один из «специалистов» утверждал, что это был монгольский казак, дезертировавший из русской армии, когда ее войска гнали Наполеона в 1814 г. Другой категорично заявил, что это был обычный человек, переболевший в детстве рахитом, получивший некоторое время спустя удар по голове и до самой старости страдавший от артрита.

Ранние неандертальцы, предком которых был, вероятно, гейдельбергский человек, представляющий эволюционное ответвление от Homo erectus, оставили после себя совсем малочисленные и редкие остатки. Когда этот вид оформился в самостоятельный, тоже сказать затруднительно: примерно 250 000–500 000 лет назад. Однако характерные черты, отличавшие его от современного человека, у неандертальца имелись: коренастый, с выступающими надбровными дугами, более крупной черепной коробкой, но без подбородка. Самая впечатляющая черта неандертальского черепа — огромный провал в середине лицевой части, наводящий на мысль о несоразмерно большом носе. Как сложились именно такие черты, пока остается загадкой, хотя высказывались предположения, что большой нос — результат адаптации к холодному климату, чтобы вдыхаемый морозный воздух успевал прогреваться. Ведь неандертальцы как-никак обитали в высоких, северных широтах, в отличие от других человеческих видов, оставшихся в тропиках. Они населяли земли, пережившие не один ледниковый и межледниковый период. На обособленной территории с постоянно меняющимися условиями окружающей среды неандертальцы развивались по собственному пути, отличному от пути прочих видов доисторического человека.

* * *

Если превращение австралопитека в Homo erectus на Африканском континенте сомнения не вызывает, то насчет того, что происходило с более поздними видами, по-прежнему ведутся споры. Где и когда развивался наш собственный вид, Homo sapiens? Небогатая коллекция ископаемых останков породила две противоборствующие теории.