Применение физических методов в археологии и геологии

Применение физических методов в археологии и геологии

Историко-археологическая периодизация 1. Первый цикл археологическая эпоха палеолита, (геологическая плейстоцен) длительностью 2 – 3 млн. лет: появление первых людей – архантропов или более примитивных австралопитеков. Заканчивается освоением людьми всей территории Земли 10 тыс. лет назад. 2. Второй цикл начинается с археологической эпохи мезолита (плейстоцен меняется голоценом) характеризуется обособлением больших общностей людей и неравномерностью их развития. Заканчивается в 1500 г. н. э. с началом нового времени и началом глобализации.

Историко-археологическая периодизация Ранний палеолит (олдувайский) 3 млн. лет – 800 тыс. лет Древний палеолит (ашель) 900 тыс. лет – 100 тыс. лет Homo habilis Африка Заселение Юга Евразии, степь Восточной Европы, Британия Средний палеолит (мустье) 100 тыс. лет– 40/35 тыс. лет Неандерталец Верхний (поздний) палеолит 40/35 тыс. лет– Homo Sapiens, полное 10/12 тыс. лет освоение всей территории до н. э. Земли, технологический скачок в обработке камня и кости

Историко-археологическая периодизация Мезолит, средний каменный век 15/10 тыс. лет до н. э – Конец оледенения, вымирание 6/5 тыс. лет до н. э. мегафауны, широкое распространение лука и стрел Неолит, новый каменный век VI – III тыс. лет до н. э. Демографический взрыв, разделение на 1. Земледельцев и скотоводов 2. Охотников и рыболовов Неолитическая революция: производство продуктов Энеолит (медный век) IV– III тыс. лет до н. э. Металл! Орошаемое земледелие, разрушение уравниловки, ранние земледельческие общества

Историко-археологическая периодизация Ранняя бронза ХХV – ХVII в. в. до н. э. Средняя бронза ХХVII – ХV в. в. до н. э. Поздняя бронза ХХV – IХ в. в. до н. э. Железный век Со II/I тыс. до н. э. до I в. до н. э. Массовое появление городов

Виды работ в археологии 1. Определение местоположения объекта (где копать). 2. Определение возраста находки. 3. Определение происхождения и технологии изготовления.

Где копать? • Изучение древних текстов; • Пробы почвы (бурение, выкапывание рвов); • Аэрофотосъемка; • Геофизические методы: сейсмические, электрические, магнитные.

Магнитные методы исследования Основаны на измерении магнитного поля Н с точностью 10 -3 А м или В с точностью 10 -9 Тл 1. Печи для обжига повышают напряженность поля на 10 -2 -10 -1 А м. 2. Магнитная восприимчивость насыпей у канав и карьеров почти в 5 раз выше, чем подпочва, с которой они вырыты. Это связано с переходом почвенной окиси железа из слабо ферромагнитного состояния гематита в более сильное маггемита ( -Fe 2 O 3) в результате сжигания органики. 3. Стены и дороги вызывают понижение напряженности магнитного поля.

Приборы для магнитной разведки 1. Протонный магнитометр, основанный на свободной прецессии протонов в магнитном поле Земли, обусловленной наличием у протона спина и магнитного момента. 2. Рубидиевый магнитометр.

Протонный магнитометр Прецессия протона в магнитном поле а) и волчка в гравитационном поле б)

Протонный магнитометр Протонный магнетометр – колба с дистиллированной водой, на которую намотана катушка в 1000 витков медной проволоки. Через катушку пропускается ток 1 А и это создает поле в несколько сот Э внутри колбы, перпендикулярно силовым линиям магнитного поля Земли.

Протонный магнитометр Магнитная аномалия на месте печи для обжига

Рубидиевый магнитометр Диаграмма энергетических уровней Rb 85

Рубидиевый магнитометр Особенно сильное поглощение при f=4. 667 H, f – частота света в Гц, H – интенсивность магнитного поля в гаммах (1 гамма = 10 -5 Э)

Метод измерения удельного сопротивления 1. Удельное сопротивление почвы от 10 до 103 ом. см в зависимости от влажности; 2. Удельное сопротивление горной породы более 104 ом. см.

Метод измерения удельного сопротивления Чем больше эффективное сопротивление почвы, тем больше отношение между разностью потенциалов между двумя внутренними зондами и током на внешних зондах

Электромагнитный метод Это обычный миноискатель. Принцип работы: взаимная индукция двух катушек несколько меняется из-за вихревых токов, если рядом большой кусок металла. Чувствительность ~l-6, где l – глубина залегания металла.

Методы датировка Естественная радиоактивность Земли Благородные газы 40 К-40 Ar (>1 тыс. лет – несколько млн. лет) 39 Ar-40 Ar U – He (от 10 тыс. лет до 100 млн. лет) Урановые ряды 230 Th/234 U (10 тыс. лет – 550 тыс. лет); Урановые тренды (неравновесие 238 U - 234 U 230 Th) (до 700 тыс. лет) 231 Pa/235 U (>1 тыс. лет – 250 тыс. лет); 234 U/238 U (до 1 млн. лет); 210 Pb (до 150 лет); 226 Ra/230 Th (<90 тыс. лет); U-Th-Pb возраст определяется по накоплению конечных продуктов распада 206 Pb, 207 Pb, 208 Pb для 238 U, 235 U и 230 Th (от 2 млн. лет до 4560 млн. лет)

Методы датировка Космогенные нуклиды Тритий (до 60 лет) 3 Не (250 лет – 1 млн. лет) 10 Ве (1 тыс. лет – 10 млн. лет) Радиоуглерод 14 С (300 лет – 40 -50 тыс. лет, теоретически до 90 тыс. лет) 21 Ne (в процессе разработки аналогичен 3 Не) 26 Al (1 тыс. лет – несколько млн. лет) 32 Si (50 лет – 500 лет) 36 Сl (1 тыс. лет – 1 млн. лет) 39 Ar (десятки лет – тысячи лет) 41 Ca (20 тыс. лет – 500 тыс. лет) 81 Kr (50 тыс. лет – 1 млн. лет)

Методы датировка Треки частиц-осколков деления (>105 лет) Треки альфа частиц (разрабатывается) Радиационная дозиметрия Термолюминисценция (ТЛ) (несколько сот лет – 1 млн. лет) Оптически стимулированная люминисценция (ОСЛ) (100 лет – 1 млн. лет) Электронный спиновый резонанс (ЭСР) (несколько сот лет – 1 млн. лет)

Методы датировка Химические реакции Корки выветривания (1 тыс. лет – 500 тыс. лет) Гидратация ( несколько сот лет – 1 млн. лет) Прослои стекла (разрабатывается) Диффузия фтора (относительное датирование) Диффузия кальция (разрабатывается) Катионное отношение (определение только нижнего предела возраста) Фтор-уран-азот (относительное датирование) Рацемизация (зависит от типа аминокислот от нескольких лет до нескольких млн. лет)

Методы датировка «Климатические» и геомагнитные факторы Палеомагнетизм Ленточные глины Дендрохронология (1 год – 12 тыс. лет с точностью до одного года) Ледовые слои (1 год – 100 -200 тыс. лет)

Вулканические породы Базальты Темноцветные породы, образуются при застывании магмы при t=8001000 C и состоят на 50% из Si. O 2 K-Ar – метод (>1 тыс. лет) Треки деления (>100 тыс. лет) Термолюминисценция (от 1 тыс лет до нескольких сотен тыс. лет) Ряды распада урана: 230 Th/238 U (1 тыс. лет – 300 тыс. лет); 231 Pa/235 U (>1 тыс. лет – 130 тыс. лет); 226 Ra/230 Th (<10 тыс. лет) Также при определенных условиях можно использовать методы 3 He, 10 Be, 21 Ne, 36 Cl.

Вулканические породы Обсидиановые потоки Темноокрашенное Треки деления (>1 тыс. лет) вулканическое стекло Ореолы гидрадации (<1 млн. лет) образуется при быстром U-Th-Pb – метод (>10 тыс. лет) охлаждении и состоит на 75% из Si. O 2 с примесью окислов Al, Na, K, Ca, Fe, Mg и содержит 0. 1 – 0. 3% воды. Ксенолиты и обожженные контакты Породы кристаллического основания, попавшие в расплав и нагретые до температуры магмы K-Ar – метод (>10 тыс. лет) Треки деления (>100 тыс. лет) Термолюминисцентный метод (1 тыс. лет – сотни тыс. лет) Электронный спиновый резонанс (1 тыс. лет – сотни тыс. лет)

Вулканические породы Тефра Рыхлые вулканические выбросы, K-Ar – метод (>1 тыс. лет) сцементированные - туф Ar-Ar – метод (>1 тыс. лет) Треки деления (>10 тыс. лет) Треки -частиц (ядра отдачи) (>1 тыс. лет) Термолюминисцентный метод (1 тыс. лет – 400 тыс. лет) Электронный спиновый резонанс (10 тыс. лет – 1 млн. лет) Сульфиды полиметаллов Образуются в местах подводных гидротермальных проявлений на активных срединно-океанических хребтах. Имеют большую концентрацию Cu, Pb, Zn, Fe, Au, Ag Избыточный 210 Pb (несколько лет – 100 лет) 228 Th/228 Ra (1 – 15 лет)

Импакты Тектиты Природные стекла с экстремально низким содержанием воды, образуются из полностью расплавленного вещества при соударении гигантских метеоритов с Землей, состоят на 75% из Si. O 2, остальное окислы Al, Na, K, Ca, Fe, Mg. Треки деления (>1 тыс. лет) K-Ar – метод (>1 тыс. лет) Импактные стекла Образуются при соударении метеоритов с Треки деления (>1 тыс. лет) Землей и по составу напоминают состав породы- K-Ar – метод (>100 тыс. лет) мишени, в которых заключен первичный газ Эжектиты Глубинные породы, выброшенные на поверхность при соударении с гигантскими метеоритами 36 Cl-метод (1 тыс. лет – 1 млн. лет) 10 Ве- 36 Аl-метод (10 тыс. лет – несколько млн. лет) Термолюминисценция

Разломы, молнии Разломные брекчии и псевдотахилиты В местах разломов под действием давлений происходит дробление и перетирание пород образуются милониты и глинки трения, если милониты образуются при высоких температурах, то образуеися стеклоподобная масса – псевдотахилиты ЭСР (1 тыс. лет – 1 млн. лет) Треки деления (>10 тыс. лет) ТЛ (1 тыс. лет – 100 тыс. лет) 230 Th-метод (10 тыс. лет – 350 тыс. лет) 231 Ра-метод (10 тыс. лет – 350 тыс. лет) Фульгуриты Трубообразные и корнеподобные зоны Метод дозиметрии облучения (1 тыс. расплавленных пород в местах удара лет – 100 тыс. лет) молний

Осадочные породы Лёссы Желто-серые пылевые (кварц и полевой шпат) отложения с частицами 20 -63 мкм. ТЛ (до 100 тыс. лет) Оптически стимулированная люминесценция (ОСЛ) (до 100 тыс. лет) ЭСР (до 1 млн. лет) Песок эоловый Кварц и реже полевой шпат с размером частиц 63 мкм – 2 мм ТЛ (от 100 лет до 100 тыс. лет) ОСЛ (от 100 лет до 100 тыс. лет) Пески акватические Кварц и полевой шпат ТЛ (от 100 лет до 100 тыс. лет) ОСЛ (от 100 лет до 100 тыс. лет)

Осадочные породы Аллювий Несцементированные осадки, переносимые реками или другими подвижными потоками воды, полиминеральные, размер зрен 2 – 63 мкм ТЛ (от 100 лет до 100 тыс. лет) ОСЛ (от 100 лет до 100 тыс. лет) Радиоуглеродный (до 40 тыс. лет) Коллювий и делювий У подножия крутых склонов образуются ОСЛ (от 100 лет до 100 тыс. лет) наносы мелкого материала от дождевых Радиоуглеродный (до 40 тыс. лет) потоков, деятельность человека (уничтожение 10 Be и 26 Al (тыс. лет – млн. лет) лесов, с/х) вносит вклад в коллювий. Делювий большие обломки накапливающиеся возле крутых склонов

Осадочные породы Озерные отложения На дне озер формируются ленточные глины (!!!), пыльца, остаточная намагниченность 10 Be (тыс. лет – млн. лет) 230 Th/234 U (<350 тыс. лет) 231 Pa/235 U (<150 тыс. лет) Радиоуглеродный (<40 тыс. лет) Ледниковые отложения Морены, моренные глины, Для глубинных отложений: 3 He, 10 Be, 21 Ne, 26 Al (тыс. лет – млн. лет) ледниковые обломки Метод гидратации (1 тыс. лет – 100 тыс. лет) Катионный метод (10 тыс. лет – 100 тыс. лет) Корки выветривания (10 тыс. лет – 1 млн. лет) Археологические отложения Осадки от деятельности человека Радиоуглеродный (<40 тыс. лет) ОСЛ (100 лет - 100 тыс. лет)

Осадочные породы Известковые отложения пещер Сталактиты, сталагмиты, натечные известковые корки 230 Th/234 U (<350 тыс. лет) 231 Pa/235 U (<150 тыс. лет) ЭСР (<0. 5 млн. лет) ТЛ (<1 млн. лет) Травертины В устьях рек в известковых толщах появляются натечные террасы – травертины или известковые туфы 230 Th/234 U (<350 тыс. лет) 231 Pa/235 U (<150 тыс. лет) ЭСР (<0. 5 млн. лет) ТЛ (<1 млн. лет)

Осадочные породы Глубоководные осадки – архив истории Земли – состоят из терригенной составляющей, т. е. продуктов континентального выветривания, и биогенной составляющей. Избыточный 230 Th (<350 тыс. лет) Избыточный 231 Pa (<150 тыс. лет) 10 Be (> 10 тыс. лет) 26 Al (> 1 тыс. лет) 32 Si (<1000 лет) 210 Pb (<100 лет) Палеомагнитное датирование Климатологическое по доле 18 О

Продукты выветривания Почвы Механическое и химическое разрушение пород под действием живых организмов образуют почвы 10 Be (> 10 тыс. лет) 14 С (<40 тыс. лет) ТЛ, ОСЛ, ЭСР Ряды распада урана Каличе или калькрет Отложения кальцита образуют известковые горизонты по берегам рек и ручьев 14 С (<40 тыс. лет) ТЛ 230 Th/234 U (<350 тыс. лет) Пустынный загар 14 С (<40 тыс. лет) На поверхности породы в течении долгого времени подверженного Отношение катионов (1 тыс. лет – 100 тыс. атмосферному влиянию при участии лет) микрофлоры образуется устойчивая темная пленка

Продукты выветривания Корки выветривания или патина На поверхности обломков базальтов образуются корки выветривания (патина), измеряя их толщину на ледниковых обломках можно оценить время активности ледника Корки выветривания (1 тыс. лет – млн. лет) Фронты диффузии В процессе выветривания различные химические компоненты перемещаются вглубь породы за счет диффузии, по толщине корки диффузии можно определить возраст Метод гидратации (100 лет – 10 тыс. лет) Диффузия фтора (1 тыс. лет – 10 тыс. лет) Диффузия кальция (70 лет – 4 тыс. лет

Неорганические артефакты Кремень и кремнистый сланец Состоит из кварца с размером зрен ТЛ и ЭСР (при наличии нагрева) (1 менее 30 мкм и кремнезема (>90% Si. O 2) тыс. лет – 100 тыс. лет) Обсидиан Стрелы, ножи, скребки. Твердый, но хрупкий Метод гидратации (100 лет – 100 тыс. лет) Треки деления (при наличии нагрева) (>1 тыс. лет) Тектитовые стекла Для изготовления колющих и режущих Метод гидратации (100 лет – 100 тыс. предметов использовались тектиты лет) Треки деления (при наличии нагрева) (>1 тыс. лет)

Неорганические артефакты Петроглифы Наскальные рисунки Катионный метод (1 тыс. лет – 100 тыс. лет) Строительный раствор Обжиг известняка Са. СО 3 Са. О+СО 2 Гасится известь Са. О+Н 2 О Са(ОН)2 При взаимодействии раствора с СО 2 воздуха образуется Са. СО 3 14 С – метод (>100 лет) Диффузия кальция (70 лет – 4 тыс. лет) Керамика и кирпичи ТЛ (>100 лет), ОСЛ (>100 лет), 14 С – метод (при наличии органических остатков) (>100 лет) Печи, обожженная почва и камни ТЛ (>100 лет) время последнего нагревания, археомагнитное датирование

Неорганические артефакты Искусственные стекла Корки выветривания (>100 лет), метод гидратации, треки деления (>1 тыс. лет) Витрифицированные форты Кельтские оборонительные сооружения на территории Западной Европы со следами мощных пожаров ТЛ - метод Металлургические шлаки 14 С – метод Свинцовые краски и сплавы Разоблачение фальсификаторов: ранее были белила на основе Pb. CO 3 с ХХ века на основе Ti. O 2 По наличию 210 Pb (промежуточный член распада 238 U) определить старше или младше 100 лет

Растительные остатки Древесина Дендрохронология (<12 тыс. лет) 14 С (<40 тыс. лет) Рацемизация (10 тыс. лет – 100 тыс. лет) Древесный уголь 14 С (<40 тыс. лет) Семена и зерна 14 С (<40 тыс. лет) Пыльца и споры 14 С (<40 тыс. лет) Фитолиты – микроскопические минеральные тела производятся растениями в процессе жизнедеятельности 14 С Бумага и текстиль 14 С Торф и сапропель 14 С Органические остатки в сосудах, на орудиях и на рисунках 14 С Диатомовые водоросли (одноклеточные) ТЛ (1 тыс. лет – 100 тыс. лет) 226 Ra (<40 тыс. лет); 32 Si (50 – 500 лет) Вино 3 Н (<40 тыс. лет) ТЛ (10 тыс. лет – 100 тыс. лет) (<40 тыс. лет) 230 Th/234 U (<350 тыс. лет) (<40 тыс. лет) – метод (до 50 лет)

Животные остатки Кости и рога 14 С (<40 тыс. лет) 230 Th/234 U (<350 тыс. лет); 231 Pah/235 U (<150 тыс. лет) Зубы 230 Th/234 U Кораллы 230 Th/234 U Фораминиферы 230 Th/234 U Раковины моллюсков 230 Th/234 U Яичная скорлупа 14 С (<350 тыс. лет); 231 Pah/235 U (<150 тыс. лет) ЭСР (1 тыс. лет – сотни тыс. лет) Рацемизация (до 3 млн. лет) (<350 тыс. лет); 231 Pah/235 U (<150 тыс. лет) ЭСР (1 тыс. лет – до 1 млн. лет); U-Не (<10 тыс. лет) (<350 тыс. лет); 231 Pah/235 U (<150 тыс. лет) ЭСР (<100 тыс. лет); U-Не (<10 тыс. лет); 14 С – АМS (<50 тыс. лет); Рацемизация (до 1 млн. лет)

Вода и лед Океаническая вода (характер циркуляции) 39 Ar (<1. 2 тыс. лет) 3 H, 14 C, 32 Si и 85 Kr Подземные воды 39 Ar Лед ледников 14 С (<1. 2 тыс. лет) (в пузырьках воздуха) 3 Н (до 50 лет) 39 Ar (<1. 2 тыс. лет) 32 Si (<1 тыс. лет) 85 Kr (50 тыс. лет – 1 млн. лет) Климат 18 О/16 O 2 H/1 H Концентрация 10 В

Радиоуглеродный анализ Солнечные космические лучи (СКЛ): 98% ядра + 2% электроны. Ядра: 87% протоны (энергия до 20 Гэ. В)+ 12% гелий + 1% тяжелые ядра. При взаимодействии СКЛ с атмосферой рождаются нейтроны, и реагируют с атмосферным N 14: N 14+n C 14+p

Радиоуглеродный анализ C 14 N 14+e- + , Ee=156 кэ. В, Т 1/2=5730 40 лет В настоящее время С 14 в атмосфере находится в равновесном состоянии С 14: С 12=1: 8. 1011. Ежегодно образуется в атмосфере 8 кг С 14. Сейчас в атмосфере Земли 62 т С 14. Время равномерного распределения вновь образованного С 14 в атмосфере – 5 лет В океане 94 % углерода, в атмосфере 2%.

Радиоуглеродный анализ Скорость счета: 15 электронов на 1 г углерода в минуту, это 7 мк. Ки/г. Для образца возрастом 23000 лет ~1 е/(г. мин). Предельный возраст теоретически до 70 тыс. лет С применением УМС теоретически до 90 тыс. лет, реально достигнуть 60 – 75 тыс. лет. В настоящее время нет образцов датированных этим методом старше 50 тыс. лет.

Радиоуглеродный анализ Причины нарушения равновесия: 1. Изменение солнечной активности; 2. Изменение магнитного поля Земли; 3. Деятельность человека. По данным годичных колец остистой сосны за последние 6000 лет было увеличение на 14% отношения С 14/С 12 в период с 500 г. до н. э и по 4000 г. до н. э. Изменение магнитного поля Земли по данным намагниченности обожженной керамики

Радиоуглеродный анализ Деятельность человека 1. Промышленная революция значительные выбросы в атмосферу углерода обедненного по 14 С. 2. «Бомбовый» пик

Радиоуглеродный анализ Определение возраста известных объектов Определение возраста остистой сосны По данным остатков стволов дуба в речных отложениях количество С 14 определено до 12 тыс. лет. Для более ранних эпох ведется исследование количества С 14 в кораллах, возраст которых определен торий-урановым способом

Радиоуглеродный анализ

Радиоуглеродный анализ Содержание 14 С в атмосфере за последние 12000 лет (дендрохронология). По кораллам, датируемым по урановым рядам получено распределение 14 С в атмосфере до 30 тыс. лет (точность хуже)

Радиоуглеродный анализ Поправки к возрасту: 1. Эффект Зюсса: разбавление концентрации 14 С на 0. 03% в год за счет сжигания ископаемых топлив, что приводит к превышению возраста кольца дерева 1950 г. на 240 лет. 2. Изотопное фракционирование. Изотопы одного элемента в химической реакции ведут себя идентично, но скорости реакции несколько отличаются, это приводит к тому, что в биологических организмах концентрация 14 С может быть ниже, чем в атмосфере. 3. Резервуарный эффект. В процессе обмена глубинных вод океана с атмосферой доля 14 С понижается. В местах активного выхода глубинных океанических вод на поверхность возраст может быть увеличен на 400 лет. С этим связан и эффект Северного- Южного полушария, превышение возраста в Южном полушарии на 30 лет.

Радиоуглеродный анализ Изотопное фракционирование. Отклонение значение образца «Р» от стандарта «S» (измеряется в о/оо) Для 13 С= - 15 о/оо получаем 14 Сс=0. 98014 Сm, что увеличивает возраст на 160 лет, т. е 1 о/оо 13 С изменяет возраст на 16 лет.

Радиоуглеродный анализ

Радиоуглеродный анализ Процесс определения возраста разбивают на два этапа: определение конвенциального и калиброванного возраста. Конвенциальный возраст 1. Даты отсчитываются от 1950 г. н. э. обозначает ВР (before present) 2. Начальная активность 14 С была постоянной во времени. 3. При определении конвенциального возраста используют «период полураспада Либби» , равный 5568 годам. После калибровки калибровочные даты указываются «cal г. до н. э. /cal г. н. э. » ( «cal BC/AD» ) или «cal BР» (календарных лет до 1950 г. н. э. )

Радиоуглеродный анализ Еще одна проблема – загрязнение образца современным углеродом. Загрязнение на 1 % дает уменьшение возраста: для образца в 1000 лет на 10 лет, для образца в 10000 лет на 200 лет, для образца в 40000 лет на 7000 лет.

Туринская плащаница О туринской плащанице (полотно размером 4. 4 х1. 1 м) впервые упоминается около 1350 г. Первый ее хозяин рыцарь Жоффре де Шарни из городка Лире на востоке Франции, погибший в битве при Пуатье в 1356 году. Откуда плащаница попала к нему неизвестно. Вдова рыцаря передала плащаницу в 1357 г. в местную церковь, куда вскоре потянулись паломники, что поправило материальное положение и церкви и семьи покойного. В 1453 г. плащаницу передали герцогу Савойскому Людовику I. В 1532 г. плащаница была повреждена во время пожара. В 1578 г. столица савойских владений была переведена из Шамбери в Турин и с тех пор плащаница находилась там

Туринская плащаница О ней почти забыли, но в 1898 г. ее сфотографировал Секондо Пиа, и все обалдели.

Туринская плащаница УМСлаборатория Образец 1 Образец 2 Образец 3 Образец 4 Аризона 646 31 ВР 927 32 ВР 1995 46 ВР 722 43 ВР Оксфорд 750 30 ВР 940 30 ВР 1980 35 ВР 755 30 ВР Цюрих 676 24 ВР 941 23 ВР 1940 30 ВР 685 34 ВР Среднее 691 31 ВР 937 16 ВР 1934 20 ВР 724 20 ВР сal. н. э 1273 -1288 (1 ) 1262 -1384 (2 ) 1032 -1048 11 -64 1268 -1278 Образец 1 – Туринская плащаница Образцы 2 – 4 контрольные с известным возрастом Образец 2 – XIII века н. э. , образец 3 – начало II века н. э. , образец 4 – 1290 – 1310 г. г. н. э.

Калий-аргонный метод Калий составляет 2. 35% от массы Земли, состоит из трех изотопов: 39 К (93. 2581%), 40 К (0. 01167%) и 41 К (6. 7302%). В земной коре (масса 4. 1019 т) концентрация калия 2. 5. 104 мкг/г, в мантии (масса 4. 1021 т) концентрация калия 102 мкг/г. Общая масса 40 К равна 1. 64. 1022 г, что соответствует 4. 11. 1020 молей или 2. 48. 1044 атомов. Период полураспада 40 К 1. 277. 109 лет.

Калий-аргонный метод № п/п Тип реакции Доля 1 0. 8928 2 0. 1067 3 0. 00047 4 0. 00001

Калий-аргонный метод • е= 0. 581. 10 -10 лет-1 – константа распада по каналу электронного захвата; • = 4. 962. 10 -10 лет-1 – константа распада по каналу - распада; • = е+ ; R= е/ =0. 1171 Если [40 Ar] = cм 3 STP, [40 К] = г, то для t<2 млн. лет

Калий-аргонный метод Доля аргона в атмосфере – 0. 934%, изотопный состав атмосферного аргона - 36 Ar (0. 337%), 38 Ar (0. 063%) и 40 Ar (99. 600%) (40 Ar/ 36 Ar)атм=295. 5 Следовательно 40 Arрад= 40 Ar - 295. 5 36 Ar.

Аргон-аргонный метод Образец облучается нейтронами с энергией >1 Мэ. В Идет реакция 40 К(n, p)39 Ar (для 39 Ar t 1/2=269 лет). Отношение 40 Arрад/39 Ar ~ отношению 40 Arрад/40 К Аргон-аргонный изохронный метод Исследуются различные фракции одной и той же породы. На графике 40 Ar/36 Ar - 39 Ar/36 Ar получится прямая, наклон прямой – возраст, пересечение с осью ОY – начальное отношение 40 Ar/36 Ar (если не было примесей, то оно равно 295. 5) Работа трудоемкая.

Люси • 40% скелета • Возраст от ~3. 2 млн. лет (Джеймс Аронсон) • Женского пола • Новый вид Australopithecus afarensis – предок Homo

Люси Верхняя челюсть примата (шимпанзе) Верхняя челюсть Australopithecus afarensis Верхняя челюсть человека

Люси Человек Australopithecus afarensis Примат (шимпанзе)

Люси Реконструкция Джей Мэттернс

Дендрохронология

Дендрохронология

Дендрохронология Изба в Белоозере. Бревно 8 на 33 года старше

Дендрохронология Мостовая в Великом Новгороде