Естественно, что большинство лабораторных работ исполнялось что называется «на левой коленке».
И как быть в подобной ситуации бедному студенту, которого оценка, конечно же, интересует куда больше, нежели «переоткрытие» давно известных зависимостей и величин?.. Понятное дело, что «плохие» результаты отправлялись в корзину, а более-менее близкие просто «подтягивались» к тому, что следовало из теории, за счет некоторых «корректировок» протоколов испытаний. Все равно эти протоколы никто не проверял...
Полное господство девиза: «Нужен результат?.. Будет вам результат!»
Подход второй («поиск истины»).
На следующем курсе даму сменил молодой и энергичный преподаватель. Его предъявление результатов с разбросом в несколько процентов просто приводило в ярость, и выработанная привычка к «корректировке» дорого нам обошлась...
Логика его сводилась к следующему.
Погрешность в 2-3% обеспечивают лишь самые лучшие лаборатории мира. Погрешность в 5-10% – отличный результат, если его действительно удается обеспечить. Результат эксперимента – состоявшийся факт, сколь бы далек от теоретически расчетного значения он не оказался. Поэтому на имевшемся оборудовании студенты могут получать разброс хоть в 200, хоть в 300 процентов. Это – не важно. Важно: уметь объяснить полученный результат, найти причины погрешности, предложить способы ее уменьшения и определить практический предел этого уменьшения, исходя из конкретных условий эксперимента.
Как видите, данные два подхода к эмпирическому исследованию отличаются в корне...
Учебное заведение, конечно, – лишь учебное заведение... Но, как выяснилось в дальнейшем, в нем нам ясно продемонстрировали все то, что происходит и в реальной «взрослой» жизни.
Казалось бы: один из ведущих институтов космической отрасли (уже не образовательный!); современнейшее оборудование; установки, «пожирающие» столько энергии, сколько производит ДнепроГЭС; высочайшая ответственность за объективность результата... Но и здесь, как обнаружилось, находят себе место оба подхода. Более того, они «гармонично» сочетаются.
Когда требуется отладить работу экспериментальной установки, разобраться в методике получения необходимых объективных данных, – используется второй из перечисленных подходов – подход «поиска истины». Самого себя ведь обманывать не будешь, – результат есть результат. Да и остается все «внутри», – «сор из избы» не выносится...
Иное дело, когда речь идет о выполнении «внешнего» заказа (да еще связанного с живыми деньгами)!.. Какой же заказчик будет оплачивать сумасшедший разброс данных, даже если этот разброс имеет место быть в реальности?.. Вот и процветал здесь первый подход – подход «на заказ». «Неудачные» эксперименты шли в корзину, а заказчик получал то, что хотел...
(Автору пришлось однажды столкнуться даже с таким фактом. Через лет двадцать уже рутинной работы по налаженной процедуре исследования вдруг выяснилось, что один из основных энергетических параметров вследствие погрешностей технологии измерения систематически завышался на 30%. «Методисты» это обнаружили в процессе перехода на более точное измерительное оборудование. Но выводы «методистов» были отправлены в самый дальний ящик стола, поскольку никто бы не решился признаться внешнему заказчику и кормильцу, что тот на протяжении стольких лет получал заведомо ошибочный результат... Благо: ошибка не вела к катастрофическим последствиям, а только создавала излишний «запас прочности», вылетавший, правда, государству «в копеечку».)
* * *
В первое время, когда знакомишься с «официальной» литературой по истории и археологии, доминирует определенное доверие к приводимой в книгах информации. Да и как же иначе?.. Серьезные люди, посвятившие свою жизнь любимому делу, профессионально восстанавливают прошлое человечества. И в «помощниках» у них современные методы исследования и оснащенные лаборатории. Чего же сомневаться в их выводах?!.
Когда встречается фраза типа «находка датирована с помощью радиоуглеродного метода таким-то возрастом плюс-минус столько-то лет», редко возникает сомнение в достоверности данных по «таким-то» и «столько-то». Читатель, глубоко не вдающийся в тонкости метода, вряд ли усомнится в прочитанном.
Однако современное состояние истории и археологии характеризуется тем, что уже далеко не все так идеально вписывается в единую официально утвержденную картинку. Постепенно накапливаются артефакты, которые никак не хотят укладываться в ее прокрустово ложе. И вот тут-то, с некоторого момента некоторые «детали» начинают резать глаз.
Сначала, встречая цифры типа 2675±50 год до н.э. или 4530±170 год до н.э., испытываешь восхищение перед современными научными методами исследования (погрешность составляет всего чуть более 1% в первом случае и 2,5% во втором!). Но когда на подобную датировку накладываются факты, никак не вписывающиеся в стройную «академическую» картину, постепенно накапливается подозрение в том, что столь точный результат, по меньшей мере «приукрашен», а датировка носит черты исполнения «на заказ», а не «поиска истины». И тут возникает желание разобраться в достоверности подобной точности.
* * *
Попутное замечание.
Я абсолютно не являюсь сторонником г-на Фоменко, сводящего официально принятый вариант истории к некоему «всемирному заговору фальсификаторов». Как не являюсь и сторонником креационистов, пытающихся втиснуть историю Земли и человечества в узкие рамки Библии. Скорее наоборот... И хотя некоторые данные этих направлений я использую далее, среди моих целей нет задачи сжать или растянуть временную шкалу, а есть лишь желание применить второй из упомянутых подходов к эмпирическому исследованию (подход, условно названный «поиском истины»), – т.е. просто понять реальное положение дел.
* * *
Теория метода радиоуглеродного датирования
Одним из основных химических элементов круговорота веществ в биосфере Земли является углерод, который встречается в виде трех изотопов: 12С, 13С, 14С. В атмосфере углерод присутствует в основном в виде углекислого газа. Есть и другие соединения, но их уровень незначителен по сравнению с СО2. Львиная доля углерода приходится на изотоп 12С. На изотоп 13С приходится примерно 0,1%, а доля 14С - 1,18.10-12.
Интересующий нас далее изотоп 14С образуется в верхних слоях атмосферы из азота воздуха под воздействием космических лучей по реакции:
14N + n → 14C + p+
Из атмосферного воздуха изотоп 14С в процессе обмена веществ попадает в биосферу Земли. При этом основным каналом поступления 14С в живые организмы является фотосинтез растений, а далее – по пищевой цепочке – он попадает в организм животных. Через биосферу и непосредственно из атмосферы (хотя и менее интенсивно) 14С попадает в почву и воду океанов.
Если изотопы 12С и 13С являются устойчивыми, то 14С радиоактивен и с течением времени распадается по реакции:
14С → 14N + e- + n
Данная реакция (как и другие реакции радиоактивного распада) характеризуется зависимостью:
А/А0 = exp (-t/T)
где А0 – концентрация 14С в некотором образце в начальный момент времени; А – концентрация 14С в момент времени t; Т – период полураспада, равный для радиоуглерода величине 5730±40 лет.
Именно это свойство нестабильности и «склонности» к распаду и используется в радиоуглеродных методах исследования, которые можно разделить на задачи двух видов (это деление нам понадобится в дальнейшем).
Первый вид – прямая задача.
Если известно время t, т.е. если известен возраст образца, то по текущему содержанию 14С (и вышеприведенной зависимости) можно определить содержание радиоуглерода в образце в начальный момент времени, т.е. во время t назад.
Взаимосвязь содержания радиоуглерода в биосфере и атмосфере Земли позволяет далее определять содержание 14С в атмосфере планеты в прошлом, а через него и изменения различных факторов, влияющих на процесс образования 14С (магнитного поля Земли, солнечной активности, мощности потока космических лучей и т.д. и т.п.).
Но, несмотря на всю увлекательность данного направления исследований, мы на них здесь не будем останавливаться, поскольку нас будет интересовать другой вид задачи.
Второй вид – обратная задача.
Если известно начальное содержание 14С в образце, то, измерив его содержание в текущий момент времени, по той же вышеприведенной зависимости можно определить возраст образца. И здесь открываются привлекательные перспективы для археологов и историков.
В силу важности соответствующих задач, Либби, первым применивший радиоуглеродный метод к датированию образцов еще 60 лет назад, был даже удостоен Нобелевской премии...
Но, как говорится: гладко было на бумаге, да забыли про овраги...
Теория – это одно, а практика – совершенно другое. И вслед за первыми успехами метода радиоуглеродного датирования последовали и его неудачи. Начали обнаруживаться серьезные расхождения между известным возрастом (определенным другими методами) образцов и радиоуглеродным возрастом этих же образцов; радиоуглеродные измерения давали противоречивые результаты и т.д. и т.п. Все это заставило исследователей всерьез потрудиться над усовершенствованием самой методики радиоуглеродного датирования.
Дело в том, что для возможности определения возраста образца, необходимо выполнить целый ряд требований.
Во-первых, должна быть сведена к минимуму ошибка в определении текущей концентрации 14С в исследуемом образце.
Во-вторых, необходимо знать начальную концентрацию 14С в образце.
И в-третьих, нужно быть уверенным, что за период, прошедший с начального момента времени, с образцом не происходило процессов, которые могли бы привести к изменению содержания 14С в образце, помимо процесса радиоактивного распада. Либо быть уверенным, что существующие методы учета влияния таких процессов в достаточной степени корректны.
Проще всего оказалось решить первую задачу. В настоящее время масс-спектрометрические методы позволяют определять содержание 14С в очень малых образцах (достаточно лишь 10 микрограмм углерода) с высокой степенью точности. Помимо этого успешно применяются методы очистки образцов и углеродного обогащения. Для минимизации шибок в этих методах используются измерения на контрольных образцах, которые позволяют корректно учесть возможные изменения концентрации 14С в образцах в процессе соответствующих лабораторных процедур.
Несколько сложнее дело обстояло с третьей задачей (чуть нарушим порядок), т.е. с задачей учета предыстории образца. Дело в том, что метод радиоуглеродного датирования базируется на предположении, согласно которому смерть живого организма (растения, животного, человека) означает его выход из активного процесса обмена веществ, в процессе которого непрерывно пополняется его «запас» 14С. Но ведь на самом деле процесс обмена веществ со смертью организма не прекращается: бренные останки в той или иной степени подвержены влиянию со стороны внешней среды, – а следовательно, возможно и нарушение соотношения между содержанием разных изотопов углерода в этих бренных останках.
Здесь был найден «обходной вариант»: задействован метод выделения специфичного для образца соединения (белки, аминокислоты, целлюлоза, хитин и т.п.), минимально подверженного внешним воздействиям в процессе разложения бренных останков...
Необходимость же знания начальной концентрации 14С послужила мощным стимулом к решению прямой задачи радиоуглеродного метода (собственно, это самое определение начального 14С и является прямой задачей метода). И здесь роль «палочки-выручалочки» выпала на дендрохронологию, - метод, основанный на исследовании колец деревьев (его мы рассмотрим в другой части статьи).
Было обнаружено, что изотопное соотношение 14С/12С в растениях довольно точно соответствует этому отношению в атмосфере. В частности, внешнее кольцо деревьев как бы «фотографирует» содержание радиоуглерода в атмосфере в год образования этого кольца. А поскольку уже были выстроены довольно длинные дендрошкалы, радиоуглеродное исследование колец деревьев позволило восстановить картину изменений содержания 14С в атмосфере Земли в прошлом (см. Рис. 162).
Рис. 162. Изменение содержания радиоуглерода в атмосфере
Примечание:
Честно говоря, в справедливости данного утверждения у меня остались серьезные сомнения... Дело в том, что трудно представить реальное живое дерево, ствол которого представляет собой набор абсолютно изолированных друг от друга цилиндрических годовых слоев. Более того, ведь и внутренние слои продолжают жить, участвуя в процессе обмена веществ в дереве. В частности, по внутренним слоям ежегодно прокачиваются «соки» (жидкая фаза) растения. По всем логическим соображениям, это должно было бы влиять на содержание радиоуглерода даже в твердой составляющей древесины: снизу, из почвы, поступает раствор, обедненный 14С; а от листьев – обогащенный свежим 14С, поглощенным из атмосферы уже не в год образования кольца, а позже. И строго говоря, для корректного определения концентрации радиоуглерода именно в год формирования кольца необходимо знать баланс этих потоков.
К сожалению, в многочисленных доступных источниках (а мне пришлось в поисках различных данных «прочесать» более тысячи сайтов на различных языках) данный вопрос, если и затрагивается, то обсуждается лишь «на пальцах» без подкрепления какими-либо эмпирическими данными. А ведь общий вид приведенной на Рис. 162 кривой, с возрастанием концентрации радиоуглерода при удалении вглубь времени, вполне может иметь и иное объяснение, нежели изменение содержания 14С в самой атмосфере: если в результате баланса упомянутых потоков внутренние слои все-таки получают свежий радиоуглерод, то он, естественно, будет повышать общую концентрацию 14С в них, «омолаживая» их и создавая иллюзию более высокого содержания радиоуглерода в прошлом. Заметим, что, исходя из общего вида приведенной кривой, процесс притока свежего радиоуглерода может быть очень и очень малым – всего порядка 1-2 процентов от имеющегося в слое за целую тысячу лет!.. Ясно, что эмпирически «выловить» такой поток чрезвычайно сложно...
Но, увы, я также вынужден лишь «рассуждать на пальцах»... Поэтому в данном случае остается только принять точку зрения об абсолютной изолированности внутренних слоев от атмосферного радиоуглерода в качестве рабочей гипотезы и двинуться далее...
На основании данных об изменении во времени содержания 14С в атмосфере для практических целей сформированы т.н. калибровочные (поправочные) кривые, позволяющие переводить возраст образцов, определенный радиоуглеродным методом (радиоуглеродный возраст), в действительный возраст (см. Рис. 163).
Рис. 163. Калибровочная кривая
(Попутно заметим, что за время применения радиоуглеродного метода было уточнено и значение периода полураспада 14С. Поскольку уже традиционно в лабораториях применяют значение 5568 лет, использованное Либби, то во избежание путаницы соответствующая поправка просто внесена в калибровочную кривую.)
Таким образом, в нынешней практике исследователь: тщательно очищает образец; выделяет из него специфическую (наиболее устойчивую по 14С) фракцию; измеряет содержание в ней 14С (в сравнении с 12С); корректирует данное значение 14С на поправочный коэффициент, учитывающий (по контрольным образцам) возможные искажения, возникающие в ходе лабораторных процедур; вычисляет радиоуглеродный возраст образца; и, наконец, с помощью калибровочной кривой переводит радиоуглеродный возраст в «истинный».
(Я опускаю здесь еще одну процедуру – поправку на изотопное фракционирование, анализ которой будет проведен в дальнейшем.)
На этом мы и закончим краткое описание предыстории и современного состояния метода радиоуглеродного датирования, составленное по многочисленной литературе, имеющейся сейчас в печатном и электронном виде. Специалистам вряд ли оно было интересно, поскольку итак им известно, и было необходимо лишь тем, кто имеет весьма смутное представление о методе.
Но теперь мы можем перейти к тому, что предпочитают не афишировать сторонники радиоуглеродного датирования, а именно: к «подводным камням» метода.
* * *
Погрешность радиоуглеродного датирования
Возражая скептикам, сторонники метода радиоуглеродного датирования детально описывают всевозможные процедуры очистки образцов и способы измерений концентрации 14С в этих образцах, а также результаты длительных исследований по изменению концентрации 14С в атмосфере Земли, лежащих в основе калибровочной кривой. В качестве дополнительного аргумента часто упоминается широкое международное сотрудничество лабораторий в последние десятилетия, мировая стандартизация процедур радиоуглеродных исследований и периодическая согласованная корректировка калибровочных кривых.
При всем этом однако «почему-то» скромно обходится молчанием вопрос, а какова же все-таки общая погрешность метода радиоуглеродного датирования?..
Международная стандартизация и межлабораторное сотрудничество может помочь избежать преднамеренных фальсификаций и непредумышленных ошибок. Но они абсолютно бессильны против погрешностей метода, сидящих в самой его основе.
Точность измерения текущего содержания 14С в исследуемом образце, конечно же, чрезвычайно важна. Но ведь погрешностью этих измерений (как и погрешностью в определении периода полураспада) общая погрешность методики не исчерпывается.
Достоверность кривой содержания 14С в атмосфере планеты также важна. Но ведь это – прямая задача, а нас интересует здесь прежде всего решение обратной (!) задачи – задачи датировки образцов-артефактов.
Вот мы и займемся (в качестве незаинтересованной стороны) оценкой погрешности метода радиоуглеродного датирования...
Будем полагать, что измеряющая лаборатория предприняла все возможные усилия для качественной очистки образца; выделения наиболее надежной фракции; учета влияния в период предыстории образца внешних факторов и учета искажений в ходе лабораторно-измерительных процедур.
В соответствующей общедоступной литературе, к сожалению, отсутствуют какие-либо количественные оценки погрешностей, возможных в ходе вышеуказанных процедур. Имеют место лишь рассуждения о сложности такой оценки и о непрерывном совершенствовании лабораторных технологий. Поэтому мы здесь не будем «кровожадничать» и, памятуя о «презумпции невиновности», будем считать соответствующие погрешности равными нулю, давая таким образом сторонникам метода определенную фору.
Для начала используем некоторые данные, встречающиеся в литературе по радиоуглеродному датированию.
1. Погрешность, обусловленная неточным знанием периода полураспада и погрешностью его измерения, невелика. Погрешность в периоде полураспада около 0,5% и погрешность измерения того же порядка. Суммарная погрешность будет около 0,7% (В.Левченко, «Радиоуглерод и абсолютная хронология: записки на тему»).
2. Погрешность в определении содержания 14С.
«Точности измерения содержания радиоуглерода в образцах весьма высоки. Для ускорительной масс-спектрометрии обычным являются измерения на уровне 0.5-1% В особых случаях возможно и лучше. Для радиометрических методов обычным уровнем являются 0.3-0.7%, а некоторые серии измерений были проведены и с 0.1% точностью» (там же).
Сотрудники, например, лаборатории Beta Analytic Inc в своих рекламных проспектах более скромны и называют в качестве типичной погрешность в пределах 0,5-3%. В этот диапазон в целом укладываются и результаты, представляемые другими лабораториями. Но мы и здесь не будем «кровожадничать» и примем величину данной погрешности равной 0,5%.
3. Со следующей погрешностью, обусловленной естественными флуктуациями начального содержания радиоуглерода, придется повозиться...
Постников (сторонник взглядов Фоменко, если я не ошибаюсь) приводит следующие данные:
«Третья гипотеза Либби состоит в том, что содержание радиоуглерода в организме одно и то же для всех организмов по всей Земле (т.е. не зависит, скажем, от широты и породы растения). С целью проверить эту гипотезу Андерсен (Чикагский университет), проведя тщательные измерения, получил, что на самом деле содержание радиоуглерода, как и следовало ожидать, колеблется от 14,53 ± 0,60 до 16,31 ± 0,43 распадов на грамм в минуту. Это дает отклонение содержания радиоуглерода от среднего значения на ± 8,5%».
Более подробные результаты этих измерений представлены в таблице ниже (из первоисточника я опустил лишь последнюю строку про тюлений жир, дабы остались только деревья).
Таблица 1
Образцы
|
Геомагнитная широта
|
Число распадов в минуту на 1 грамм
|
Белая ель (Юкон)
|
60о с.ш.
|
14,84 ± 0,30
|
Норвежская ель (Швеция)
|
55о с.ш.
|
15,37 ± 0,54
|
Ель обыкновенная (Чикаго)
|
53о с.ш.
|
14,72 ± 0,54
|
Ясень (Швейцария)
|
49о с.ш.
|
15,16 ± 0,30
|
Листья жимолости (США)
|
47о с.ш.
|
14,60 ± 0,30
|
Сосновые ветки (США, 3,6 км. над уровнем моря)
|
44о с.ш.
|
15,82 ± 0,47
|
Вереск (Северная Африка)
|
40о с.ш.
|
14,47 ± 0,44
|
Дуб (Палестина)
|
34о с.ш.
|
15,19 ± 0,40
|
Неизвестное дерево (Иран)
|
28о с.ш.
|
15,57 ± 0,31
|
Ясень манчжурский (Япония)
|
26о с.ш.
|
14,84 ± 0,30
|
Неизвестное дерево (Панама)
|
20о с.ш.
|
15,94 ± 0,51
|
Древесина «хлорофора эксуельса» (Либерия)
|
11о с.ш.
|
15,08 ± 0,34
|
Стеркулия (Боливия, 2,7 км. над уровнем моря)
|
1о с.ш.
|
15,47 ± 0,50
|
Эбеновое дерево (Маршальские о-ва)
|
0о
|
14,53 ± 0,60
|
Неизвестное дерево (Цейлон)
|
2о ю.ш.
|
15,37 ± 0,49
|
Эвкалипт (Австралия)
|
45о ю.ш.
|
16,31 ± 0,43
|
Необходимо сразу же отметить, что отклонение данных таблицы от среднего значения составляет вовсе не 8,5%, а всего лишь 5,85%. То ли это ошибка самого Постникова, то ли ошибка верстки текста, при которой была потеряна первая цифра, а запятая передвинулась на разряд...
Полемизируя с Постниковым, Левченко (в статье «О «радиоуглероде глазами Фоменко» и «научных» основах Новой Хронологии: полемические заметки») пишет:
«В описании радиоуглеродного метода http://hbar.phys.msu.ru/gorm/dating/wally-1.htm обсуждены причины, приводящие к отклонениям в содержании радиоуглерода в организмах. Это и изотопное фракционирование в растениях, причем различное, зависящее от внешних условий и вида, это и резервуарный эффект для морской биоты, это и Зюсс-эффект, сдвинувший равновесное атмосферное значение. Сейчас мы знаем, как учесть различные эффекты, скорректировать получаемые значения. Но в 50-х годах, времени младенчества радиоуглеродного метода, все это еще просто не было известно. Неудивительно, что был получен разброс. Да и то, правда не очень большой. Особенно если принять во внимание несовершенство тогдашних методов подготовки образца, химической обработки, да и ошибок самого измерения – 4% только оттуда получаются».
Еще раз подчеркну, что я очень далек от того, чтобы быть сторонником взглядов Фоменко, но в данном случае вынужден вступиться за г-на Постникова.
Во-первых. Г-н Левченко оценивает погрешность измерений 50-х годов в 4% (эта цифра фигурирует и в других его работах). Спору нет: 4% – точность куда хуже, чем 0,3-0,5%. Однако г-н Левченко почему-то «не заметил», что в данных, приводимых г-ном Постниковым (как в тексте, так и в таблице), присутствует такой знак как «±» !?. И любой знающий арифметику может убедиться, что значение после знака «±» составляет как раз около тех самых 4% от величины, стоящей перед этим знаком. Так что погрешность в 4% никто и не скрывал!.. Но ведь наличие этой погрешности измерений (честно отраженной в таблице и в тексте) вовсе не объясняет разброса самих данных.
Во-вторых. Какое отношение к данному случаю может иметь «резервуарный эффект для морской биоты»?!. Речь ведь идет о разбросе данных для «сухопутных» деревьев (хотя я опустил строку про тюлений жир, но она была всего одна, а все остальные данные относятся именно к деревьям). А они демонстрируют разброс данных одного порядка величины вне зависимости от удаленности от океана. Оно и понятно, – ведь атмосфера Земли обладает весьма высокой степенью перемешиваемости, довольно быстро уравнивая условия по 14С в разных регионах. (Этот факт Левченко использует в качестве аргумента в других местах своих работ, но почему-то «забывает» про него в данном конкретном случае. Нечего сказать: «хороши» методы полемики!..)
В-третьих. «Зюсс-эффект, сдвинувший равновесное атмосферное значение» также здесь абсолютно не причем. (Для тех, кто не в курсе: Зюсс-эффект заключается в изменении содержания 14С в атмосфере Земли в последние пару столетий вследствие воздействия человеческого фактора – сокращения площади лесов и массового сжигания ископаемого топлива.)
Был бы понятен аргумент Левченко, если бы сравнивались образцы до и после проявления Зюсс-эффекта. А в данном случае речь идет о сравнении данных по деревьям, растущим в одно и то же время!.. Так что и этот «контрдовод» Левченко мы с полным основанием имеем право отбросить.
И в-четвертых... Остался последний аргумент: изотопное фракционирование. Здесь нам придется сделать небольшое отступление, дабы объяснить непосвященному читателю «что это за штука, и с чем ее едят»...
Как уже упоминалось, углерод встречается в природе в виде трех основных своих изотопов: 12С, 13С и 14С. В ходе эмпирических исследований было обнаружено, что при переходе углерода из одного места в другое (например, из воздуха в растение при фотосинтезе) пропорции между содержанием различных изотопов могут изменяться. В результате: отношение, скажем, 13С/12С в атмосфере одно; в растениях – другое; в раковинах моллюсков – третье и т.д. (даже несмотря на то, что оба изотопа стабильны). Этот эффект и назвали изотопным фракционированием.
В настоящее время в качестве причины изотопного фракционирования называют влияние массы изотопа на скорость протекания (био)химических реакций. И исследования как особенностей, так и самой природы эффекта активно ведутся сразу по массе направлений...
Поскольку изотопное фракционирование нарушает не только соотношение 13С/12С, но и 14С/12С, постольку возникает необходимость его учета. Делается это следующим образом.
Измеряют в образце соотношение 13С/12С и определяют его отклонение от международного стандарта (т.н. PDB-стандарт). Для того, чтобы было возможно прямое сравнение радиоуглеродных измерений для различных образцов, их все приводят к стандартному изотопному сдвигу в –25 permill (1 permill = 1о/оо = 0,001 = 0,1%), т.е. пересчитывают по формуле:
Ррасч (14С) = Ризм (14С) - 2.[Ризм (13С) + 25].[1 + 10-3.Ризм (14С)] о/оо
где Ризм (14С) – измеренный сдвиг по 14С, Ризм (13С) – измеренный сдвиг по 13С, Ррасч (14С) - расчетное значение радиоуглеродного сдвига, используемое далее для определения возраста образца. Расчет ведется в тех самых permill (о/оо)!..
Величина стандарта в –25о/оо была выбрана по той простой причине, что величины в ее окрестности весьма характерны для большинства деревьев, а древесина и связанные с ней вещи представляют большинство радиоуглеродных образцов (Левченко).
К сожалению, мне не удалось найти в доступной литературе какого-либо обоснования данной формулы. Судя по всему, она имеет эмпирический характер. А поскольку любая формула в таких случаях является лишь неким приближением к реальным эмпирическим данным, то возникает возможность соответствующей ошибки, – в данном случае непосредственно выливающуюся в дополнительную погрешность датировки. Кроме того, в эту же погрешность вносит (согласно данной формуле) свой вклад и погрешность лабораторного определения концентрации 13С. Это – теоретически...
Практически же оценка этой погрешности по существующим в природе величинам изотопного сдвига 13С дает пренебрежимо малые значения. (Здесь мне хотелось бы поблагодарить за помощь в поиске необходимой для проведенной оценки информации участников форума http://hbar.phys.msu.ru/gorm/wwwboard/index.htm , который был рекомендован г-ном Левченко для обсуждения его работ. Помощь, которую они мне оказали, даже не подозревая ничего о том, в каких целях я ее использую далее.)
Однако данная формула позволяет нам получить один немаловажный вывод, для которого воспользуемся следующей цитатой Левченко:
«При переходе углекислого газа через барьер в устьицах растений и в фотосинтетической реакции происходит изотопное фракционирование. Причем величина этого фракционирования зависит от растения, условий роста, температуры, влажности и т.д. Растения предпочитают легкие изотопы... Величина фракционирования измеряется в сдвиге изотопного отношения 13/12 изотопов по сравнению со эталоном - мировым стандартом. Так в атмосфере эта величина примерно –7.4 промилле (а до Зюсс-эффекта была в районе –6.5 промилле). В растениях же, глюкозе и целлюлозе эта величина разная от –12 до –30 промилле. Причем растения делятся на две группы: C4 и C3 по величине фотосинтетического фракционирования. страницы: 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
|