Terni_Kosti_skalyi_i_zvezdyi._Nauka_o_tom_kogda_chto_proizoshlo.395719 - Крис Терни

В течение нескольких недель после гибели живо­го организма все его ткани растаскиваются и перерабатываются падальщиками и бактериями. Чтобы избежать этого и превратиться в минерализованные останки, тело должно достаточно быстро погрузиться в толщу отложений. Способов для этого немало: стать жертвой извержения вулкана, неожиданного наводне­ния, землетрясения; попасть в качестве добычи в лого­во хищника — главное, чтобы тело или его части ока­зались недоступны для обычных природных процессов разложения. Со временем вода вымоет из костей ми­нералы, и они будут замещены другими. Кости окаме­неют. Но даже в этом случае останки не обязательно доживут до наших дней — велик риск погибнуть в ре­зультате какого-нибудь геологического процесса. Во­обще удивительно, как при таком раскладе до наших времен доходит хоть что-то.

¤

Несмотря на то что природа тщательно заметает сле­ды, у нас в распоряжении оказалось достаточно окаме­нелых человеческих остатков, большей частью в Аф­рике, дающих представление о том, что происходило в прошлом. Известно, что где-то от 5 до 7 млн лет на­зад пути человека и человекообразных обезьян разо­шлись. Известно также, что по крайней мере 4 млн лет назад наши предки — австралопитеки, «южные обе­зьяны», уже ходили на двух ногах. 2,5 млн лет назад наш род Homo появился в Африке в виде Homo habilis, «человека умелого», превосходящего австралопитека объемом мозга и умением пользоваться каменными орудиями труда.

В XIX в. ничего этого еще не знали. После выхода в свет дарвиновского труда начались лихорадочные поиски недостающего звена. Не все разделяли убеж­дение Дарвина, что корни человечества надо искать в Африке. Немецкий биолог Эрнст Геккель, исходя из того, что гиббоны передвигаются на задних лапах и образуют нуклеарные семьи, предложил другое на­правление поисков — Юго-Восточную Азию.

Идеи Геккеля сильно повлияли на наши представ­ления об эволюции человека, однако совсем не так, как предполагал он сам. В конце 1880-х эстафету у Гек­келя принял мечтательный голландский антрополог Эжен Дюбуа. Поняв, что научной поддержки для сво­их исследований не добиться, он устроился военным врачом в голландскую армию, оставив перспективную научную должность в Нидерландах, и в конце 1887 г. переехал с семьей в Индонезию.

Обосновавшись на Суматре, он убедил местные власти освободить его от медицинских обязанностей для занятий исследованиями. В 1890 г. Дюбуа пере­брался на Яву, где ископаемые сохранились лучше. Изначально он занимался в основном пещерными раскопками, однако процент ископаемых находок там оказался обескураживающее низким. Тогда Дюбуа переключился на низменности — в первую очередь, на места, где реки образовали старые террасы. Со вре­менем речные наносы, накопленные в бывших поймах рек, становятся богатым источником окаменелостей.

В 1893 г. Дюбуа руководил раскопками на реке Соло у селения Триниль в центрально-восточной части Явы. С тех времен местность не сильно изменилась. К реке спускается густой лес, и шурфы, проделанные столетие назад в террасе, все еще видны. Даже сей­час сразу становится понятно, почему Дюбуа выбрал именно этот поворот реки: в береговых отложениях и по сей день находят торчащие окаменелые останки вымерших животных. С помощью двух инженеров и отряда землекопов Дюбуа удалось в одном и том же слое отложений найти черепную крышку, бедренную кость и зуб. Черепная крышка была гораздо толще, чем у современного человека, то есть мозг по размеру приходился между обезьяньим и человеческим, вида Homo sapiens. Дюбуа нашел то, за чем приехал.

Упаковав находки и рассчитывая на лавры, Дюбуа вернулся в Европу. Однако многие его коллеги, к разо­чарованию Дюбуа, восприняли новость скептически. Вместо того чтобы чествовать победителя, многие его просто проигнорировали. Как мы увидим позже по другим подобным находкам, реакция может варьи­роваться от хвалебных речей до насмешек. Некоторые разделяли точку зрения Дюбуа, что его открытие — ключ к головоломке ископаемых останков, другие же утверждали, что он все перепутал, что его ископаемые части скелета — от разных видов, либо принадлежат человекообразной обезьяне, либо (очень популярная версия) современному калеке. К счастью, на рубеже 1920-1930-х гг. аналогичные останки были найдены Ральфом фон Кенигсвальдом около Сангирана в цен­тральной части Явы («яванский человек») и Дэвидсо­ном Блэком в Китае («пекинский человек»). Новый вид получил название Homo erectus — человек прямо­ходящий. Дюбуа, доживший до 1940 г., был реабили­тирован. Забавно, что эти более поздние находки он счел другой переходной формой от обезьяны к чело­веку, свято веря, что подлинное «недостающее звено» составляют именно обнаруженные им тринильские останки.

Со времен той первой находки, сделанной Дюбуа, останки Homo erectus были обнаружены по всей Азии и Африке. Осталось выяснить, когда именно человек прямоходящий топтал эту землю. Радиоуглеродный метод для датировки ископаемых костных останков применяется редко. Пусть изначально кости и содер­жали радиоуглерод, обычно их древность простирает­ся далеко за 60 000 лет, предел которым ограничива­ются возможности этого метода, и весь изначальный 14С в них давно распался. К счастью, большинство самых ранних индонезийских и африканских останков были найдены вблизи центров вулканической активности. Фрагменты скелетов оказались надежно законсервированы в обширных слоях вулканических отложений, поэтому, если нельзя датировать сами кости, можно определить возраст соответствующих вулканических слоев.

Одним из самых ранних методов, применяемых для датирования древних человеческих останков, стал калиево-аргоновый. Калий, обозначающийся в химии символом «К», встречается в трех формах. Нас интере­сует разновидность 40К — радиоактивная. Как и про­чие радиоактивные изотопы, 40К нестабильна, и пери­од ее полураспада составляет 1250 млн лет. Поскольку калий довольно часто встречается в составе разных вулканических обломков, популярность калиево­аргонового 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.