Числа против лжи

Идея радиоуглеродного метода принадлежит У. Ф. Либби [1250]. «Вскоре после окончания второй мировой войны американец Уилард Фрэнк Либби опубликовал открытие, стяжавшее ему мировую славу и ныне увенчанное Гутенгеймовской и Нобелевской премиями. Изучая взаимодействие искусственно получаемых нейтронов с атомами азота, Либби пришел к выводу (1946 г.), что в природе должны происходить такие же ядерные реакции, как в его опытах; нейтроны, выделяющиеся под воздействием космических лучей в атмосфере Земли, должны поглощаться атомами азота, образуя радиоактивный изотоп углерода — С¹⁴. Этот радиоактивный углерод примешивается в небольшом количестве к стабильным изотопам углерода С¹² и С¹³, и вместе с ними образует молекулы углекислого газа, которые усваиваются организмами растений, а через них и животных, в том числе человека. Они должны быть как в тканях, так и в выделениях живых организмов. Когда удалось (1947 г.) уловить слабую радиоактивность зловонных испарений метана у сточных вод Балтиморы, это явилось первым подтверждением догадки Либби. Затем была установлена радиоактивность растущих деревьев, морских раковин и пр. (1948–1949 гг.). Как и всякий радиоактивный элемент, радиоактивный изотоп углерода распадается с постоянной, характерной для него скоростью. Поэтому его концентрация в атмосфере и биосфере непрерывно убывала бы (по Либби, вдвое за каждые 5568 лет), если бы убыль не пополнялась столь же непрерывно новообразованием С¹⁴ в атмосфере. Сколько убывает, столько и прибывает.

Но в эту удивительную взаимоуравновешенность и соразмерность природы врезается аккорд дисгармонии. Его вносит смерть. После смерти организма новый углерод в него уже не поступает (из воздуха — в тело растения, с питанием — в тело животного) и уменьшение концентрации С¹⁴ не восполняется — радиоактивность мертвого органического тела (трупа, древесины, угля и т. п.) неудержимо падает — и что самое важное — со строго определенной скоростью!

Значит, достаточно измерить, насколько уменьшилась удельная радиоактивность умершего организма по сравнению с живыми, чтобы определить, как давно этот организм перестал обновлять свои клетки — как давно срублено дерево, подстрелена птица, умер человек. Конечно, это нелегко: радиоактивность природного углерода очень слаба (даже до смерти организма — ОДИН АТОМ C¹⁴ НА 10 МЛРД. АТОМОВ НОРМАЛЬНОГО УГЛЕРОДА). Однако Либби разработал средства и приемы измерения и пересчета — так появился радиоуглеродный метод определения возраста древних объектов» [390], с. 52–53.

Рассмотрим теперь основы этой методики. См., в частности, [390], [391], [1250], [1080], [986], [110], [1081], [1082], [1480], [414], [1431], [1432], [1433], [1025], [1124], [1473], [567], [480], [478].

16.2. Физические основы радиоуглеродного метода

Космические лучи, проходя через атмосферу Земли, порождают нейтроны. Плотность потока нейтронов изменяется с высотой в атмосфере. Результаты измерения плотности этого потока с помощью шаров-зондов изображены на рис. 1.72, см. кривую А. Измерения производились в штате Нью-Джерси США и относятся к периоду до 1955 года. Максимальное количество нейтронов находится на высоте примерно 40 тысяч футов (12 километров). Вблизи же поверхности Земли плотность потока нейтронов уменьшается до нуля. Отсюда можно сделать два вывода.

1) Нейтроны возникают в атмосфере, в области стратосферы, то есть представляют собой вторичные частицы космического излучения, возникающие при прохождении первичных космических лучей через атмосферу.

2) Все эти нейтроны быстро вступают в ядерные реакции, так что до поверхности Земли доходит лишь ничтожное их количество.

На рис. 1.72 в виде кривой В приведена зависимость потока нейтронов на высоте 30 тысяч футов от геомагнитной широты [986], с. 139. Измерения проводились до 1955 года. Выявляющаяся на рис. 1.72 (кривая В) зависимость плотности потока нейтронов (незаряженных частиц) от геомагнитной широты заставляет думать, что первичные частицы космического излучения, породившие нейтроны, являются частицами заряженными, отклоняемыми магнитным полем Земли. Существенно, что плотность потока нейтронов на широте 50 градусов, — широта Парижа, Праги, Киева, Харькова, — В ТРИ РАЗА БОЛЬШЕ плотности этого потока на широте 20–30 градусов, — берег Красного моря, северный берег Африки.

Рис. 1.72. Плотность потока нейтронов в атмосфере как функция высоты. Взято из [986], с. 138.