8 valandų darbo diena yra pasenęs ir neefektyvus požiūris į darbą. Jei norite būti kuo produktyvesni, turite atsikratyti šios praeities relikto.
Žymės
8 valandų darbo diena buvo sukurta pramonės revoliucijos metu, siekiant sumažinti gamyklos darbuotojų fizinio darbo valandas. Šis pasiekimas prieš 200 metų buvo laikomas humanišku, bet dabar jis vargu ar aktualus.
Mes, kaip ir mūsų protėviai, tikimasi, kad tilpsime į 8 valandų darbo dienas ir dirbsime ilgai, ilgai, su nedidelėmis pertraukomis, jei tokių yra. Po velnių, kai kurie dirba net iki pietų!
Geriausias būdas organizuoti savo dieną
Neseniai „Draugiem Group“ atliko tyrimą naudodama kompiuterinę programą darbuotojų darbo įpročiams sekti. Atskirai programa apskaičiavo, kiek laiko žmonės praleido įvairioms užduotims, palyginti su jų produktyvumo lygiu.
Matuojant darbuotojo aktyvumą, buvo aptiktas stulbinantis atradimas: darbo dienos trukmė neturi reikšmės; Iš tikrųjų svarbu buvo tai, kaip žmonės organizavo savo dieną. Tiksliau sakant, tie, kurie mėgdavo daryti dažnas trumpas pertraukėles, buvo žymiai produktyvesni nei tie, kurie savo dieną išskaidė į ilgesnes laiko dalis.
Geriausias variantas buvo dirbti 52 minutes ir tada 17 minučių pailsėti. Žmonės, kuriems pavyko laikytis šio grafiko, pasiekė unikalų susikaupimo lygį. Beveik valandą jie 100% atsidavė užduočiai, kurią reikėjo atlikti. Jie nesilankė „tik minutei“ socialiniuose tinkluose ir nesiblaško el. Jausdami nuovargį (vėl, maždaug po valandos), jie padarė trumpą pertraukėlę, kurios metu visiškai atitrūko nuo darbo. Tai padėjo jiems su aiškiomis mintimis grįžti prie užduočių ir praleisti dar vieną produktyvią valandą.
Smegenims reikia valandos darbo ir 15 minučių poilsio.
Šią magišką proporciją atradę žmonės gyvenime laimi, nes pasinaudoja pagrindine žmogaus proto būtinybe: apie valandą mūsų smegenys funkcionuoja didelių energijos kiekių pliūpsniais, vėliau energijos sąnaudos sumažėja 15-20 minučių.
Daugeliui iš mūsų ši natūrali energijos tėkmės būsena verčia balansuoti tarp produktyvesnių ir ne tokių produktyvių laikotarpių, kai pavargstame ir leidžiamės blaškytis.
Geriausias būdas įveikti nuovargį ir pervargimą – organizuoti savo darbo dieną. Užuot dirbę valandą ar dvi ilgiau ir bandydami įveikti dykumą ir nuovargį, padarykite pertrauką tą akimirką, kai pajusite, kad jūsų produktyvumas krenta.
Padaryti pertrauką lengva, kai žinai, kad tai padės padaryti tavo dieną produktyvesnę. Dažnai leidžiame pervargimui užvaldyti, nes dirbame net būdami pavargę, ilgai po to, kai praradome dėmesį ir išeikvojome visą energiją, o pertraukos nėra tikros – el. pašto tikrinimas ir „YouTube“ vaizdo įrašų žiūrėjimas jums nepadės. kiek vaikščioti.
Kontroliuokite savo darbo dieną
8 valandų darbo diena gali būti naudinga, jei skirsite savo laiką strateginiais intervalais. Kai savo veiklą priderinsite prie natūralios energijos srauto, viskas eisis kaip iš laikrodžio. Žemiau pateikiami 4 patarimai, kaip pasiekti tobulą ritmą:
Padalinkite savo dieną į valandos trukmės intervalus. Paprastai planuojame ką nors pabaigti iki dienos, savaitės ar mėnesio pabaigos, tačiau daug efektyviau, jei dabar susitelkiame ties tikslo siekimu. Valandiniai intervalai ne tik padės įsijausti į tinkamą ritmą. Jie taip pat supaprastina rimtas užduotis, suskirstydami jas į dalis, kurias lengviau atlikti. Jei jums svarbu tikslumas, galite daryti 52 minučių intervalus, tačiau valanda turi tokį patį poveikį.
Laikykitės intervalų. Ši strategija veikia tik todėl, kad mes naudojame maksimalią energiją, kad pasiektume aukštą koncentracijos lygį per gana trumpą laiką. Jei kas valandą esate aplaidūs – tikrinate el. paštą ar „Facebook“ – pražudote visą koncepcijos esmę.
Tikrai pailsėkite. Draguiem atliktas tyrimas parodė, kad dažnai pertraukas darantys darbuotojai yra produktyvesni nei tie, kurie pertraukų nedaro. Taip pat darbuotojai, kurie sąmoningai atsipalaidavo per pertraukas, lengviau grįžo į darbą nei tie, kuriems sunku atsiriboti nuo darbo „ilsėdamiesi“. Norėdami tapti produktyvesniu, turite atsitraukti nuo kompiuterio, telefono ir darbų sąrašo. Atsipalaidavimas, pavyzdžiui, vaikščiojimas, knygos skaitymas ar pokalbis, yra pati veiksmingiausia pasikrovimo forma, nes tai yra ta veikla, kuri atitraukia nuo darbo. Įtemptomis dienomis gali kilti pagunda galvoti apie skambučius ar elektroninio pašto tikrinimą kaip būdą atsipalaiduoti, tačiau tai nėra tikros pertraukos, todėl nepasiduokite joms.
Nelaukite, kol jūsų kūnas paprašys poilsio. Jei darote pertrauką tik tada, kai jaučiatės pavargę, tada jau per vėlu – praleidote savo didžiausio pasirodymo akimirką. Laikantis grafiko, dirbate tada, kai esate produktyviausias, o ilsitės tada, kai visai neproduktyvus. Atminkite, kad geriau daryti trumpas pertraukėles, nei tęsti darbą pavargusiam ir išsiblaškusiam.
Norint parodyti, kad pastaroji alternatyva yra teisinga, reikia nedaug pastangų ir kad be jokio protingo turinio negalime suvokti nei trukmės, nei pratęsimo. Lygiai taip pat, kaip matome užmerktomis akimis, visiškai abstrahuodami nuo išorinio pasaulio įspūdžių, vis dar esame panirę į tai, ką Wundtas kažkur pavadino mūsų bendros sąmonės „pusšviesa“. Širdies plakimas, kvėpavimas, dėmesio pulsavimas, žodžių ir frazių nuotrupos, prasiskverbiančios mūsų vaizduotėje – štai kas užpildo šią miglotą žinių sritį. Visi šie procesai yra ritmiški ir atpažįstame betarpiškai vientisai; kvėpavimas ir dėmesio pulsavimas reiškia periodišką pakilimo ir kritimo kaitą; tas pats pastebimas ir širdies plakime, tik čia vibracijos banga daug trumpesnė; žodžiai mūsų vaizduotėje blyksteli ne vieni, o susieti grupėmis. Trumpai tariant, kad ir kaip besistengtume išlaisvinti savo sąmonę iš viso turinio, tam tikra kintančio proceso forma visada mus suvoks, atstovaudama elementui, kurio negalima pašalinti iš sąmonės. Kartu su šio proceso ir jo ritmų sąmone mes taip pat žinome, kiek laiko jis užima. Taigi permainų suvokimas yra sąlyga suvokti, kaip praeina laikas, tačiau nėra pagrindo manyti, kad absoliučiai tuščio laiko pakanka, kad mumyse atsirastų supratimas apie pokyčius. Šis pokytis turi būti žinomas tikras reiškinys.
Ilgesnių laikotarpių įvertinimas. Bandydami sąmonėje stebėti, kaip praeina tuščias laikas (tuščias santykine to žodžio prasme, pagal tai, kas buvo pasakyta aukščiau), mintyse su pertrūkiais jį sekame. Laikui bėgant sakome sau: „dabar“, „dabar“, „dabar“ arba: „daugiau“, „daugiau“, „daugiau“. Žinomų trukmės vienetų pridėjimas parodo nenutrūkstamo laiko tėkmės dėsnį. Tačiau šis nenuoseklumas atsiranda tik dėl suvokimo arba suvokimo, kas tai yra, netolydumo fakto. Tiesą sakant, laiko pojūtis yra toks pat nenutrūkstamas kaip ir bet kuris kitas panašus pojūtis. Mes vadiname atskirus nenutrūkstamo pojūčio gabalus. Kiekvienas iš mūsų „vis dar“ žymi paskutinę besibaigiančio ar pasibaigusio intervalo dalį. Pagal Hodgsono posakį, pojūtis yra matavimo juosta, o apercepcija – dalijimo mašina, žyminti juostoje intervalus. Klausydamiesi nenutrūkstamo monotoniško garso, suvokiame jį pertraukiamo apercepcijos pulsavimo pagalba, mintyse tardami: „tas pats garsas“, „tas pats“, „tas pats“! Tą patį darome ir stebėdami laiko bėgimą. Pradėję žymėti laiko intervalus, labai greitai prarandame jų bendros sumos įspūdį, kuris tampa itin neaiškus. Tiksliai nustatyti sumą galime tik skaičiuodami arba sekdami laikrodžio rodyklių judėjimą, arba naudodami kokį kitą simbolinio laiko intervalų žymėjimo būdą.
Laiko laikotarpių, viršijančių valandas ir dienas, idėja yra visiškai simbolinė. Mes galvojame apie žinomų laikotarpių sumą, įsivaizduodami tik jo pavadinimą, arba mintyse išgyvendami didžiausius šio laikotarpio įvykius, visiškai nepretenduodami į mintyse atkurti visus intervalus, kurie sudaro tam tikrą minutę. Niekas negali pasakyti, kad laikotarpį nuo šio amžiaus iki pirmojo amžiaus prieš Kristų jis suvokia kaip ilgesnį laikotarpį, palyginti su laikotarpiu nuo dabartinio iki 10 a. Tiesa, istoriko vaizduotėje ilgesnis laiko tarpas sukelia daugiau chronologinių datų ir daugiau vaizdų bei įvykių, todėl atrodo turtingesnis faktais. Dėl tos pačios priežasties daugelis žmonių teigia, kad dviejų savaičių laikotarpį jie tiesiogiai suvokia kaip ilgesnį nei savaitę. Bet čia, tiesą sakant, nėra jokios laiko nuojautos, kuri galėtų pasitarnauti kaip palyginimas.
Didesnis ar mažesnis datų ir įvykių skaičius šiuo atveju yra tik simbolinis ilgesnės ar mažesnės jų užimamo intervalo trukmės žymėjimas. Esu įsitikinęs, kad tai tiesa net tada, kai lyginami laikotarpiai yra ne ilgesni kaip valanda. Tas pats atsitinka, kai lyginame kelių mylių erdves. Palyginimo kriterijus šiuo atveju yra ilgio vienetų skaičius, esantis lyginamuosiuose erdvės intervaluose.
Natūraliausia, kad dabar kreipiamės į kai kurių gerai žinomų laiko trukmės svyravimų analizę. Paprastai kalbant, laikas, kupinas įvairių ir įdomių įspūdžių, tarsi greitai prabėga, tačiau, prabėgęs, prisiminus atrodo labai ilgas. Atvirkščiai, laikas, neužpildytas jokiais įspūdžiais, bėgdamas atrodo ilgas, o praėjęs – trumpas. Savaitė, skirta kelionėms ar įvairių reginių lankymui, atmintyje vargiai palieka vienos dienos įspūdį. Žvelgiant į laiką mintyse, jo trukmė atrodo ilgesnė ar trumpesnė, matyt, priklausomai nuo to, kiek prisiminimų jis sukelia. Objektų gausa, įvykiai, pokyčiai, daugybė skirstymų iš karto praplečia mūsų požiūrį į praeitį. Tuštuma, monotonija, naujumo trūkumas daro jį, priešingai, siauresnį.
Senstant tas pats laiko tarpas mums pradeda atrodyti trumpesnis – tai galioja dienomis, mėnesiais ir metais; dėl laikrodžio – abejotina; Kalbant apie minutes ir sekundes, jos visada atrodo maždaug vienodo ilgio. Senam žmogui praeitis tikriausiai neatrodo ilgesnė, nei atrodė vaikystėje, nors iš tikrųjų ji gali būti 12 kartų ilgesnė. Daugumai žmonių visi suaugusiųjų įvykiai yra taip pažįstami, kad individualūs įspūdžiai ilgai neišsaugomi atmintyje. Tuo pat metu ankstesni įvykiai pradeda vis labiau pamiršti dėl to, kad atmintis nepajėgia išlaikyti tiek daug atskirų specifinių vaizdų.
Tai viskas, ką norėjau pasakyti apie akivaizdų laiko sutrumpėjimą žvelgiant į praeitį. Dabartyje laikas atrodo trumpesnis, kai esame taip įsiskverbę į jo turinį, kad nepastebime paties laiko bėgimo. Prieš mus greitai prabėga ryškių įspūdžių kupina diena. Priešingai, diena, kupina lūkesčių ir nepatenkintų pokyčių troškimų, atrodys kaip amžinybė. Taedium, ennui, Langweile, nuobodulys, nuobodulys – žodžiai, kuriems kiekvienoje kalboje yra atitinkama sąvoka. Pradedame nuobodžiauti, kai dėl santykinio mūsų patirties turinio skurdo dėmesys sutelkiamas į patį laiko tėkmę. Tikimės naujų įspūdžių, ruošiamės juos suvokti – jų neatsiranda, vietoj jų išgyvename kone tuščią laiko tarpą. Nuolat kartojantis mūsų nusivylimams, pati laiko trukmė pradedama jausti itin stipriai.
Užmerkite akis ir paprašykite, kad kas nors pasakytų, kai praėjo viena minutė: ši minutė, kai visiškai netrūksta išorinių įspūdžių, jums atrodys neįtikėtinai ilga. Tai varginanti kaip pirmoji plaukiojimo vandenynu savaitė ir negalite atsistebėti, kad žmonija gali patirti nepalyginamai ilgesnius varginančios monotonijos periodus. Visa esmė čia yra nukreipti dėmesį į laiko pojūtį per se (savyje) ir tas dėmesys šiuo atveju suvokia itin subtilius laiko skirstymus. Tokiuose išgyvenimuose mums nepakeliamas įspūdžių bespalviškumas, nes jaudulys yra nepakeičiama malonumo sąlyga, o tuščio laiko jausmas – mažiausiai jaudinanti patirtis iš visų, ką tik galime patirti. Kaip sako Volkmannas, taedis yra tarsi protestas prieš visą dabarties turinį.
Praeities laiko jausmas yra dabar. Aptariant mūsų žinių apie laikinuosius santykius modus operandi, iš pirmo žvilgsnio galima pagalvoti, kad tai yra paprasčiausias dalykas pasaulyje. Vidinio jausmo reiškiniai mumyse pakeičiami vienas kitu: mes juos tokiais pripažįstame; todėl, matyt, galime sakyti, kad žinome ir jų seką. Tačiau tokio grubaus samprotavimo būdo negalima pavadinti filosofiniu, nes tarp kintančių mūsų sąmonės būsenų nuoseklumo ir jų sekos suvokimo slypi ta pati plati bedugnė, kaip ir tarp bet kurio kito pažinimo objekto ir subjekto. Pojūčių seka pati savaime dar nėra nuoseklumo jausmas. Tačiau jei čia prie vienas po kito einančių pojūčių pridedamas jų sekos pojūtis, tai toks faktas turi būti laikomas kažkokiu papildomu psichiniu reiškiniu, reikalaujančiu specialaus paaiškinimo, labiau patenkinančiu, nei minėtas paviršutiniškas pojūčių sekos sutapatinimas su jos. sąmoningumas.
Laiko sąvoka yra sudėtingesnė nei ilgio ir masės sąvoka. Kasdieniame gyvenime laikas yra tai, kas atskiria vieną įvykį nuo kito. Matematikoje ir fizikoje laikas laikomas skaliariniu dydžiu, nes laiko intervalų savybės yra panašios į ilgio, ploto ir masės savybes.
Laikotarpiai gali būti lyginami. Pavyzdžiui, pėstysis tame pačiame kelyje praleis daugiau laiko nei dviratininkas.
Galima pridėti laikotarpių. Taigi paskaita institute trunka tiek pat, kiek dvi pamokos mokykloje.
Matuojami laiko intervalai. Tačiau laiko matavimo procesas skiriasi nuo ilgio matavimo. Norėdami išmatuoti ilgį, galite pakartotinai naudoti liniuotę, perkeldami ją iš taško į tašką. Laikotarpis, imamas kaip vienetas, gali būti naudojamas tik vieną kartą. Todėl laiko vienetas turi būti reguliariai pasikartojantis procesas. Toks vienetas Tarptautinėje vienetų sistemoje vadinamas antruoju. Kartu su antruoju naudojami ir kiti laiko vienetai: minutė, valanda, diena, metai, savaitė, mėnuo, amžius. Tokie vienetai kaip metai ir diena buvo paimti iš gamtos, o valandą, minutę, sekundę sugalvojo žmogus.
Metai yra laikas, per kurį Žemė apsisuka aplink Saulę. Diena yra laikas, kai Žemė sukasi aplink savo ašį. Metai susideda iš maždaug 365–7 DIENŲ, tačiau žmogaus gyvenimo metus sudaro sveikas dienų skaičius. Todėl, užuot prie kiekvienų metų pridėję 6 valandas, prie kas ketvirtų metų prideda visą dieną. Šie metai susideda iš 366 dienų ir vadinami keliamaisiais metais.
Kalendorius su tokiu metų kaitaliojimu buvo įvestas 46 m.pr.Kr. e. Romos imperatorius Julijus Cezaris, siekdamas supaprastinti tuo metu galiojantį labai painų kalendorių. Štai kodėl naujasis kalendorius vadinamas Julijaus. Pagal ją naujieji metai prasideda sausio 1 dieną ir susideda iš 12 mėnesių. Taip pat buvo išsaugotas Babilono astronomų išrastas laiko matas kaip savaitė.
Senovės Rusijoje savaitė buvo vadinama savaite, o sekmadienis buvo savaitės diena (kai nėra darbo) arba tiesiog savaitė, t.y. poilsio diena. Dabar rusiškai poilsio diena vadinama sekmadieniu - nuo žodžio „prikelti“, t.y. suteikti jėgų, atgaivinti. Kitų penkių savaitės dienų pavadinimai rodo, kiek dienų praėjo nuo sekmadienio. Pirmadienis – iš karto po savaitės, antradienis – antra diena, trečiadienis – vidurys, ketvirtadienis ir penktadienis – ketvirta ir penkta dienos, šeštadienis – reikalų pabaiga.
Mėnuo nėra labai konkretus laiko vienetas, jį gali sudaryti trisdešimt viena, trisdešimt ir dvidešimt aštuoni (keliamaisiais metais – dvidešimt devynios). Tačiau šis laiko vienetas egzistuoja nuo seniausių laikų ir yra susijęs su Mėnulio judėjimu aplink Žemę. Mėnulis vieną apsisukimą aplink Žemę padaro maždaug per 29,5 dienos, o per metus – apie 12 apsisukimų. Šie duomenys buvo senovinių kalendorių kūrimo pagrindas, o jų šimtmečius trukusio tobulinimo rezultatas – šiuo metu naudojamas kalendorius.
Grįžkime prie Julijaus kalendoriaus. Šis krikščionių bažnyčios priimtas kalendorius išplito tarp visų Europos tautų ir gyvavo daugiau nei 16 amžių.
Tačiau pamažu žmonės pradėjo pastebėti, kad laiko matavimo naudojant kalendorių rezultatai nesutampa su matavimų naudojant Saulę rezultatais. Pavyzdžiui, kovo 21-oji, pavasario lygiadienio diena XVI amžiuje, pagal kalendorių pateko į kovo 11-ąją. Iš kur atsirado šis 10 dienų skirtumas? Jie kaupėsi palaipsniui, metai iš metų, nes metai pagal Julijaus kalendorių yra 11 minučių 14 sekundžių ilgesni už Saulės ir per 400 metų susikaupė maždaug trys ir daugiau dienų. Siekiant išvengti tolesnių neatitikimų, naujasis Grigaliaus kalendorius, pavadintas tuometinio Katalikų bažnyčios vadovo popiežiaus Grigaliaus XIII vardu ir priimtas 1582 m., sumažino keliamųjų metų skaičių. Pagal Julijaus kalendorių visi metai, kurių skaičius dalijasi iš 4, pagal Grigaliaus kalendorių buvo „pasaulietiški“ ir nesidalijami iš 400: pavyzdžiui, 1600 buvo keliamieji ir 1700, 1800 ir 1900 buvo neįtraukti į keliamuosius metus, jie buvo laikomi 365 dienas. Žvelgiant į priekį, tarkime, kad 2000 bus keliamieji metai, bet 2100, 2200, 2300 – ne.
Šis kalendorius buvo priimtas Europos šalyse. Rusijoje prieš Didžiąją Spalio socialistinę revoliuciją stačiatikių bažnyčia atmetė šią reformą. Jie čia gyveno pagal Julijaus kalendorių, o tai sukėlė daug nemalonumų. Pavyzdžiui, telegrama iš užsienio į Rusiją atkeliavo 13 dienų anksčiau nei buvo išsiųsta. Daug kartų Rusijos mokslininkai bandė priversti caro valdžią pakeisti senąjį kalendorių, tačiau tik 1918 m. vasario 14 d. sovietų vyriausybės dekretu buvo įvestas naujas stilius. Pagal šį dekretą 1918 m. vasario mėn. buvo sutrumpintas 13 dienų. Po sausio 31-osios iškart atėjo vasario 14-oji. Nuo tada gyvename pagal naują stilių.
Atkreipkite dėmesį, kad jei Julijaus kalendoriniai metai yra 11 minučių ilgesni už saulės metus, tai Grigaliaus kalendoriniai metai yra tik 26 sekundėmis ilgesni. Papildomos dienos
sukaupti tik 50 mūsų eros amžiuje. e.
Grigaliaus kalendorius yra priimtas ne visose pasaulio šalyse. Pavyzdžiui, Egiptas ir kitos Rytų šalys naudoja kitokį kalendorių – mėnulio kalendorių. Metai pagal šį kalendorių yra lygūs 12 mėnulio mėnesių ir yra 11 dienų trumpesni nei saulės. Be to, jei pagal Grigaliaus kalendorių yra 1986 metai, tai, pavyzdžiui, Irane – 1406 metai. Kas tai sukelia?
Norėdami skaičiuoti, turite turėti atskaitos tašką. Laikas neturi pradžios ir pabaigos. Teka ir teka. Todėl norint skaičiuoti, reikia pačiam nustatyti skaičiavimo pradžią. Dienos ar metų pradžią galite nustatyti įvairiais būdais. Taigi senovės egiptiečiai skaičiavo chronologiją pagal faraonų valdymo metus, kinai - pagal valdymo metus ir imperatorių dinastijas, romėnai - nuo Romos miesto įkūrimo ir nuo pirmųjų karaliavimo metų. vieno ar kito imperatoriaus, kitų tautų viešpatavimas – nuo mitinio „pasaulio sukūrimo“ arba nuo „Kristaus gimimo“
Senovės Rusijoje metai prasidėjo pavasarį, kovo mėnesį, kai prasidėjo lauko darbai. Įvedus krikščionybę Rusijoje, buvo priimtas Julijaus kalendorius ir chronologijos pradžia nuo „pasaulio sukūrimo“, o krikščionių bažnyčia šį „pasaulio sukūrimą“ datavo 5508 metais prieš „Kristaus gimimą“. ir rugsėjo 1-ąją laikė metų pradžia. Toks metų skaičiavimas Rusijoje buvo vykdomas iki XVIII amžiaus pradžios. Petro I dekretu Rusijos valstybė perėjo prie kitokio kalendoriaus: metų pradžia buvo sausio 1 d., o metai pradėti skaičiuoti ne nuo „pasaulio sukūrimo“, o nuo „Kristaus gimimo“. Pagal jį dekreto Nr. 7208 priėmimo metai tapo 1700 m. Metų skaičiavimas nuo mitinio Kristaus gimimo šiuo metu yra priimtas daugelyje valstybių ir vadinamas mūsų era (ir: e.) -
Šiuolaikinis paros skirstymas į 24 valandas taip pat siekia senovės laikus, jis buvo įvestas Senovės Egipte. Minutė ir sekundė atsirado Senovės Babilone, o faktą, kad valandoje yra 60 minučių, o minutę – 60 sekundžių, įtakoja Babilono mokslininkų sugalvota šešiasdešimtinė skaičių sistema.
Archeologai tyrinėja tolimą praeitį, tyrinėja senovės kultūrų atsiradimą, vystymąsi ir mirtį. Iš įvairių radinių – įrankių, drabužių, namų apyvokos daiktų, ginklų – archeologai sužino, kaip žmonės gyveno prieš daugelį tūkstančių metų. Archeologiniai radiniai leidžia spręsti ir apie įvairių senovės tautų ryšius. Archeologinių radinių amžiaus nustatymas yra itin svarbus siekiant išsiaiškinti vienos tautos įtaką kitai ir išspręsti daugybę kitų svarbių archeologinių problemų.
Kaip nustatomas archeologinių radinių amžius?
Aukšti piliakalniai išsibarstę po didžiąją Rusijos lygumą. Juose buvo palaidoti pilnais šarvais apsirengę kariai, kiekvienas su savo karo žirgu. Šių žmonių kapinėse buvo patalpinta daug įvairių daiktų, kad, pagal jų įsitikinimus, pomirtiniame gyvenime jiems nieko nereikėtų. Šie piliakalniai pasakoja apie tolimą mūsų krašto praeitį, apie sarmatų genčių gyvenimą ir kultūrą, prieš kelis tūkstančius metų gyvenusių plačiose erdvėse nuo Karpatų vakaruose iki Pamyro ir Altajaus rytuose.
Kasinėjimai skitų Neapolyje netoli Simferopolio supažindina mus su vėlesniu istoriniu laikotarpiu. Čia archeologiniai radiniai rodo, kad egzistuoja miesto skitų kultūra. Skitų piliakalnių amžius dažniausiai nustatomas pagal laidojimo ir vietinių darbų laidojimo objektų tipą, tačiau kartais piliakalniuose aptinkami ir importiniai daiktai: graikiškų darbų moliniai indai, kiniški audiniai, kiniško darbo veidrodis... galima tiksliau nustatyti piliakalnyje palaidoto skito gyvenimo trukmę .
Iš archeologinių radinių Dniepro srities regionuose galėjome sužinoti apie vadinamąją Tripilio kultūrą – apie žmones, gyvenusius maždaug prieš 5000 metų. Archeologų rastos naminių gyvulių figūrėlės, kapliai iš elnio rago, peiliai ir pjautuvai iš titnago, titnago strėlių antgaliai, gelžbetoninių būstų dangos liekanos, akmeninės grūdų malūnėlės, daugybė figūrėlių leido sužinoti, kokia laukinė kokius gyvūnus medžiojo senovės žmogus, kokius naminius gyvūnus jis turėjo, kokia jo ekonomika ir kaip vystėsi jo įsitikinimai.
Neseniai Uzbekistane archeologai rado smėlyje palaidotą miestą. Jo kasinėjimai leido daug sužinoti apie aukštąją senovės Chorezmo kultūrą. Sudegusios tvirtovės ir būstų liekanos leido po daugelio šimtmečių perskaityti jos mirties istoriją ir sužinoti, kaip ir kada klajoklių invazija padarė galą senovės Chorezmo klestėjimui ir galiai.
Dar labiau nuo mūsų nutolę įvykiai, vykę senovės Egipte. Juos nuo mūsų skiria daug dešimčių šimtmečių, tačiau nenuilstantys archeologai randa būdų, kaip šiuo atveju atsakyti į klausimus: kas, kaip ir kada?
Senovės Egipte ypatingas dėmesys buvo skiriamas laidotuvėms. Mirusiojo kūno balzamavimas ir gausus kapo dekoravimas (įvairiais daiktais ar jų atvaizdais), anot egiptiečių įsitikinimų, buvo būtinas patogiam ir maloniam jo šešėlio egzistavimui. Juk senovės egiptiečiai tikėjo, kad žmogus susideda iš trijų dalių: kūno, Dievo kibirkšties ir šešėlio, jungiančio kūną su Dievo kibirkštimi. Egipto kunigai mokė, kad žmogui mirus, jo šešėlis tūkstančius metų klaidžioja po žemę. Lygiai panašus į žmogų, bet tik tarsi iš rūko išaustas, šešėlis gali vaikščioti, kalbėti ir valgyti pirmus kelis šimtus metų, tada jam užtenka tik maisto vaizdų. Šešėliui svarbiausia yra kūnas, kuriame jis gyveno anksčiau. Jei jis neišsaugomas, tada šešėlis trokšta ir neramiai klaidžioja po žemę.
Šios pažiūros privertė senovės egiptiečius kurti grandiozinius mirusiųjų miestus, užėmusius visą vakarinės dykumos pakraštį, bei statyti didžiules piramides, kurių viduje buvo įrengti faraonų kapai. Šiais laikais šie mirusiųjų miestai leido daug sužinoti apie seniai praėjusį gyvenimą. Fragmentinių įvairių įvykių įrašų palyginimas ir kantrus jų tyrinėjimas leidžia mokslininkams rekonstruoti senovės gyvenimo istoriją. Tačiau tik tada, kai galima užtikrintai suskaičiuoti bent kai kuriuos svarbiausius įvykius, visas tolimos praeities vaizdas įgauna pakankamai nuoseklumo ir patikimumo.
Istorijos paminklai ir senovės kronikos, kuriose užfiksuoti įvairūs įvykiai, padeda archeologams nustatyti datas: karų ir stichinių nelaimių, karalių ir karališkųjų dinastijų pasikeitimų ir kt. Ypač pasiseka, kai tą patį įvykį pažymi keli nepriklausomi šaltiniai arba pats įvykis yra toks. kad galėtume tiksliai nustatyti laiką, kada tai įvyko. Pavyzdžiui, iš senovės kinų kronikos žinome apie du nelaimingus astronomus, vardu Hi ir Ho, kurie 2200 metais prieš Kristų laiku nenuspėjo Saulės užtemimo ir dėl šio nusikaltimo pametė galvą. Palyginus kroniką su šiuolaikiniu šio užtemimo skaičiavimu, gaunama tiksli laiko žyma ir galima patikrinti, kaip teisingai laikėsi senovės Kinijos metraštininkai.
Tačiau archeologams ne visada taip paprasta nustatyti tiriamų įvykių laiką. Atvirkščiai, dažniausiai tai pasirodo visai nelengva. Tuo tarpu archeologinių radinių amžiaus nustatymas yra absoliučiai būtina sąlyga norint gauti patikimas išvadas apie senovės tautų istoriją. Ar įmanoma rasti metodą, leidžiantį tiesiogiai nustatyti archeologinių radinių amžių? Ar yra laikrodis, skirtas skaičiuoti tūkstančius metų? Taip, tokių laikrodžių yra, ir kelių skirtingų tipų. Tačiau apie tai, kas jie yra, koks jų veikimo principas ir kokiomis ribomis jie veikia, pakalbėsime šiek tiek toliau.
Dabar pažiūrėkime dar toliau. Jei galėtume keliauti tik 10 000 metų atgal, pamatytume, kad žemėje nėra miestų ar kaimų; nedidelės žmonių grupės glaudžiasi urvuose, iš visų pusių tyko pavojus. Juose viešpatauja siaubingos, nesuvokiamos gamtos jėgos. Prastai ginkluoti, jie sumedžioja kai kuriuos gyvūnus ir sunkiai ginasi nuo kitų. Šie žmonės neturėjo rašto ir beveik nepaliko paminklų.
Dar toliau į šimtmečių gelmes! Kaip sunku šioje būtybėje atpažinti žmogų žemai nuožulnia kakta, apaugusia plaukais, apsirengusią gyvulio oda. Pusiau sulenktas taip, kad rankos kartais paliestų kelius, įsikibęs pagaliuką ar akmeninį kirvį, baimingai šliaužioja priešistorinis žmogus – išdidžiai išsitiesusio šiuolaikinio žmogaus pirmtakas, gamtos valdovas.
Norint suprasti šių seniai buvusių gyvybės formų seką ir seką, būtina nustatyti jų amžių. Kaip tai padaryti?
Priverskite dalykus ir net akmenis kalbėti.
Neseniai Ispanijoje buvo aptiktas urvas, kuris daugelį tūkstančių metų tarnavo kaip žmonių ir gyvūnų buveinė. Jie jame gyveno, mirė, o žemė sluoksnis po sluoksnio dengė jų palaikus. Daug visokių liekanų šiame urve suformavo 13,5 m aukščio kalvą, iškilusią nuo jos dugno beveik iki pat skliauto. Pirmiausia sekliame gylyje buvo aptikti trikampiai durklai iš bronzos. Juos palikę žmonės gyveno prieš 2000 metų. Kiek giliau rasta įvairių daiktų, griaučių. Dar giliau yra šiaurės elnių kaulai ir iš kaulo pagaminti smilkiniai. Tada dar griaučiai. Dar dviem metrais žemiau buvo rasta daug akmeninių peilių ir grąžtų, kuriuos paliko žmonės, gyvenę prieš 10 tūkstančių metų. Vienu metru giliau gulėjo raganosio ir urvinio lokio kaulai. O pačiame olos dugne aptikti grubiai tašyti akmeniniai kirviai ir grandikliai, pagaminti maždaug prieš 50 tūkstančių metų.
Dirvožemio sluoksnio formavimosi procesas vyksta lėtai. Tyrimai parodė, kad šiame urve prireikė viso šimtmečio, kad žemės sluoksnis padidėtų ketvirtadaliu decimetro.
Įvairiose pasaulio vietose aptikti archeologiniai radiniai leido palaipsniui išsiaiškinti pagrindinius žmogaus ir jo kultūros raidos etapus. Buvo galima nustatyti, kad prieš 30-40 tūkstančių metų čia gyveno vadinamieji kromanjoniečiai, turėję pailgą, stambią kaukolę, platų veidą ir nepaprastos jėgos kramtomuosius raumenis. Archeologai aptiko šių žmonių griaučius, įvairių jų pagamintų įrankių ir gyvūnų piešinių ant urvų sienų.
Neandertaliečiai, gyvenę prieš 50–70 tūkstančių metų, užėmė vidurinę vietą tarp beždžionių ir žmonių. Jų keliai visada buvo šiek tiek sulenkti. Jų kakta buvo nuožulni atgal, smakro beveik nebuvo. Šių žmonių griaučiai pasakojo, kaip jie atrodė; Jų turimi akmeniniai įrankiai – kirviai, peiliai, sferinio pjovimo akmenys, grąžtai ir kt. – leido sužinoti, kokioje raidos stadijoje jie buvo. Pitekantropai, egzistavę prieš kelis šimtus tūkstančių metų, vaikščiojo lygiai taip pat tiesiai, kaip ir mes, tačiau jų galva buvo daug panašesnė į beždžionės nei žmogaus. Jie turėjo staigiai išsikišusius antakių raiščius ir kaktą, kuri buvo taip stačiai atgal, kad nuožulnioje kaukolėje buvo pusė šiuolaikinio žmogaus smegenų erdvės.
1960 m. Olduvai tarpekle Tanganikoje (Afrika) archeologų sutuoktiniai Mary ir Louis Leakey aptiko dar primityvesnio žmogaus, vadinamo Homo habilis („parankuku“), palaikus. Šis vyras kaip įrankius naudojo akmenukus su nuskeltais kraštais. Iš sluoksnio, kuriame jis buvo rastas, paimtų uolienų datavimas atskleidė, kad jis gyveno maždaug prieš 2 mln.
Žemės istorija paprastai skirstoma į atskirus didelius etapus. Paskutinis iš jų vadinamas cenozojaus era arba „naujo gyvenimo“ era. Tai tęsiasi apie 55 milijonus metų. Kainozojaus eros pabaigoje atsirado žmogus ir mes čia gyvename.
Prieš kainozojų buvo mezozojaus era arba „vidutinio gyvenimo“ era, kuri truko maždaug 135 milijonus metų. Tai buvo laikas, kai Žemėje buvo amžina vasara. Klimatas tada buvo toks šiltas ir net, kad dabar aptinkamuose suakmenėjusiuose to laikmečio medžiuose žiedų negalima atskirti, nes medžiai augo tolygiai ištisus metus.
Mezozojaus eroje Žemės valdovai sausumoje, vandenyje ir ore buvo ropliai. Milžiniški driežai pasiekė milžiniškus dydžius, pavyzdžiui, Brontosaurus svėrė apie 30 tonų, penkis kartus daugiau nei šiuolaikinis Afrikos dramblys. Brontozauras buvo 20 metrų ilgio, todėl suaugęs žmogus turėtų nueiti 30 žingsnių, kad nueitų nuo snukio iki uodegos. Mezozojaus eros pabaigoje tapo šalčiau. Ledyno metu visi šie milžinai mirė.
Paleozojaus era arba „senovės gyvenimo“ era prasidėjo maždaug prieš 600 milijonų metų ir baigėsi prieš 340 milijonų metų. Paprastai tai buvo ramus, šiltas laikas, tik retkarčiais pertraukdavo šaltis.
Paleozojaus eros pradžioje gyvybė egzistavo tik vandenynuose, kuriuose gyveno vėžiagyvių būtybės – trilobitai ir archeocitatai – organizmai, esantys tarp kempinių ir koralų. Archeociatai turėjo kalkingą skeletą ir ilgus į šaknis panašius pluoštus, kuriais prisitvirtino prie povandeninių uolienų. Tada jūrose pasirodė žuvys, o augalai ir po jų kai kurie gyvūnai persikėlė į sausumą. Paleozojaus eros pabaigoje gyvos būtybės pagaliau užkariavo žemynus, dauginosi ir įsitvirtino sausumoje. Drėgni, tankūs milžiniškų paparčių ir asiūklių miškai dengė Žemę. Iki to laiko jūrose trilobitai ir archeocitatai išmirė, tačiau žuvys labai daugėjo ir atsirado įvairiausių rūšių.
Dar ankstesni gyvenimo Žemėje laikotarpiai vadinami eozojaus era arba „gyvybės aušros“ era. Pirmieji žemynai ir vandenynai Žemėje atsirado maždaug prieš 1,5 milijardo metų. Maždaug prieš 700 milijonų metų susiformavusiuose sluoksniuose jau yra gana sudėtingų gyvų būtybių liekanų. Taigi, tikėtina, kad maždaug prieš 1 milijardą metų ar net kiek anksčiau Žemėje atsirado gyvybė ir drungnuose vandenynų vandenyse atsirado pirmosios gyvų būtybių sankaupos – mažyčiai gyvos, želė pavidalo protoplazmos gabalėliai.
Kruopštūs ieškojimai ir kruopštūs tyrinėjimai leido paleontologams palaipsniui, žingsnis po žingsnio suprasti jo raidos kelią iš senovės gyvybės liekanų, o kartais tik iš neaiškių pėdsakų – įspaudų ant akmenų. Daugybė palyginimų leido išsiaiškinti įvairių gyvybės formų raidos seką ir, nors ir gana apytiksliai, nustatyti jų chronologiją.
Paleontologų pasiekimai buvo praktiškai pritaikyti kasybos pramonėje. Uolienų amžiaus žinojimas yra viena iš priemonių suprasti uolienų darinių prigimtį ir rūdų išsidėstymą jose, o tai svarbu tiek ieškant, tiek eksploatuojant mineralus.
Amžiaus metodas geologijoje jau plačiai paplito ir dažnai yra lemiamas žvalgant darbus ir sudarant geologinius žemėlapius.
Yra daug pavyzdžių, kurie gali tai įrodyti, pažvelkime tik į vieną. 1929 m. naftos buvo gauta Urale netoli Verchne-Chusovskie Gorodki kaimo. D. V. Blokhinas, atlikęs maždaug 500 km į pietus esančios vietovės geologinį tyrimą, šioje vietovėje aptiko to paties tipo ir amžiaus uolienų, kaip ir Jerkhne-Chusovsky Gorodki naftą turinčiose žemėse. Tada jis pasiūlė gręžti naftą. 1932 metais 800 m gylyje buvo aptikta nafta. Taigi, nustatant uolienų amžių, buvo aptiktas Išimbajevskio naftos regionas.
Žymiausi geologai jau seniai pastebėjo uolienų amžiaus nustatymo svarbą tiek teorinei, tiek praktinei geologijai. Akademikas V. A. Vernadskis savo darbuose pabrėžė geologinių procesų trukmės ir geologinių darinių amžiaus nustatymo svarbą. Akademikas V. A. Obručevas rašė, kad „... pagrindinį vaidmenį ieškant naujų naudingųjų iškasenų telkinių vaidina pažinimas su geologiniais procesais, kurie praėjusiais Žemės gyvavimo laikotarpiais sukūrė šiuos telkinius ir, žinoma, juos kuria šiuo metu. ...“. „Kokius naudingųjų iškasenų išteklius galime manyti kalnuotoje šalyje?.. Atsakymas priklausys nuo šios šalies amžiaus“ (V. A. Obručevas, Geologijos pagrindai, 1947, p. 287, 293-294).
Kai mokslininkai, tyrinėdami praeities laikus, naudoja žemės plutos sluoksnius kaip žingsnius, vedančius į praeitį, tai gyvų organizmų liekanos jiems tarnauja kaip žymenys amžiui nustatyti, jie yra tarsi suakmenėjusi chronologija. Bet, deja, šis pagrindinis paleontologinis metodas geologams uolienų amžiui nustatyti dėl masinės gyvų organizmų migracijos, vykusios senovėje, ne visada yra patikimas ir jį reikia paremti kitais, tikslesniais metodais.
Radiokarboninis laikrodis
Nė vienas iš anksčiau aprašytų laikrodžių nėra tinkamas tokiems dideliems laiko tarpams matuoti ir seniai praeities įvykiams datuoti. Juk dirbtiniai laikrodžiai geologinėse laiko skalėse atsirado palyginti neseniai, vieni prieš kelis tūkstančius metų, kiti – tik prieš kelis dešimtmečius. Dirbtinių laikrodžių naudojimas nuolatiniam laiko matavimui neatsiejamas kelis šimtus metų.
Laikrodis – aplink savo ašį besisukanti Žemė ir laikrodis – aplink Saulę besisukanti Žemė – veikė milijardus metų, tačiau skaičiuoti jais pradėta tik prieš kelis tūkstančius metų ir, kaip dabar tikrai žinome, buvo atliktas. išeina nereguliariai, su gedimais ir nesėkmėmis.
Mokslininkai sukūrė laiko matavimo metodą naudojant medžių žiedus, tačiau ši laiko skalė nėra labai toli (iki kelių tūkstančių metų) ir yra ribota. Kaspinų molio, smėlio ir druskų nuosėdos taip pat leidžia skaičiuoti laiką. Visi šie metodai buvo ištirti ir naudojami mokslininkų. Tačiau šiais procesais pagrįsti laikrodžiai pasirodė esą labai netikslūs.
Yra keletas kitų metodų, skirtų ilgiems laikotarpiams matuoti. Visa grupė tokių metodų yra paremta įvairių gyvybės formų pokyčių tyrimu. Per šimtmečius ir tūkstantmečius kai kurios augalų ir gyvūnų rūšys pakeitė kitas. Kiekviena iš šių rūšių egzistavo daugiau ar mažiau ilgą laiką. Daug rūšių egzistavo vienu metu. Tačiau dauguma jų, patyrę klestėjimo ir plataus paplitimo laikotarpį, vėliau dėl įvairių priežasčių mirė ir užleido vietą kitiems.
Ištyrus seką, kurioje viena rūšis buvo pakeista kita, ir bent apytiksliai nustačius kiekvienos iš jų egzistavimo trukmę, taip galima sukurti laiko skalę. Tokie laikrodžiai yra pagrįsti įvairių įvykių palyginimu tarpusavyje ir todėl rodo santykinis laikas. Jie leidžia užtikrintai nustatyti skirtingų reiškinių seką. Tačiau šie laikrodžiai pasirodo esą labai netikslūs datuojant atskirus įvykius arba, kaip dažnai sakoma, nustatant šių įvykių amžių. Nepaisant to, net ir šiandien šie metodai yra naudingi daugeliu atvejų ir yra plačiai naudojami.
Šio amžiaus pradžioje buvo sukurti „radioaktyvūs laikrodžiai“, skirti ilgiems laiko periodams matuoti. Būtent jie leido priimtinu tikslumu nustatyti įvairių tiriamųjų objektų amžių, gauti seniai praeities įvykių datas ir galiausiai geriau suprasti gyvybės Žemėje istoriją, pačios Žemės formavimąsi ir net Saulės ir žvaigždžių vystymasis. Labai reikšmingas radioaktyviųjų laikrodžių bruožas yra tai, kad jų pagalba nustatomi archeologiniai radiniai, uolos ir kiti tyrimo objektai. absoliutus amžius; absoliutus ta prasme, kad jį lemia tam tikros tam tikro mėginio savybės (radioaktyvumas) ir tiesiogiai tam tikram mėginiui, o santykinės chronologijos metodais tam tikro mėginio amžius nustatomas lyginant jį su kitais objektais, pavyzdžiui, palaikais. augalų sporų ir žiedadulkių, įvairių rūšių lukštų ir kt.
„Radioaktyvūs laikrodžiai“ yra metodas, tiksliau, visa grupė labai galingų metodų, kuriuose įvairių izotopų branduolių radioaktyvaus skilimo reiškinys naudojamas dideliems laiko periodams nustatyti. Radioaktyviųjų medžiagų tyrimai parodė, kad jų skilimo greitis nepriklauso nuo aplinkos temperatūros ir slėgio pokyčių, bent jau tose ribose, kurios yra pasiekiamos žemiškose laboratorijose. Taigi radioaktyvaus skilimo procesą galima sėkmingai panaudoti laiko intervalams matuoti.
Laiko intervalas, per kurį radioaktyviosios medžiagos kiekis sumažėja perpus, vadinamas pusinės eliminacijos laikas. Skirtingi radioaktyvieji izotopai skyla labai skirtingu greičiu, pavyzdžiui: bismuto-212 pusinės eliminacijos laikas yra 60,5 minutės, urano-238-4,5 milijardo metų, anglies-14-5568 metai. Taigi, matuojant skirtingus objektus ir skirtingus laiko intervalus, yra gana platus tinkamų izotopų pasirinkimas. Tačiau naudojant radioaktyvius laikrodžius dideliems laiko periodams skaičiuoti, buvo aptikta specifinių ir rimtų sunkumų. Prireikė daug darbo ir mokslinių išradimų, kad būtų pasiektas toks naudojamų procesų supratimas, kuris leido įveikti šiuos sunkumus.
Tuo tarpu principas matuoti didelius laiko tarpus naudojant radioaktyvius laikrodžius yra labai paprastas. Tam tikru mastu tai panašu į ugnies laikrodžio veikimo principą, kuriame tinkamai paruošta lazda dega pastoviu ir iš anksto nustatytu greičiu. Žinodami pradinį lazdelės ilgį, degimo greitį ir išmatavę nesudegusios dalies ilgį, nesunkiai nustatysite, kiek laiko praėjo nuo lazdos uždegimo momento. Būtent tai jie darė senovėje.
Panagrinėkime radioaktyviųjų laikrodžių veikimą, pagrįstą radioaktyviosios anglies C 14 naudojimu. Nustatant Laiko intervalus naudojant radiokarboninius laikrodžius, laikoma, kad pradinis C14 kiekis mėginyje ir jo skilimo greitis yra žinomi iš anksto, matuojamas anglies-14 kiekis, likęs mėginyje matavimo metu.
Mokslininkai nustatė radioaktyviosios anglies skilimo greitį naudodami atitinkamus laboratorinius specialiai paruoštų C 14 preparatų tyrimus. Kadangi šis greitis nepriklauso nuo vaisto laikymo sąlygų (temperatūros, slėgio ir kt.), neabejotina, kad jo rasta vertė gali būti panaudota tiriant bet kokius mėginius.
Tačiau analogija tarp radioaktyviųjų anglies ir ugnies laikrodžių nėra baigta ta prasme, kad vienodais laiko intervalais ugnies laikrodžio degančios lazdelės ilgis mažėja tam tikrais segmentais, t. y. pagal aritmetinės progresijos dėsnį, ir radioaktyviųjų medžiagų kiekis. medžiaga vienodais laiko intervalais sumažėja tam tikru kiekiu kartų, t. y. pagal geometrinės progresijos dėsnį. Jei pradiniu momentu ugnies laikrodžio lazdos ilgis buvo lygus A, o jo degimo greitis buvo B, tai po 1, 2, 3 valandų jo ilgis bus lygus A - 1B, A - 2B, A - 3B ir tt Jei radioaktyviosios medžiagos kiekis pradiniu momentu buvo lygus A, tai po vienodų laiko intervalų, būdingų kiekvienam radioaktyviajam izotopui, jis bus lygus l / 2 A, 1 / 4 A, 1 / 8 A ir tt . Tokį vertės pokytį apibūdinanti kreivė vadinama eksponentas. Tai, kad pradžioje esančios radioaktyviosios medžiagos kiekis laikui bėgant eksponentiškai mažėja, nesukelia papildomų sunkumų skaičiuojant laiką.
Padėtis yra sunkesnė nustatant pradinį radioaktyviosios anglies kiekį mėginiuose. Kaip galima sužinoti pradinį radioaktyviosios anglies kiekį medžiagoje, kurios niekas specialiai neruošė ir kuri tūkstančius ar dešimtis tūkstančių metų gulėjo žemėje, kol mokslininkas ją iš ten pašalino ir pavadino mėginiu?
Norint atsakyti į šį klausimą, reikėjo įvairių žinių ir kelių grandžių šmaikščių bei gilių išvadų. Pereikime prie jų svarstymo.
Radioaktyviosios anglies metodas organinės kilmės medžiagų absoliučiam amžiui nustatyti buvo; 1946 metais pasiūlė W. F. Libby. Jis taip pat sukūrė fizinius šio metodo pagrindus. Yra žinoma, kad žemės atmosferoje ir vandenynuose, sausumos augaluose ir gyvūnuose, jūrų organizmuose, apskritai, visoje Žemės biosferoje, yra radioaktyviosios anglies C 14. Tiesa, jo palyginti nedaug. Jei anglis gaunama iš kokios nors organinės medžiagos, pavyzdžiui, medienos gabalo, deginant, tai joje aptinkama C 14 būdinga β spinduliuotė. Kaip patogi šios spinduliuotės kiekybinė charakteristika įvedama specifinio aktyvumo sąvoka, reiškianti skilimų, vykstančių per 1 minutę 1 g natūralaus anglies izotopų mišinio, skaičių. Anglies, gautos iš 1 šviežiai nupjauto medžio, specifinis aktyvumas yra tik 14 suirimų grame per minutę. Tuo tarpu 1 g anglies turi apie 5 * 10 22 atomus.
Natūrali anglis yra kelių izotopų mišinys, įskaitant du stabilius: C 12 (98,9%) ir C 13 (1,1%), taip pat labai nedidelis kiekis, lygus tik 1,07 * 10 -10%, radioaktyviosios anglies C 14. Tačiau prielaida, kad ši radioaktyvioji anglis yra likutis to, kas buvo Žemėje jos formavimosi laikotarpiu, t. y. prieš 4,5 milijardo metų, yra visiškai neįtikėtina. Juk C 14 pusinės eliminacijos laikas yra tik 5568 metai. Jei prieš 4,5 milijardo metų visa Žemė buvo sudaryta tik iš radioaktyviosios anglies, tai net ir šiuo atveju iki mūsų laikų jos būtų likę milijardus milijardų kartų mažiau nei randama dabar.
Kodėl radioaktyvusis anglis Žemėje neišnyko, neišnyko ir vis dar randamas šiandien? Akivaizdu, kad tik todėl, kad yra kažkoks mechanizmas, kuris jį nuolat generuoja.
Šis mechanizmas dabar žinomas ir yra toks. Kosminiai spinduliai į Žemę ateina nenutrūkstamu srautu. Juose yra sunkiųjų neįkrautų dalelių: neutronų. Praskriedami pro žemės atmosferą, kosminių spindulių neutronai sąveikauja su atmosferos azoto branduoliais. Tokiu atveju įvyksta tokia branduolinė reakcija (49 pav.): neutronas, susidūręs su azoto branduoliu, sudaro su juo tarpinę nestabilią sistemą, kuri po labai trumpo laiko išstumia protoną ir virsta radioaktyviu anglies-14 branduoliu. .
Persirikiavus branduoliui, gana greitai įvyksta elektronų apvalkalo persitvarkymas ir gaunamas anglies atomas, chemiškai identiškas bet kuriems kitiems anglies atomams. Susijungęs su deguonies atomais, jis oksiduojamas iki anglies dioksido. Kartu su įprastu anglies dioksidu iš oro jį sugeria augalai, yra vandenynuose ištirpusių anglies dioksido druskų dalis ir kt. Taigi anglis-14, kurią sukuria neutronai iš kosminių spindulių, yra įtraukta į biocheminį gyvybės ciklą ant vandenyno. Žemė.
Būdamas radioaktyvus, anglies-14 atomo branduolys po kurio laiko suyra. Tokiu atveju išsiskiria beta dalelė (elektronas) ir antineutrinas, o anglies-14 branduolys paverčiamas stabiliu azoto-14 branduoliu.
Tuo tarpu kiekvienas gyvas organizmas yra nuolatinių mainų su aplinka būsenoje, kai kurias medžiagas pasisavina, kitas išleidžia. Todėl natūralu manyti, kad gyvame organizme specifinis anglies aktyvumas turi būti toks pat kaip ir aplinkoje. Ši išvada logiška, tačiau neginčijama. Be to, tai yra tik viena gana ilgos išvadų grandinės grandis, būtina norint nustatyti pradinį radioaktyviosios anglies kiekį mėginiuose.
Pažvelkime į visas šias grandis po vieną: šalia Žemės paviršiaus esančiuose kosminiuose spinduliuose yra neutronų. Šie neutronai, sąveikaudami su azotu žemės atmosferoje, generuoja radioaktyviąją anglį. Susidaręs radioaktyvusis anglis oksiduojamas į anglies dioksidą, sumaišomas su įprastu atmosferos anglies dioksidu ir taip įtraukiamas į Žemės biocheminį ciklą. Visi organizmai medžiagų apykaitos procese sugeria anglies dioksidą ir taip gauna radioaktyvųjį angliavandenį.
Jei dešimtis tūkstančių metų į Žemę krentančios kosminės spinduliuotės intensyvumas ir atitinkamai neutronų srauto tankis šalia Žemės nekito;
jei radioaktyvioji anglis, kurią žemės atmosferoje generuoja neutronai iš kosminių spindulių, visada būtų joje atskiesta stabilia anglimi;
jeigu žemės atmosferoje nebuvo ir nėra kitų nereguliarių radioaktyviosios ir stabilios anglies šaltinių;
jeigu specifinis atmosferos anglies aktyvumas nepriklauso nuo vietovės platumos ir ilgumos bei aukščio virš jūros lygio;
jei iš tiesų santykinis radioaktyviosios anglies kiekis gyvuose organizmuose yra toks pat kaip ir atmosferoje;
Jei visa tai tiesa, norint nustatyti pradinį radioaktyviosios anglies kiekį tam tikrame organinės kilmės mėginyje, pakanka išmatuoti jo kiekį bet kuriame nulinio amžiaus ir organinės kilmės mėginyje, pavyzdžiui, ką tik nukirstame medyje.
Šis dydis yra išmatuotas ir gerai žinomas. Jis yra toks, kad 1 g natūralaus visų anglies izotopų mišinio per minutę duoda 14 radioaktyvių skilimų.
Po to, kai organizmas miršta, jo anglies mainai su išorine aplinka nutrūksta. Taigi, akimirka, kai prasideda radiokarboninis laikrodis, yra organizmo mirtis. Prieš dešimtis tūkstančių metų kurį nors medį nuvertė lavina ar ledynas, koks nors gyvūnas žuvo mūšyje ar nuo žemės drebėjimo ir nuo to momento juose nepakito stabiliosios anglies kiekis, radioaktyviosios anglies kiekis. nuolat mažėjo labai tam tikru tempu, todėl po 5568 metų liko tik 1/2 originalo, po 11 136 metų - tik 1/4 ir t.
Kiek pagrįstos visos šios prielaidos? Galų gale, jei bent vienas iš jų yra neteisingas, tada visa išvadų grandinė subyra, o nustatytas radioaktyviosios anglies amžius pasirodo iliuzinis.
Norėdami įvertinti visų šių prielaidų teisingumą, Libby ir kiti autoriai atliko išsamius eksperimentinius metodo bandymus su įvairiais žinomo amžiaus pavyzdžiais. Paaiškėjo, kad matavimo paklaidos ribose absoliutaus mėginių amžiaus nustatymo rezultatas nepriklauso nuo mėginių ėmimo vietų geomagnetinės platumos ir nuo šių taškų aukščio virš jūros lygio. Tai rodo gana greitą vidurkį, atsirandantį dėl atmosferos maišymosi.
Be to, paaiškėjo, kad jeigu atsižvelgsime į kai kuriuos pradinio anglies specifinio aktyvumo skirtumus sausumos ir jūros organizmuose, tai radioaktyviosios anglies datavimo rezultatai taip pat nepriklauso nuo mėginių tipo.
Tačiau lemiamas radiokarboninių laikrodžių teisingumo išbandymas buvo jų rodmenų palyginimas su pakankamai senų mėginių amžiumi, patikimai nustatytu kitu metodu. Akivaizdu, kad atlikti tokį patikrinimą buvo visai nelengva, nes tam reikėjo turėti organinės kilmės objektų, kurių amžius būtų gana tiksliai žinomas iš anksto ir būtų daug tūkstantmečių.
Kontroliniams matavimams pavyko rasti septynis skirtingus medienos pavyzdžius:
1) Eglės gabalas, kurio amžius buvo nustatytas pagal kamieno augimo žiedus ir taip datuojamas 580 m.
2) Medžio gabalas iš suakmenėjusio karsto (Egiptas), kuris, remiantis istoriniais duomenimis, datuojamas 200±150 m.pr.Kr. Taigi 1949 m., t.y. šių tyrimų metu šios imties amžius buvo 2149 ± 150 metų (± ženklai ir skaičius 150 rodo amžiaus nustatymo tikslumą ir rodo, kad šiuo atveju buvo žinoma apie 2000–2300 metų).
3) Medžio gabalas iš rūmų grindų šiaurės vakarų Sirijoje, kuris, remiantis istoriniais duomenimis, datuojamas 675 ± 50 m.pr.Kr.
4) Sekvojaus medžio vidus, kurio augimo žiedai atitiko laiko intervalą nuo 1031 iki 928 m.pr.Kr. 1949 m. tai atitiko vidutinį 2928 ± 52 metų amžių.
5) Lentos gabalas iš Egipto karaliaus Sesostrio laidojimo laivo. Šis pavyzdys istoriškai datuojamas 1800 m. pr. Kr.
6) Akacijos lentos gabalas iš Džoserio kapo Sakaroje, kuris, remiantis istoriniais duomenimis, datuojamas 2700 ± 75 m.pr.Kr. e. Taigi šios imties amžius buvo apie 4650 metų,
7) Kipariso lentos gabalas iš Snefru kapo Meidume, kuris, remiantis istoriniais duomenimis, datuojamas 2625 ± 75 m.pr.Kr. e. Taigi šios imties amžius buvo apie 4600 metų.
Šių mėginių amžiaus radioaktyviosios anglies matavimai, kaip matyti iš Fig. 50, davė gana gerą sutapimą tarp skaičiavimų ir eksperimentų ir taip patvirtino smalsaus mokslininkų proto spėjimą ir skaičiavimą.
Remdamasis šiais rezultatais, V. F. Libby padarė išvadą, kad šios prielaidos buvo teisingos, kurias jis grindė radioaktyviosios anglies metodu:
1. Kosminės spinduliuotės intensyvumas šalia Žemės, neutronų srauto intensyvumas ir atitinkamai specifinis anglies aktyvumas Žemės atmosferoje buvo pastovus bent jau pastaruosius kelias dešimtis tūkstančių metų.
Prisiminkime, kad specifinis anglies aktyvumas yra radioaktyviųjų anglies skilimų skaičius, įvyksta 1 g anglies mėginio per 1 minutę.
2. Specifinis anglies aktyvumas tam tikro tipo gyvame organizme yra vienodas ir pastovus, taigi yra biologinės medžiagos „pasaulinė“ konstanta.
3. Po organizmo mirties jame esančios anglies specifinio aktyvumo pokytis vyksta pagal eksponentinį dėsnį, t.y., pagal geometrinės progresijos dėsnį.
Taigi atrodė akivaizdu, kad metodas atveria galimybę vienareikšmiškai nustatyti absoliutų organinės kilmės mėginių amžių. Po to daugelis tyrinėtojų pradėjo plačiai ir sėkmingai naudoti radioaktyviosios anglies laikrodžius, kad nustatytų absoliutų įvairių mėginių amžių.
Radioaktyviosios anglies metodo tobulinimas
Radioaktyviosios anglies metodo idėja yra paprasta, bet ne prieštaringa. Tuo tarpu vėlesniais metais, kartu su tolimesne metodo sėkme, laikas nuo laiko buvo aptikti individualūs ryškūs radioaktyviosios anglies datų skirtumai nuo tų, kurių tikėjosi archeologai ir geologai pagal savo idėjas šiuo ar kitu klausimu. Be to, kai kuriais atvejais radioaktyviosios anglies datos galiausiai buvo patvirtintos, o archeologai ir geologai turėjo pakeisti savo idėjas. Tačiau kitais atvejais radioaktyviosios anglies datos pasirodė netikslios.
Tuo pačiu metu radioaktyviosios anglies matavimo technika ir atitinkamai jų tikslumas jau buvo gerokai patobulintas, o mokslininkai tuo pasinaudojo, kad suprastų radioaktyviosios anglies metodo subtilybes. Kartu paaiškėjo, kad nė viena iš pagrindinių Libby suformuluotų nuostatų nėra tiksliai įvykdyta ir visos jos reikalauja papildomos analizės. Kartu paaiškėjo, kad pavyko užtikrinti, kad radioaktyviojo anglies laikrodžio rodmenys būtų pakankamai tikslūs ir patikimi.
Norint tai suprasti (o tai įdomu ir netgi pamokoma), geriausia, sekant šio metodo raidos istoriją, suabejoti kiekvienu jo tašku. Ar tikrai radioaktyviosios anglies koncentracija žemės atmosferoje prieš tūkstančius ir dešimtis tūkstančių metų buvo tokia pati, kokia yra dabar? Galų gale, jei taip nėra, laiko skaičiavimas tampa neaiškus. Neaiškus tiek, lyg pradinis ugnies laikrodžio lazdos ilgis būtų nežinomas.
Šios abejonės nėra veltui. 1958 m. de Vries, o vėliau Stiver, Suess ir kiti parodė, kad specifinis anglies aktyvumas žemės atmosferoje mažėja didėjant saulės aktyvumui. Šis poveikis paaiškinamas tuo, kad saulės magnetiniai laukai moduliuoja į Žemę patenkančių kosminių spindulių srautą. Tokie tyrimai buvo atlikti iki kelių tūkstančių metų ir paaiškėjo, kad anglies specifinio aktyvumo kitimai neviršija 1-2% (51 pav., 1 kreivė), o tai atitinka išmatuoto absoliutaus amžiaus iškraipymą. naudojant radiokarboninius laikrodžius 80-160 metų.
Tačiau gali būti, kad tolimesnėje praeityje specifinio anglies aktyvumo pokyčiai Žemės atmosferoje buvo reikšmingesni, pavyzdžiui, dėl didelių Žemės klimato pokyčių. Šio klausimo tyrimas kelia didelį susidomėjimą.
Papildomas radioaktyviosios anglies šaltinis Žemės biosferoje – branduolinių ir ypač termobranduolinių ginklų bandymai. Atmosferos užterštumas radioaktyvia anglimi, atsiradęs dėl branduolinių bandymų virš Žemės paviršiaus, yra visuotinio pobūdžio. Šio poveikio dydis pasiekė reikšmingą reikšmę, palyginti su vidutiniu savituoju anglies aktyvumu per ankstesnį laikotarpį. Tačiau šiuo metu, uždraudus branduolinius bandymus ore, branduolinio poveikio mastas linkęs mažėti. Kadangi branduolinių bandymų poveikis pradėjo veikti tik prieš maždaug 30 metų, senesniems nei šio amžiaus datuojamiems mėginiams jis nėra reikšmingas (51 pav., 2 kreivė).
Kita priežastis, dėl kurios pažeidžiamas radioaktyviųjų anglies koncentracijos pastovumas Žemės biosferoje, yra natūralaus anglies mišinio praskiedimas su stabiliais izotopais. Šis praskiedimas atsiranda dėl pramoninio anglies dioksido išmetimo į atmosferą. Dėl atmosferos maišymosi poveikis paprastai yra visuotinis. Ištyręs žinomo amžiaus medžių žiedus, Suesas parodė, kad šis efektas pradėjo veikti maždaug prieš 140 metų (51 pav., 3 kreivė).
Taigi anglies specifinio aktyvumo pokyčiai įvyko praeityje. Šių pokyčių mastas per tam tikrą laiko intervalą jau žinomas. Todėl, kai tai įmanoma ir būtina, matavimo rezultatuose įvedama atitinkama korekcija ir gaunama atnaujinta atrinktų mėginių absoliutaus amžiaus reikšmė.
Dabar aptarkime antrąjį pagrindinį Libby dalyką. Ar anglies specifinis aktyvumas tam tikro tipo gyvuose organizmuose yra vienodas? Griežtai kalbant, tai netiesa. Keelingas parodė, kad tam tikro organizmo gyvenimo sąlygos tam tikru mastu, nors ir nedideliu mastu, daro įtaką radioaktyviosios anglies koncentracijai jame. Dėl absoliutaus amžiaus nustatymo iškraipymai gali siekti kelis šimtus metų.
Tačiau netrukus buvo rasta išeitis iš šio sunkumo. Moksliniais tyrimais įrodyta, kad kai dviejų to paties amžiaus medžių radioaktyviųjų angliavandenių koncentracija skiriasi (matuojama pagal C14/C12 santykį), pasikeičia ir stabilus izotopų santykis C13/C12. Be to, C 14 / C 12 santykio poslinkis visada yra dvigubai didesnis nei C 13 / C 12 santykio poslinkis. Taigi nepriklausomas tam tikro mėginio stabilaus izotopų santykio matavimas leidžia mums nustatyti, ar yra izotopų poslinkis ir koks jo dydis. Paprastai jis yra mažas ir gali būti nepaisomas. Tačiau prireikus įvedama atitinkama korekcija ir gaunama patikslinta absoliutaus amžiaus reikšmė.
Taigi buvo galima įveikti daugybę sunkumų, kurie buvo reikšmingi daugiausia datuojant jaunus pavyzdžius. Tuo tarpu datuojant labai senus pavyzdžius, iškilo labai ypatingų sunkumų. Šių sunkumų analizė, kuri leido nubrėžti radioaktyviosios anglies metodo ribas arba, jei norite, sužinoti, kokiu tūkstantmečiu baigiasi radioaktyviojo anglies laikrodžio „ciferblatas“, aprašyta toliau.
Radioaktyviosios anglies metodo ribos
Klausimas, kokiomis ribomis galimas ir teisėtas vieno ar kito metodo panaudojimas yra visada įdomus ir svarbus, nes labai dažnai reikšmingiausi ir nauji dalykai slypi šalia jų ar net už jų. Natūralu, kad mokslininkai nori peržengti šias ribas. Pavyzdžiui, geologai, naudojantys radioaktyviosios anglies metodą, tikrai turi turėti galimybę datuoti vis senesnius mėginius, nes tai suteikia jiems tokią svarbią galimybę dar giliau įsiskverbti į Žemės praeitį.
Fizikams, toliau plėtojantiems radioaktyviosios anglies metodą, ne mažiau svarbus ir jo ribų klausimas. Jie turi žinoti: ar šios ribos jau pasiektos, ar dar ne? Ar radioaktyviosios anglies metodo viršutinės amžiaus ribos padidinimas yra tik techninis, instrumentinis klausimas, ar viršutinę radiokarboninių laikrodžių amžiaus ribą riboja paties metodo ypatybės?
Klausimas dėl radiokarboninio metodo apatinės amžiaus ribos, bent jau iš esmės, išspręstas paprastai ir nedviprasmiškai. Apatinė riba yra nulinis amžius. Esant šiuolaikiniam techniniam radioaktyviosios anglies matavimo lygiui, galima datuoti mažo amžiaus mėginius 50-30 metų tikslumu. Taigi radioaktyviojo anglies laikrodžio „ciferblatas“ prasideda nuo šiek tiek ištepto nulio.
Tai, kad radioaktyviojo anglies laikrodžio nulis yra šiek tiek išteptas, paaiškinama matavimo paklaida. Bet koks eksperimentu gautas rezultatas turi tam tikrą paklaidą, o radioaktyviosios anglies datos šiuo atžvilgiu nėra išimtis. Todėl tipiškame radiokarboninio laikrodžio įraše yra viena ar kita data ir jos nustatymo paklaida, pavyzdžiui: T = 10 000 ± 70 metų. Šis rekordas reiškia, kad tikrasis imties amžius su gana didele tikimybe svyruoja nuo 9030 iki 1070 metų.
Ar įmanoma sumažinti radioaktyviosios anglies matavimų paklaidą? Taip, bet reikia nepamiršti šių dalykų: darydami radioaktyviosios anglies datavimą, turite ištirti mėginius, kurių radioaktyvumas yra labai mažas. Tuo tarpu matavimo prietaisas yra jautrus ir kitai spinduliuotei, tokiai kaip kosminiai spinduliai ir aplinkinių objektų radioaktyvioji spinduliuotė. Šios pašalinės foninės spinduliuotės dydis yra maždaug toks pat, kaip ir išmatuotos. Tuo tarpu fono lygis priklauso nuo daugelio priežasčių ir gali šiek tiek skirtis. Todėl norint sumažinti matavimo paklaidą, reikia kiek įmanoma padidinti prietaiso jautrumą matuojamai spinduliuotei ir, atvirkščiai, kiek įmanoma sumažinti jo jautrumą pašalinei, foninei spinduliuotei.
Siekiant sumažinti fono vertę, spinduliuotės imtuvas (ty skaitiklis) yra apsuptas masyviu skydu, pagamintu iš kelių tonų švino ir 80-100 kg gyvsidabrio. Be to, fonas sumažėja 6-8 kartus. naudojant specialią elektroninę grandinę, rūšiuojami prietaiso suvokiami signalai, pasirenkant ir skaičiuojant tik tuos, kurie turi tam tikrą radioaktyviosios anglies charakteristikas. Galiausiai šalia matuojamo mėginio atliekama laikina signalų atranka, o ne vienas Įrengiami du skaitikliai, kurie suvokia spinduliavimą. ir matuojami signalai sužadina abu imtuvus, todėl ši schema leidžia suskaičiuoti reikiamus signalus ir juos išfiltruoti beveik be nuostolių. Visos šios priemonės gali sumažinti foną .
Didinant tiriamosios medžiagos kiekį ir ilginant matavimų trukmę, mažėja ir matavimo rezultato paklaida. Kartu atitinkamai didėja tiek mėginių paruošimo, tiek jų matavimo darbo ir laiko sąnaudos. Tačiau jei tai lemia sprendžiamos problemos pobūdis, tai reikia padaryti, nes tokiu būdu galima sumažinti jaunų mėginių datavimo paklaidą iki 20-10 metų.
Kas lemia viršutinę radiokarboninio metodo amžiaus ribą? Su kokiu tūkstantmečiu baigiasi radioaktyviojo laikrodžio ciferblatas? Pasirodo, atsakymai į šiuos klausimus visai nereikšmingi; Be to, iš esmės yra dvi viršutinės amžiaus ribos.
Pažiūrėkime, kodėl taip nutinka. Jei po žuvimo medis žemėje guli apie 50 000 metų, tai radioaktyviosios anglies kiekis jame sumažėja šimtus kartų. Tokiame mėginyje liekamasis radioaktyviosios anglies aktyvumas yra daug mažesnis nei fone. Be to, net ir padidinus matavimų trukmę iki kelių dienų, rezultato paklaida vis tiek yra keli tūkstančiai metų. Senesniems mėginiams paklaida pasirodo dar didesnė ir dėl mažo tikslumo matavimai netenka prasmės. Tai nustato radioaktyviosios anglies metodo techninę viršutinę amžiaus ribą.
Mes tai pavadinome technine riba, nes galiausiai jos vertę lemia matavimo technologijos lygis. Šiuo metu daugumoje radioaktyviosios anglies laboratorijų tai yra 40-50 tūkst. Techninė viršutinė amžiaus riba gali būti sumažinta padidinus išmatuoto mėginio kiekį, atidėjus matavimų trukmę arba sodrinant izotopus (pavyzdžiui, šiluminės difuzijos būdu). Visus šiuos būdus jau išbandė mokslininkai ir jie pasirodė tinkami, tačiau daug darbo reikalaujantys. Naudojant juos, buvo galima datuoti atskirus senovės pavyzdžius iki 70 000 metų.
Sprendžiant kai kurias svarbias mokslines problemas, darbo sunkumai ir trukmė pasitraukia į antrą planą ir reikšminga laikoma tik esminė problemos sprendimo galimybė. Todėl labai svarbu atsakyti į klausimą, iki kokios ribos galima pakelti radiokarboninio metodo viršutinę amžiaus ribą.
Paprastai nustatant absoliutų amžių radioaktyviosios anglies metodu, atsižvelgiama tik į C14, patekusį į organizmą iš išorinės aplinkos, o, vadovaujantis Libby, manoma, kad po organizmo mirties tik šios radioaktyviosios anglies irimas. joje vyksta. F. S. Zavelskis atsižvelgė į tai, kad patys organizmai (augalai, gyvūnai) turi azoto, o jų buveinėje, t.y., Žemės paviršiuje, yra neutronų. Iš to išplaukia, kad radioaktyvioji anglis taip pat susidaro organizmų viduje jų gyvavimo metu ir po mirties.
Išoriniu radioaktyviuoju angliavandeniu pavadinkime organizmo per savo gyvenimą iš atmosferos sugertą C14, o pačiame organizme tiek gyvavimo metu, tiek po mirties susidarantį C14 - savo radioaktyviąja anglimi.
Darant prielaidą, kad išorinės radioaktyviosios anglies kiekio sumažėjimas mėginyje vyksta pagal eksponentinį dėsnį (52 pav., punktyrinė kreivė J ext) ir kartu su tuo jame kaupiasi savas radioaktyviosios anglies kiekis (62 pav. J ext), neišvengiamai darome išvadą, kad jų dydis laikui bėgant kinta pagal dėsnį, kuris skiriasi nuo eksponentinės (52 pav., J exp). Iš to aišku, kad trečioji Libby suformuluota pozicija yra ta, kad mėginiuose anglies specifinio aktyvumo sumažėjimas vyksta pagal eksponentinį dėsnį, t.y. geometrine progresija, negali būti laikomi tiksliais.
nuosavas“ aktyvumas, J exp – eksperimentinis, t.y., eksperimentiškai išmatuotas anglies aktyvumas">
Ryžiai. 62. Anglies aktyvumo pokytis mėginyje laikui bėgant. J in - anglies, gautos iš išorinės aplinkos, aktyvumas, J in - „savas“ aktyvumas, J exp - eksperimentinis, t.y. eksperimentiškai išmatuotas anglies aktyvumas
Tuo tarpu nustatant absoliutų amžių matuojamas būtent tai – bendra arba eksperimentinė anglies specifinio aktyvumo vertė mėginyje. Nesunku suprasti, kad jei neatsižvelgiama į savo radioaktyviosios anglies kaupimąsi, tada rasta absoliutaus amžiaus vertė pasirodo fiktyvi.
Kokia didelė tai klaida? Ar jis toks didelis, kad į šį poveikį visada reikia atsižvelgti, ar toks mažas, kad jo bet kuriuo atveju galima nepaisyti? Atlikęs atitinkamus skaičiavimus, F. S. Zavelskis parodė, kad absoliutus mėginių amžius, nustatytas radioaktyviosios anglies metodu, neatsižvelgiant į savo radioaktyviosios anglies susidarymą, tikrai skiriasi nuo tikrojo. Tačiau jaunesniems nei 50 000 ir net 70 000 metų mėginiams šis skirtumas yra toks mažas, kad jo galima nepaisyti. Ši išvada aiškiai parodyta fig. 52, kuris rodo, kad kai mėginio amžius yra 70 000 metų, išorinės radioaktyviosios anglies liekamasis aktyvumas (J ext) yra daugiau nei 20 kartų didesnis nei jo paties radioaktyviosios anglies aktyvumas (J ext). Net kai imties amžius yra 80 000 metų, J int yra 5-6 kartus didesnis už J int. Atitinkamai, mėginiams, kurių amžius yra apie 80 000 metų, vidinės radioaktyviosios anglies korekcija yra apie 1500 metų arba 2%. Mėginiams, senesniems nei 90 000 metų, jų pačių radioaktyviosios anglies pataisos vertė smarkiai padidėja ir pirmiausia pasiekia dešimtis, o vėliau šimtus procentų *.
* (Zavelsky F.S., Kitas radiokarboninio metodo patobulinimas, SSRS mokslų akademijos ataskaitos, serija geol., t. 180, 1968 m.)
Dabar galite atsakyti į anksčiau užduotus klausimus. Ketvirtajame dešimtmetyje kurdamas radioaktyviosios anglies metodo fizinius pagrindus, Libby turėjo matavimo prietaisus, kurie leido nustatyti absoliutų mėginių amžių iki maždaug 20-30 tūkstančių metų. Kalbėdamas apie ne senesnius nei šio amžiaus mėginius, jis buvo visiškai teisus teigdamas, kad juose specifinis anglies aktyvumas laikui bėgant mažėja pagal eksponentinį dėsnį.
I. Arnoldas 1954 metais jau užsimena apie radioaktyviosios anglies susidarymo galimybę pačiame mėginyje, o E. Olsonas 1963 metais įvertina šio poveikio įtaką radioaktyviojo anglies laikrodžiui ir prieina prie išvados, kad kiekybine prasme jis yra nereikšmingas. Atsižvelgiant į tų metų matavimo technologijos lygį, tokią išvadą galima laikyti daugmaž teisinga.
Tuo tarpu šiuo metu radiokarboninio metodo techninė viršutinė amžiaus riba jau pakelta iki 50-70 tūkstančių metų ir keliamas klausimas dėl tolesnio jos didinimo. Iš to, kas pasakyta, aišku, kad datuojant mėginius, kurių amžius yra daugiau nei 80–90 tūkstančių metų, be matavimo technologijos tobulinimo, taip pat būtina įvesti savo radioaktyviosios anglies korekciją.
Norint sužinoti šios korekcijos reikšmę, reikia nustatyti azoto kiekį mėginyje ir neutroninės spinduliuotės intensyvumą iš dirvožemio, kuriame mėginys išgulėjo dešimtis tūkstančių metų. Tačiau per tokį ilgą mėginio laikymą dirvožemio neutroninės spinduliuotės lygis gali pasikeisti. Akivaizdu, kad dėl to korekcijos dydis nustatomas labai netiksliai. Todėl, kai liekamasis išorinės radioaktyviosios anglies aktyvumas mėginyje tampa mažesnis už jo paties radioaktyviosios anglies aktyvumą, tada radioaktyviosios anglies metodu nustatytas absoliutus amžius tampa neaiškus. Ši aplinkybė nustato ne techninę, o esminę viršutinę amžiaus ribą, leidžiančią padidinti tūkstantmečių skaičiavimą radioaktyviosios anglies laikrodžiais.
Šios pagrindinės viršutinės radioaktyviosios anglies metodo amžiaus ribos reikšmė priklauso nuo azoto kiekio mėginyje ir nuo neutroninės spinduliuotės lygio dirvožemyje. Taigi skirtingiems pavyzdžiams jis šiek tiek skiriasi. Vidutiniškai ši riba yra apie 100–120 tūkstančių metų.
Kai kurie radioaktyviųjų anglies laikrodžių naudojimo būdai
Mėginiams, paimtiems iš durpynų, atlikta daug absoliutaus radioaktyviojo anglies amžiaus nustatymo. Jų amžius buvo nustatytas pagal chronologiją, pagrįstą senovės augalų žiedadulkių ir sporų tyrimais. Apskritai amžiaus nustatymo radioaktyviąja anglimi ir žiedadulkių metodu buvo gautas gana išsamus sutapimas.
Anglies liekanos leido radiokarboniniu metodu datuoti Lasko urvo (Prancūzija) kultūrinį sluoksnį, kurio sienos buvo padengtos priešistoriniais paveikslais. Nustatyta, kad šio sluoksnio amžius yra 15 500 ± 900 metų. Tokiu būdu archeologams buvo suteiktos svarbios atskaitos datos.
Radioaktyviosios anglies metodu buvo tiriamos priešistorinėje žmogaus vietoje rastos anglies liekanos, kriauklės, kurias priešistoriniai žmonės naudojo kaip dekoracijas, senovės gyvūno skrandžio turinys ir kt.
Radioaktyviosios anglies datavimas buvo naudojamas tiriant mėginius, paimtus kasant nuolaužas, susikaupusias prieš Saulės šventyklą Peru. Šių atliekų (kriauklių, lynų, kilimėlių, gyvūnų liekanų) amžius skirtinguose gyliuose pasirodė skirtingas – nuo kelių šimtų iki dešimčių tūkstančių metų. Atitinkamas datavimas pasirodė esąs labai svarbus archeologiniuose tyrimuose.
Palestinoje, prie Negyvosios jūros, buvo rasti Biblijos (Izaijo knygos) ritiniai. Ritinio viršutinio apvalkalo radioaktyviosios anglies datavimas parodė 1917±200 metų amžių.
Sovietų tyrinėtojai Taimyro lede aptiko gana gerai išsilaikiusį mamuto lavoną. Norint ištirti jo amžių, gyvūno sausgyslės buvo paimtos naudojant radioaktyviosios anglies datavimą. Išmatavus santykinį radioaktyviosios anglies kiekį, paaiškėjo, kad mamutas Taimyro lede išgulėjo apie 12 tūkstančių metų.
Daugiau nei prieš dešimt metų antropologai buvo gana sugėdinti dėl Piltdown Mano palaikų atradimo. Rasta kaukolė ir žandikaulis turėjo daugybę bruožų, kurie susprogdino nusistovėjusias idėjas apie žmogaus evoliuciją. Kai radioaktyviosios anglies metodu buvo nustatytas absoliutus šių radinių amžius ir paaiškėjo, kad tai tik apie 500 metų, paaiškėjo, kad čia buvo apgaulė arba, jei norite, pokštas.
Šanidaro urvas buvo aptiktas Šiaurės Irake ir jame gyveno žmonės maždaug 100 000 metų. Šio urvo kasinėjimus aprašo Ralfas Soleckis.
Šiame urve sluoksnis po sluoksnio atskleisdami mokslininkai išanalizavo rastus objektus ir nustatė absoliutų radinių amžių. Viršutiniame sluoksnyje aptiktos viešųjų židinių liekanos, akmeniniai skiediniai, naminių gyvūnų liekanos. Šis sluoksnis apima laiką nuo moderniojo iki kokio nors akmens amžiaus eros, o pagal radiokarboninius laikrodžius paaiškėjo, kad jo apatinė dalis nuo mūsų nutolusi 7000 metų.
Antrajame sluoksnyje rasta gerai nušlifuotų ietigalių, kaulinių siuvimo ylų, grafito gabalėlių su išgraviruotais piešiniais, krūvos sraigių kiautų. Šio sluoksnio dugno amžius radioaktyviuoju anglimi buvo nustatytas 12 000 metų. Tai vidurinis akmens amžius. Radiniai leido nustatyti, kaip to meto žmonės gyveno, medžiojo, ką valgė, koks buvo jų menas.
Trečiasis sluoksnis, taip pat datuojamas radiokarboniniais laikrodžiais, užėmė nuo 29 iki 34 tūkstančių metų laiko intervalą. Tai senovės akmens amžius. Šiame sluoksnyje rasta įvairių titnago įrankių.
Žemiausiame, ketvirtame urvo sluoksnyje, besitęsiančiame iki 5–14 m gylio, iki pamatinės uolienos, mokslininkai aptiko seniai išnykusio neandertaliečio palaikus ir jo primityvius įrankius. Šio sluoksnio dugno amžius nebuvo nustatytas radioaktyviosios anglies datavimu. Dėl daugelio priežasčių mokslininkai apskaičiavo, kad tai yra apie 100 000 metų.
Šie pavyzdžiai (o jų skaičius gali būti gerokai padidintas) parodo, kur ir kaip veikia radioaktyvūs laikrodžiai ir kaip įdomu bei svarbu pakelti viršutinę jų amžiaus ribą.
Šiuo metu radioaktyviosios anglies metodas absoliučiam amžiui nustatyti jau plačiai naudojamas įvairiuose archeologiniuose ir geologiniuose tyrimuose ir yra pamatinis metodas nustatant atitinkamas laiko skales.
