Предположим, что нам удалось измерить количество радиоактивного углерода в древнем образце. А с чем же сравнить это количество? С количеством его в настоящее время, — отвечают нам специалисты. Опять смешно. Космические лучи обнаружили в 1957 году, когда запустили первый спутник Земли, а до того, начиная с 1944 года, испытывали и испытывали атомное оружие. Тысячи взорванных бомб и сотни постоянно работающих атомных реакторов не могли не сказаться на современном уровне радиоактивных веществ в атмосфере. Это тоже никто не оценивал, как и интенсивность облучения Земли из космоса. (Последний вопрос мы еще затронем в дальнейшем).
Но и на этом не заканчиваются беды метода радиоактивного углерода, а можно сказать — только начинаются. Вот вы обнаружили какой-то чурбачок на раскопках и несете его для радиоуглеродного анализа. Что надо сначала сделать ученым? Выделить чистый углерод химическим путем. Методы химии, к сожалению, традиционно страдают очень низкой точностью. Ошибки химиков обычно десятки процентов. Справедливости ради замечу, что сейчас с введением электронных весов и других электронных помощников для химиков точность увеличилась, но все старые данные, ставшие классикой, никуда не годятся.
Затем выделенный чистый углерод отправляется, говоря языком физиков, на детектор бета-частиц. Бета-частицы — это просто электроны, такие же, как те, которые рисуют картинку на экране телевизора. Физики придумали удобную шкалу измерения их скорости. Скорость электронов измеряется напряжением, которое пролетел электрон, когда он ускоряется. В телевизоре к трубке приложено 20 киловольт, значит, энергия электронов — 20 кэВ. Так вот, те электроны, которые вылетают в результате распада С-14, имеют энергию 155 кэВ. Не много. Как электроны в 20 кэВ легко застревают в экране телевизора, не пробивая его, так и электроны из углеродного образца далеко не летят. Образец должен быть очень тонким, иначе часть электронов застрянет в самом образце и не дойдет до детектора. При этом очень важна равномерность толщины. Если, например, у вас стол с прибором стоит не очень ровно, то образец будет лет на сто старше.
Но и это не все! Физики фиксируют количество распадов за определенное время. Распады происходят стохастически, и тут действуют законы статистики. Как уже говорилось, образец тонкий и небольшой, период полураспада — тысячи лет, содержание миллиардные доли процента. События распада измеряются единицами. А закон статистики говорит, что ошибка при таких измерениях оценивается квадратным корнем от количества зафиксированных событий. Например, событий сто — это значит ошибка десять процентов. Событий десять — ошибка тридцать три процента.
И последнее.
Для улучшения статистической погрешности надо увеличивать время измерений. Не говоря о том, что это просто дорого и неудобно при длительных измерениях. Накапливаются другие ошибки — сбои аппаратуры и космические лучи, самые мощные из которых пробивают земную атмосферу и защиту детектора. Падают они как редкий дождь. Первый раз я увидел это на лабораторной работе по ядерной физике. В искровой камере постоянно вспыхивали разряды от пролетающих частиц. Красота! Теперь такое показывают только на дискотеках. А что делать! Мы живем под дождем радиации.
В оправдание физиков я готов сказать, что большинство из них давало археологам ответы примерно в таком виде: возраст образца 1000 плюс-минус 1000 лет. Что на общечеловеческом языке соответствует примерно: возраст не знаю.
Но хватит о радиоуглероде, надо забыть его навсегда и спросить себя: неужели нет других методов определения времени? Такие методы есть и они очень точны. Например, дендрохронология. Определения возраста по годичным кольцам дерева. В умеренных широтах каждый год оставляет в толще дерева разный круг. Под Москвой яблони дали самый большой круг прироста в 1972 году, когда стояла невероятная жара и горели подмосковные леса. Засуха яблони не беспокоила, им хватало грунтовых вод, а вот тепла им в наших широтах недостаточно. При сравнении годичных колец деревьев давно погибших и ныне живущих, выстраивается шкала. Я и знаю про годичные кольца из-за того, что зимой с 1978-го на 1979 год под Москвой стояли страшные морозы, и яблони в большинстве своем погибли. Когда их спилили, вот тут-то дендрохронология была прямо под руками.