Дмитрий Николаевич Трифонов - Путешествие в страну РАИ

вещей. Например, с большой точностью узнать время существования какого-нибудь первобытного поселения, обнаруженного при археологических раскопках. Уголек — это самый обычный углерод. Углерод — химический элемент и состоит в основном из двух изотопов, двух различных сортов атомов, отличающихся атомными весами. Их обычно записывают, как «це двенадцать» и «це тринадцать». Их химические символы C¹² и C¹³, — я написал их угольком на куске фанеры. — Но есть, оказывается, и третий изотоп — C¹⁴, который является радиоактивным, то есть неустойчивым. Он непрерывно образуется в атмосфере. Его вызывают к жизни космические лучи, поток атомных ядер и элементарных частиц, постоянно падающих на Землю из глубин мирового пространства. В их состав входят и нейтроны, элементарные частицы, не имеющие заряда. Они-то и вступают в ядерную реакцию с ядрами атомов азота атмосферы.

В результате из атома азота образуется атом радиоактивного углерода C¹⁴. Это происходит непрерывно и с постоянной скоростью. Ученые установили, что в течение по крайней мере последних 20 000 лет интенсивность потока космических лучей на Землю оставалась неизменной.

Но что происходит далее с появившимся на свет C¹⁴? В момент ядерной реакции образовавшийся радиоуглерод приобретает большую энергию и переходит в особое «возбужденное» состояние. В этот момент он обладает повышенной химической активностью и немедленно соединяется с кислородом. Так возникает углекислый газ, содержащий радиоактивный углерод, — C¹⁴O2.

Растения улавливают углекислый газ, в том числе и C¹⁴O2, приобретая тем самым радиоактивность. Животные питаются растениями, и радиоуглерод оказывается в их организмах. Нетрудно измерить радиоактивность животных и растений, обусловленную присутствием C¹⁴. Нужно также учесть, что C¹⁴ имеет период полураспада около 6000 лет, то есть за это время распадается половина всех атомов, содержащихся, например, в 1 грамме его.

Ученые подсчитали, что каждый грамм углерода животных и растительных организмов имеет постоянную радиоактивность, поскольку между распадом содержащихся в организме атомов C¹⁴ и поглощением новых существует динамическое равновесие. На 1 грамм углерода организма приходится примерно 15 распадов в минуту. Радиоактивность образца, содержащего C¹⁴, и количество распадов в минуту определяется с помощью специального счетчика.

Когда организм погибает, равновесие нарушается: мертвое растение не способно усваивать углекислоту. Следовательно, содержание C¹⁴ в нем начинает уменьшаться.

Раз период полураспада радиоактивного углерода составляет около 6000 лет, то по истечении этого срока 1 грамм углерода погибшего растения будет давать лишь 7 распадов в минуту, спустя еще 6000 лет — половину и так далее.

Американский ученый Либби и предложил использовать это явление в качестве своеобразных «радиоактивных часов».

Если определить количество импульсов, которое дает в минуту 1 грамм углерода изучаемого образца древнего растения (угля, куска дерева), можно высчитать возраст этого образца.

Метод определения возраста по C¹⁴ весьма прост. Однако у него есть свои ограничения и недостатки. Прежде всего короткий период полураспада C¹⁴. Если возраст образца равен нескольким периодам полураспада, радиоактивность его настолько слаба, что не поддается измерению. Значит, мы имеем возможность заглянуть лишь в сравнительно недалекое прошлое (30 000–40 000 лет). Кроме того, метод очень чувствителен. Поэтому при определении активности нужно устранить все мешающие факторы.

Хорошие результаты получены для образцов, возраст которых не превышает 7000–10 000 лет.

В начале XX века на стенах пещеры в Ласка (Франция) были обнаружены рисунки животных, сделанные доисторическим человеком. «Бизоны из Ласка» явились предметом спора многих ученых. Что касалось времени выполнения рисунков, то предлагались самые различные --">