Крис Терни - Terni_Kosti_skalyi_i_zvezdyi._Nauka_o_tom_kogda_chto_proizoshlo.395719
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.
