Датирование является краеугольным камнем палеонтологии и эволюционной биологии. Ведь для того, чтобы построить эволюционные схемы, необходимо понимать хронологию.
Существуют разные методы датировки останков животных и предков человека.
Возраст палеоантропологических находок определяется:
- по фауне,
- по стратиграфии,
- методом радиоуглеродного датирования,
- методом ESR.
Датирование по фауне
Часто рядом с останками предков человека находят кости разных животных.
Палеонтологи в ходе изучения останков древних животных пришли к выводу, что многие виды млекопитающих заметно изменились в ходе эволюции. Новые виды животных появлялись, а другие вымирали.
Эволюционные изменения (в частности, слонов) ученые сводят в некие последовательные схемы.
Теоретически, если схожие по уровню эволюции останки слонов обнаруживают на двух разных археологических памятниках, то выдвигается гипотеза о том, что эти места одинакового возраста.
Поэтому обнаружение костных останков предка человека рядом с останками того или иного предка слонов позволяет предположить, что этот предок жил в одно время с предками этих животных.
Но у этого метода есть существенный минус – он позволяет определить возраст палеоантропологических находок лишь примерно, так как древние виды животных жили в течение продолжительного времени. Поэтому получаются датировки с широкими диапазонами по времени. Точность данного метода колеблется на уровне полумиллиона лет.
Во-вторых, одновозрастность останков предков людей и животных – лишь гипотеза. Бывает, что останки предка человека лежали в яме или трещине вместе с останками более древних животных.
Датирование по стратиграфии
Стратиграфическое исследование – это исследование расположения или залегания геологических слоев друг над другом.
Последовательное расположение слоев является основой относительной хронологической последовательности, от более раннего (нижний слой) к позднейшему (верхний слой). Метод стратиграфии заключается в том, что возраст палеоантропологических останков определяется по возрасту того геологического слоя, в котором они были найдены.
Но и этот метод позволяет определить возраст палеоантропологических находок лишь приблизительно. Ведь образование геологического слоя процесс довольно длительный, поэтому получается довольно широкий диапазон времени для определения возраста костных останков.
Метод радиоуглеродного датирования
При образовании любого органического объекта, например, кости, растения, в его состав входят атомы стабильных и нестабильных изотопов определенного химического элемента.
В случае радиоуглеродного анализа стабильным изотопом является углерод-12, а нестабильным углерод-14. На основании того, что мы знаем, откуда нестабильные изотопы появляются, и какой процент от всех атомов химического элемента припадает на этот изотоп, можно определить, какое соотношение между изотопами было в момент образования находки.
Когда объект уже сформирован, новые атомы в него не попадают, а атомы нестабильного изотопа с течением времени распадаются и превращаются в атомы других химических элементов.
Зная период полураспада нестабильного изотопа и измерив текущее соотношение количества атомов изотопов, можно определить возраст объекта.
Но и у этого метода тоже есть минус. Дело в том, что точно неизвестна история объекта, ведь он мог по тем или иным причинам обмениваться данным изотопом с окружающей средой, поэтому возраст будет определен неверно.
Метод ESR
Метод ESR (по-русски электронный спиновый резонанс) представляет собой датирование с удержанием заряда. Под воздействием радиоактивности отрицательно заряженные электроны перемещаются из основного состояния, валентной зоны, на более высокий энергетический уровень в зоне проводимости.
Потом электроны рекомбинируют с положительно заряженными дырками, оставшимися в валентной зоне. Захваченные электроны образуют парамагнитные центры и вызывают определенные сигналы, которые обнаруживают с помощью спектрометрии ЭПР. Количество захваченных электронов соответствует величине сигнала ЭПР. Сигнал ESR прямо пропорционален количеству захваченных электронов в объекте, дозировке радиоактивных веществ и возрасту.
Метод ESR впервые был применен в 1996 году при попытке определить возраст зуба из знаменитого палеонтологического памятника Флорисбад.
