Реальные погрешности метода радиоуглеродного датирования

Сторонники метода радиоуглеродного датирования, споря со скептиками и оппонентами, детально описывают всевозможные процедуры очистки образцов и способы измерений концентрации ¹⁴С в этих образцах, а также результаты длительных исследований по изменению концентрации ¹⁴С в атмосфере Земли, лежащих в основе калибровочной кривой. В качестве дополнительного аргумента часто упоминается широкое международное сотрудничество лабораторий в последние десятилетия, мировая стандартизация процедур радиоуглеродных исследований и периодическая согласованная корректировка калибровочных кривых.

При всем этом однако «почему-то» скромно обходится молчанием вопрос – а какова же все-таки общая погрешность метода радиоуглеродного датирования?..

Международная стандартизация и межлабораторное сотрудничество может помочь избежать преднамеренных фальсификаций и непредумышленных ошибок. Но они абсолютно бессильны против погрешностей метода, сидящих в самой его основе.

Точность измерения текущего содержания ¹⁴С в исследуемом образце, конечно же, чрезвычайно важна. Но ведь погрешностью этих измерений общая погрешность методики не исчерпывается.

Достоверность кривой содержания ¹⁴С в атмосфере планеты также важна. Но нас интересует здесь прежде всего решение обратной (!) задачи – задачи датировки образцов.

Гораздо более важным на самом деле оказывается то, на что ученые не могут никак повлиять ни усовершенствованием лабораторного оборудования и методик, ни повышением собственного знания. Я имею в виду естественные флуктуации (отклонения от усредненного значения) содержания радиоуглерода в живых организмах. Ведь даже два дерева одного и того же вида, растущие рядом на одном бугорке (а соответственно, находящиеся в одинаковых условиях), могут иметь отличающееся друг от друга количество ¹⁴С. И размах таких флуктуаций может достигать, по разным источникам, 6-10 процентов!..

Рис. 128. Два соседних дерева могут по-разному накапливать радиоуглерод

Столь большой разброс исследователи ныне пытаются компенсировать измерениями содержания еще одного изотопа углерода ¹³С.

В ходе эмпирических исследований было обнаружено, что при переходе углерода из одного места в другое (например, из воздуха в растение при фотосинтезе) пропорции между содержанием различных изотопов могут изменяться. В результате: отношение, скажем, ¹³С/¹²С в атмосфере одно; в растениях – другое; в раковинах моллюсков – третье и т.д. (даже несмотря на то, что оба изотопа стабильны). Этот эффект назвали изотопным фракционированием.

В настоящее время в качестве причины изотопного фракционирования называют влияние массы изотопа на скорость протекания (био)химических реакций. И исследования как особенностей, так и самой природы эффекта активно ведутся сразу по массе направлений...

Поскольку изотопное фракционирование нарушает не только соотношение ¹³С/¹²С, но и ¹⁴С/¹²С, постольку возникает необходимость его учета. Делается это по специальным формулам. И считается, что таким образом все флуктуации исходного радиоуглерода нивелируются, то есть сводятся на нет.

Однако анализ этих формул показывает, что максимально возможная поправка на изотопное фракционирование достигает всего 2,6 процента, что существенно меньше флуктуаций по содержанию радиоуглерода в живых организмах и растениях.

Но это означает, что мы можем заявлять об известном исходном количестве радиоуглерода в древних объектах только с определенной погрешностью, которая находится на уровне 5-7 процентов!.. И эту погрешность нельзя уменьшить никоим образом – никакими улучшениями в измерениях или методиках, то есть погрешность является неустранимой!..

Это достаточно ярко иллюстрируют попытки «датирования» современных образцов. Так в одном из исследований для страусиных яиц был получен «возраст» 200 лет, а в другом – мох в одном из районов Германии был датирован возрастом аж в полторы тысячи лет!.. И эти результаты были представлены не где-нибудь, а на вполне официальных международных конференциях по проблемам радиоуглеродного метода. Конечно, исследователи дали объяснение причин столь низкого содержания радиоуглерода в исследуемых образцах, но нам важно здесь не объяснение результата, а сам факт наличия столь существенной погрешности.

К неустранимой погрешности из-за естественных флуктуаций содержания радиоуглерода при определении общей погрешности добавляется погрешность калибровочных кривых, лабораторных измерений, учета изменений при очистке образца и т.д. и т.п. Погрешности только суммируются, увеличивая итоговую ошибку.

По моим оценкам, неизбежная (!) на современном этапе погрешность датировки составляет 10-15% от возраста образца, а реальная и того выше. И перспективы уменьшения величины данной погрешности весьма невелики. Более детально с этими оценками можно ознакомиться в моей статье «Чего изволите-с?.. Меню радиоуглеродного датирования и дендрохронологии» (опубликована в интернете, а также в качестве Приложения в книге «Цивилизация богов Древнего Египта»).

Данное значение на порядок превышает ту погрешность, которую всего на уровне одного процента декларируют лаборатории радиоуглеродных исследований. И довольно показательно, на мой взгляд, «ненавязчивое желание» таких лабораторий заранее получить от историков и археологов «ориентировочный возраст образца», которое порождено тщательным сокрытием информации о реальной погрешности самого метода и носит характер «от лукавого». Если кто-то сомневается в такой «наглости» лабораторий, загляните на сайт практически любой лаборатории и легко обнаружите в списке данных, вносимых в формуляр заявки на радиоуглеродное исследование, пункт «Возраст по предварительной оценке». Это называется: «Хотите получить какую-то датировку своей находки?.. Вы ее получите с нашей помощью!.. Такое блюдо в меню нашей лаборатории имеется!.. Только платите деньги»...

Рис. 129. Время по желанию заказчика

Следует остановиться еще на таком важном моменте. По всем правилам эмпирических исследований, измерение величины, которая меньше значения погрешности измерений, является некорректным. Ошибка не может превышать саму измеряемую величину. Поэтому значительная величина реальной погрешности радиоуглеродного метода, которая указана выше, серьезно сужает диапазон его применимости при большом возрасте образца (когда мало содержание не распавшегося радиоуглерода), где разброс возможных значений настолько велик, что превышает само значение и вести речь о какой-либо «датировке» вообще бессмысленно. И если уже в районе дат 10-15 тысяч лет назад можно говорить лишь о самой приблизительной оценке возраста образца, то для еще больших сроков метод просто нельзя считать корректным. Посему остается только грустно улыбаться, читая, что возраст находок, полученный с помощью данного метода, составил 30, 50, а то и все 70 тысяч лет (увы, встречается и такое)…

И последнее. Столь малый диапазон применимости радиоуглеродного метода делает его вообще практически бесполезным для решения задач, связанных с вопросом происхождения человека. Так что если уж вести речь об определении возраста палеоантропологических находок с помощью изотопных методов, то следует ориентироваться на другие радиоактивные изотопы с заведомо более продолжительным периодом полураспада. Соответствующие методы используются прежде всего в геологии.