Деревья с Ямала помогли выяснить точные даты исторических событий, которые происходили в разных уголках Земли на протяжении 9000 лет. Так, ученым удалось точно установить, по какой причине исчезло государство Бохай, почему крепость Пор-Бажын в Туве не была заселена, когда викинги первый раз побывали в Северной Америке и многое другое. «Подсказки» дендрохронологи увидели в годичных кольцах деревьев, где сохранились следы чрезвычайно сильных солнечных вспышек, которые отложились в деревьях в виде резкого подъема радиоуглерода. Описание метода, примеры исторических событий и точно установленные даты сверхсильных солнечных вспышек опубликованы в «Лесотехническом журнале». Исследование колец деревьев ученые проводят при поддержке Российского научного фонда (грант № 23-27-00158).
Образцы полуископаемой древесины, найденной на Ямале во время экспедиции. Всего за 40 лет экспедиций ученые собрали более 5 тыс. образцов древесины. Фото: Владимир Кукарских
Первое событие, которое удалось установить, — извержение вулкана Чанбайшань на границе нынешних КНР и КНДР.
«Было известно, что это событие произошло в X веке. Однако оставался вопрос, было ли это извержение причиной гибели государства Бохай в 926 году. В результате радиоуглеродного анализа отдельных центральных колец деревьев, погибших вблизи извержения вулкана, удалось обнаружить одно из событий Мияке. С помощью этой метки точно определили дату гибели деревьев — осень 946 года. К тому моменту государство Бохай уже было захвачено кочевниками, а значит, вулкан Чанбайшань к его краху не имел отношения», — говорит Рашит Хантемиров, участник исследовательской группы от России, ведущий научный сотрудник лабораторий дендрохронологии ИЭРиЖ УрО РАН и естественнонаучных методов в гуманитарных исследованиях УрФУ.
Примечательное событие, датировку которого удалось установить с помощью события Мияке 993 года, — посещение викингами (скандинавами) Северной Америки. Известно, что викинги были первыми европейцами, пересекшими Атлантику. Как поясняют ученые, единственным подтвержденным местом посещения ими Америки является Л’Анс-о-Медоуз на острове Ньюфаундленд в Канаде. Принято было считать, что норманнское поселение датируется концом первого тысячелетия, однако точный возраст этого места не был установлен.
«Большинство предыдущих оценок было основано на стилистическом анализе архитектурных останков и нескольких артефактов, а также на интерпретациях исландских саг, которые были записаны лишь столетия спустя. Ранее предпринимались попытки радиоуглеродного анализа, но они не оказались особенно информативными. Авторы статьи в Nature провели анализ радиоуглерода в 83 отдельных кольцах из трех деревянных предметов из пихты, чтобы определить, когда были срублены деревья. Так вот, в результате кропотливой работы и анализа исследовательскому коллективу удалось установить — до Колумба европейцы побывали в Америке в 1021 году», — поясняет Рашит Хантемиров.
Более древнее событие, которое удалось датировать с помощью события Мияке (научная статья будет опубликована в 2024 году, препринт размещен в отрытом доступе), — строительство неолитической стоянки Диспилио (Северная Греция), которая является ключевой для неолита Эгейского моря.
«Анализ древесины показал, что строительная активность на неолитической стоянке Диспилио продолжалась как минимум 188 лет, с 5328 по 5140 год до н.э. Таким образом, Диспилио является первой доисторической стоянкой, где проведена массовая абсолютная датировка с точностью до года», — добавляет Рашит Хантемиров.
В перспективе применение радиоуглеродного датирования с точностью до года может привести к абсолютной датировке древних, внутренне согласованных временных шкал, не привязанных к конкретным датам, поясняет дендрохронолог. Например, к привязке «плавающих» хронологий фараонов Древнего Египта к современному календарю. На сегодня радиоуглеродное датирование позволило привязать ко времени египетскую хронологию с точностью до нескольких сотен лет.
«Временные рамки остаются размытыми. Например, эпоха Старого царства в Египте охватывает десятки фараонов, правивших примерно с 2700 по 2200 годы до н.э., но календарные даты пока неизвестны даже с точностью до века. Другой плавающей хронологией является мезоамериканская система счета времени. Эта система, использовавшаяся майя, ацтеками и другими цивилизациями Мезоамерики, ведет отсчет дней от предполагаемого дня сотворения мира. Несмотря на то что было предпринято несколько попыток соотнести этот отсчет с григорианским календарем, ученые до сих пор спорят о точной дате сотворения мира. Находка события Мияке в дереве мезоамериканского сооружения позволила бы решить этот вопрос», — рассказывает исследователь.
Как поясняют ученые, это только начало. События Мияке помогут, к примеру, не только установить хронологию отношений древних цивилизаций, но и привести к открытию новых явлений. Следующий этап исследований — создание параллельных для нескольких районов Земли древесно-кольцевых хронологий по радиоуглероду за последние 12 000 лет.
В настоящее время имеются две хронологии по ширине древесных колец для субарктических районов — для Фенноскандии, длительностью 7650 лет и для полуострова Ямал, длительностью 8770 лет и перспективой продления еще на 400 лет в ближайшее время. Годичные кольца деревьев с Ямала и Финляндии уже активно используются в двух крупных проектах по реконструкции содержания радиоуглерода в атмосфере Земли в голоцене с разрешением в один год. Эти проекты ведутся в отделе по изучению космических лучей в Университете Нагойи (Япония) под руководством Фусы Мияке и в лаборатории физики ионных пучков Высшей технической школы в Цюрихе (Швейцария) под руководством Лукаса Вакера.
Справка
Мощные солнечные вспышки приводят к резкому усилению образования в атмосфере Земли бериллия-10, хлора-36, углерода-14. Радиоактивный углерод в составе углекислого газа поступает в деревья и откладывается в них. Анализируя содержание радиоуглерода в отдельных годичных кольцах деревьев, ученые могут сказать, как менялось его содержание в атмосфере с точностью до одного года. Такие вспышки ученые называют «событием Мияке» в честь первооткрывателя явления — молодого японского ученого Фусы Мияке, которая в 2012 году обнаружила всплеск радиоуглерода в древесине.
За 12 лет ученым по всему миру удалось доподлинно установить, что очень сильные вспышки на Солнце произошли в 775 году, 5259 году до н.э., 7176 году до н.э. и в 12 350 году до н.э. Первые две даты отмечены в том числе в древесно-кольцевой хронологии, которую построили специалисты ИЭРиЖ УрО РАН и УрФУ по деревьям с полуострова Ямал (за 40 лет экспедиций ученые собрали более 5 тысяч образцов). Хронология уральских ученых — самая длительная для приполярных районов Земли и входит в число самых длительных хронологий мира.
Информация и фото предоставлены Отделом научных коммуникаций УрФУ