РОССИЙСКАЯ АРХЕОЛОГИЯ, 2008, № 4, с. 64-71
= ДИСКУССИИ =
К РАДИОКАРБОНОВОЙ ХРОНОЛОГИИ НЕОЛИТА СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ: ЗАПАДНЫЙ РЕГИОН
© 2008 г. А. А. Выборное*, Н. Н. Ковалшх**, В. В. Скрипкин**
* Самарский государственный педагогический университет ** Институт геохимии окружающей среды НАН Украины, Киев
Интерес специалистов к неолитическим памятникам Среднего Поволжья возрос в последнюю четверть XX в. Анализ новых данных по двум регионам обусловлен тем, что в Заволжье (восточный регион) исследуется одна из древнейших культур Восточной Европы - елшанская и близкие к ней памятники, а в западном регионе культуры в большей степени связаны с Подоньем и Волго-Ок-ским междуречьем (рис.). Однако разработке ряда проблем мешает крайне ограниченное количество радиоуглеродных дат. Так, для комплексов западной части Среднего Поволжья (реки Свияга, Сура, Мокша, участок Волги от устья Суры до устья Вет-луги) в распоряжении ученых до последнего времени было всего четыре определения. Причем два из них, со стоянки Луговое III, укладывались в последнюю четверть ill тыс. до н.э. А это входило в явное противоречие с современными представлениями об абсолютной хронологии неолита Европейской части России.
Благодаря усилиям коллектива исследователей (Выборнов и др., 2008) в Киевской радиоуглеродной лаборатории Института геохимии окружающей среды HÄH Украины было получено 48 дат по единой методике.
Суть новой методики определения радиоуглеродного возраста керамики
Углерод археологической керамики можно разделить на следующие три основные группы: 1. Углерод, который находился в исходной природной глине в виде карбонатов и органических веществ. 2. Углерод, который был внесен человеком при производстве керамических изделий в виде навоза, измельченной травы и отходов зерна. Иногда в глинистую массу вносились измельченные раковины моллюсков. К датирующей фракции общего углерода следует отнести пригары и нагары на столовой керамике. При готовке пищи на внутренней стороне горшка образовывался прочный слой углеродсодержащего вещества, состоящий из жиров, белков и карамелизованных углеводов. Это вещество частично проникает в пористую структуру сосуда и может в дальнейшем обуглиться. Нагары образуются на внешней поверхности столовой керамики из газообразных продуктов при дефиците кислорода в зоне горения. 3. Углерод почвенной
органики, абсорбировавшейся на керамической матрице. Во время нахождения в почве пористая или трещиноватая структура обломков керамических изделий абсорбирует водорастворимую органику, имеющую отличный от исходной органики возраст. Особенностью миграции водорастворимой органики является факт одновременного соосаждения ее с аморфной окисью кремния.
Учитывая вышеперечисленные факторы, особое внимание необходимо уделять первичной химической обработке исследуемых образцов. На этой стадии решается важная и противоречивая задача: максимально полное удаление привнесенной органики и вредных примесей с одновременным сохранением максимально возможного количества исходного углерода.
На первом этапе с целью оценки степени возможного загрязнения органическим веществом почвы производится механическое снятие верхнего слоя черепков с улавливанием пылевидной фракции на одноразовых фильтрах. Уловленный материал используется для получения бензола из валового углерода, включающего в себя органические загрязнения.
Обработанные таким образом черепки грубо измельчаются и проходят стадию комплексной химической очистки. Очистка включает в себя обработку 0.5 нормальной фтористоводородной кислотой в тефлоновом стакане при комнатной температуре в течение 2-5 ч. Реакционная смесь подвергается многократному воздействию ультразвука. Существенным преимуществом фтористоводородной кислоты является ее способность растворять силикаты и абсорбированные на них липи-ды, гуминовые кислоты и белковые продукты жизнедеятельности бактерий. В данной лаборатории разработана новая технология перевода углерода образцов археологической керамики в карбид лития и последующего получения бензола. Для этого образец измельчается более мелко, сушиться при 150-180°С и смешивается с расчетным количеством двуокиси марганца. Карбид лития получается при помощи технологии " вакуумного пиролиза". Эта технология основана на совмещении двух процессов: термоокисления углерода образца двуокисью марганца и химического поглощения
Карта неолитических памятников западной части Среднего Поволжья: 1 - Усть-Ташелка; 2 - Озименки II; 3 - Луговое III; 4-6 - Имерка Ia, IV, VII; 7-8 - Утюж I, Молебное озеро I; 9 - Ковыляй I; 10 - Подлесное III; 11 - Под-лесное IV; 12 - Сутырская V; 13-15 - Дубовская III, VII, Отарское VI.
газообразных продуктов литием. Синтез проводится в реакторе из нержавеющей стали, на дно которого помещается металлический литий, а образец находится в титановом стакане. Стакан с образцом удерживается на оптимальной высоте в трубчатом держателе, который направляет газовый поток на расплавленный литий. Реактор опускается в электропечь на оптимальную глубину и фиксируется в этом положении. При правильно выбранном температурном режиме скорость химического поглощения газообразных продуктов термодеструкции металлическим литием превосходит скорость газообразования. Давление в реакторе устанавливается на уровне 0.1-0.2 атм. При
нагревании выше 550°С двуокись марганца распадается с выделением активного кислорода, причем, равномерно по всему объему смеси. Выделение кислорода протекает спокойно, в широком диапазоне температур (550-940°С). При этом мелкодисперсный уголь окисляется до окиси и двуокиси углерода и в таком виде поглощается расплавленным металлическим литием. Очень важным свойством окислов марганца является их способность связывать фосфор и серу в термоустойчивые соединения. Это позволяет получать карбид лития высокого качества, причем практически из всего углерода образца. Карбид лития подвергается гидролизу, а выделяющийся ацетилен превра-
щается в бензол на ванадиевом катализаторе. Вакуумная система для синтеза бензола изготовлена из материалов, которые совершенно не адсорбируют ацетилен и бензол. Внутренний объем вакуумной линии имеет минимально возможное значение. Приведенные выше конструктивные особенности позволяют достичь 95-97% выхода бензола при полном отсутствии эффекта памяти. Измерение микрообразцов бензола производится в специально разработанных микровиалах при помощи низкофонового в-спектрометра "ОиапЫш".
Оценка достоверности получаемых радиоуглеродных дат
Вопрос наличия или отсутствия омолаживающего влияния посторонней почвенной органики решается на основании сравнения возраста пылевидной фракции, полученной в процессе механического удаления верхнего слоя черепков, с возрастом оставшейся внутренней части образца. При этом учитывается как абсолютная разность возрастов, так и количественное соотношение масс углерода между двумя фракциями. Получаемый в результате возраст может быть искажен (в сторону удревнения) за счет влияния трудноудаляемого углерода битуминозного вещества, входящего в состав исходной глины. Содержание этого вещества колеблется для разных сортов глины в пределах 0.01-0.3%. В сортах глины, наиболее часто использовавшихся для производства керамических изделий этот показатель составляет 0.05-0.2%, причем в пределах одного локального месторождения он колеблется в достаточно узких пределах.
Как показал опыт многолетнего датирования керамики, влияние битуминозного вещества проявляется при общем удельном содержании углерода в исследуемых образцах менее 0. 2%.
Установить наличие и степень искажения возраста за счет углерода недатирующей фракции можно, применив статистический метод. При датировании нескольких образцов керамики из одного культурного слоя логично предположить, что как удельное содержание, так и радиоуглеродный возраст битуминозного вещества, изначально содержавшегося в используемой глине, должен быть примерно одинаков. В то же время количество вносимой человеком органики при подготовке глинистой массы, режим отжига готовых изделий и их толщина, а также относительная масса пригаров или нагаров неизбежно ведет к варьированию суммарного удельного содержания углерода в исследуемых образцах в широких пределах. Образцы с низким содержанием суммарного углерода должны быть заметно древнее (за счет древнего битуминозного вещества) образцов с высоким содержанием суммарного углерода. Например, если допустить, что в исходной глине содержание битуминозного углерода составляло 0.02% (среднее значение для большинства гончарных глин после
обжига), а суммарное содержание углерода в готовом изделии 0.2%, то примесь составляет 10%. Если же суммарный углерод находится в количестве 1%, то искажение составляет всего 2%. Таким образом, проведя датирование 3-7 керамических образцов из одного культурного слоя и сопоставив полученные результаты с удельным содержанием углерода в каждом из образцов, можно определить наличие искажающего фактора и примерно оценить его величину. Другими словами, если связь между содержанием углерода в образцах и их удревнением относительно среднеарифметической даты отсутствует, то, вероятнее всего, отсутствует и сам искажающий фактор. Полученная статистическая датировка будет намного надежнее и точнее, чем отдельная радиоуглеродная дата. Применение статистического подхода позволяет решить ряд других важных вопросов, таких как степень сохранности культурного слоя исследуемого памятника, особенности его структуры и продолжительности периода существования.
Данная методика апробировалась на неоэнео-литических материалах Украины и полученные результаты признаются вполне приемлемыми (Ковалюх, Скрипкин, 2007. С. 120-125).
Наиболее древние определения для керамики елшанского типа со стоянки Усть-Ташёлка (Вис-калин, 2003. С. 51. Рис. 1, 6) на р. Свияга: 7810 ± ± 190 л.н. (К1-12166) и 7680 ± 190 (К1-12167) (табл). Эти даты хорошо согласуются с представлениями о возрасте елшанских древностей в Заволжье. В Примокшанье по керамике, сходной с елшан-ской, со стоянки Озименки II (Выборнов и др.,
2006. С. 114. Рис. 1) получена дата 69
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.