Как археологи определяют возраст ископаемых, которым миллионы лет?
Мы можем самостоятельно узнать, когда случилось определенное событие или в каком году был изобретен какой-нибудь прибор - для этого у людей есть общедоступная информация о последних тысячах лет, календари и относительно точные даты. Однако есть и те вещи, возраст которых могут точно определить только ученые, использующие эффективные методы установления возраста и эпохи, когда они происходили. Определяется точный возраст и у тех артефактов, которые могли существовать за много десятков тысяч лет до появления человека и даже их предков!
Оригинальный источник данного материала находится по ссылке . По вопросам образования за рубежом в школах, вузах, лагерях, курсах обращайтесь на http://smapse.ru/ или по телефону 8-800-775-54-97
Геохронология
В каждом из геологических периодов Земли существовали свои живые организмы и появлялись ископаемые, формируемые уникальным климатом. Методика определения возраста окаменелости в геохронологических летописях похожа на принцип работы китайского календаря, только вместо года - эра. Если археолог сумел обнаружить окаменелость, он сможет определить, на каком этапе развития планеты этот артефакт зародился.
Для установления возраста ископаемого изучат его характеристики и структуру, чтобы понять, для какого периода свойства окаменелости характерны: артефакт из прошлого может принадлежать только к одной эре. Его отличительные черты будут схожими с другими представителями окаменевшей флоры и фауны из того отрезка жизни планеты.
Такие ископаемые называются руководящими и становятся основными представителями своей эпохи. Чтобы стать руководящим, ископаемому нужно соответствовать множеству требований: окаменелость должна часто встречаться на широких районах поисков, обладать узнаваемыми чертами и узким периодом существования.
Подобный метод использовался в 2014 году, когда ученые из Казахстана отравились в экспедицию к реке Шидерты. Река расположена на территории степи, а на ее берегах лежит известняк и камни. Археологи взялись за изучение камней и определили, что это - окаменелые моллюски древнего вида брахиподов: это беспозвоночные, которые жили в морской среде, а найдены были в степях. Находка в очередной раз подтвердила, что в девонском периоде на месте степи был океан Тетис.
Гирохронология и спектральный анализ
Этим способом определяют возраст звезд, которые находятся в сотнях световых лет от Солнечной системы. Старение космических светил не происходит равномерно - 90% времени своего существования они почти не меняются, а серьезные метаморфозы начинают происходить в последние эпизоды существования. Если бы человек рос до 5 лет, всю жизнь не менялся и только на 90-м году начал резко стареть, в 91 год бы умер, его жизнь была бы похожа на модель существования звезд в космосе.
Астрономы поначалу не могли определить даже приблизительный возраст звезд, не находящихся на последних этапах существования. Ученые начали изучать, как звезда излучает свет. Солнце, к примеру, излучает радугу с тонкими линиями черного цвета, если разложить спектр свечения. Линии занимаются поглощением разных химических элементов, и по ним можно определить, каков состав звезды.
При помощи состава светил ученые научились определять и их возраст. В звездах постоянно протекает процесс термоядерной реакции, в ходе которых сгорает водород и появляется гелий. Чем меньше гелия и больше водорода, тем младше звезда.
Также старую звезду от молодой можно отличить по скорости ее вращения. Новые звезды крутятся вокруг своей оси с большей скоростью. Но для наблюдения за вращением нужны сверхчувствительные телескопы, через которые устанавливают ориентиры - солнечные пятна. Чем старше звезда, тем больше таких пятен, и наблюдать за ее вращением становится сложнее.
Телескопом, который способен вести наблюдение за вращением светил, является «Кеплер» - устройство, обнаружившее тысячи экзопланет и звезд. При помощи телескопа удалось подтвердить, что формула гирохронологии работает, и ученые могут рассчитывать возраст звезд, зная скорость их вращения. Однако есть события, из-за которых расчеты могут быть неточными - к примеру, ослабление магнитного поля: вследствие этого процесса звезда начинает вращаться быстрее.
Эпигенетические часы Ховарта
При использовании данного способа ученые обращаются к клеткам, цепи ДНК которых хранят возрастные маркеры, характерные для своих эпох.
Возраст клеток устанавливается при просмотре их ДНК. Когда клетка при формировании определяет, будет она клеткой сосуда или нейроном, из ее состава «вымываются» ненужные гены, собираются в клубки и метилируются - замораживаются и не влияют на работу. Участки цепи ДНК, прошедшие метилирование, приклеиваются друг к другу. Чем больше возраст клетки, тем больше в ней таких участков ДНК.
Ученый Стив Ховарт научился определять точный возраст человека, взглянув на его клетки ДНК. Он 4 года изучал разные участки цепей и вывел часы, позволяющие по узору метилирования определить человеческий возраст точнее, чем другие признаки взросления и старения.
Впервые часы Ховарта начали использовать в Европе при определении точного возраста иммигрантов. Когда беженцы, не имеющие документов, проходят проверку, их возраст нужно уточнить. Раньше это делали либо на глаз, либо просто спрашивали у самих мигрантов. Гостям страны выгоднее называть себя несовершеннолетними, ведь так они получали больше прав и пособий, а в случае преступлений закон был бы к ним не так суров.
Однако применение часов Ховарта столкнулось с критикой, ведь технология далека от совершенства. Клетки, выбранные для изучения, могут стареть не только от течения времени, но и от стресса, болезней или отравления токсинами. После пагубного воздействия клетка может одряхлеть и перестать быть полезными для организма, хотя ее носителю может быть всего 10 лет.
Дендрохронология
Этому методу нас учили еще в школе, на уроках природоведения или биологии. Речь пойдет о годичных кольцах на деревьях - узоре, сформированном изменениями в климате. Узор остается на деревянных домах и предметах, благодаря чему можно точно узнать их возраст.
Летом дерево растет быстрее, чем зимой, поэтому на спиле дерева можно обнаружить множество колец темного и светлого оттенков. Светлые полосы - теплое время года, когда дерево росло быстро, а темные и узкие полосы появились зимами, когда растение замедляло свое развитие из-за неблагоприятного климата. За год дерево добавляет одно кольцо, поэтому можно определить его точный возраст или изменение климата, которому оно было подвержено.
Способ применяли в Великом Новгороде, когда пытались определить точный возраст деревянных мостов. Мостили улицы в то время добротно, использовали принцип укладки толстых бревен на тонкие. Конструкция обновлялась примерно раз в 15-20 лет, и на старые бревна укладывали новые по принципу слоеного пирога. В иных местах города мостовые состояли аж из 28 слоев бревен, первые из которых устанавливали много веков назад.