Наверное, нет такого человека, по крайней мере с техническим образованием, который не слышал бы о радиоуглеродном методе датирования. Суть метода сводится к задаче о бассейне с двумя трубами. В верхних слоях атмосферы из азота с массовым числом 14 под действием вторичных нейтронов космических лучей непрерывно образуется радиоактивный углерод с таким же массовым числом. В свою очередь он с периодом полураспада около 6000 лет превращается обратно в азот.
Пока живой организм дышит воздухом, поглощая углекислый газ с небольшой составляющей радиоактивного углерода, он находится в равновесии с атмосферой. Как только наступает смерть, количество радиоактивных атомов углерода в этом организме сокращается со временем. Чем ниже активность — тем древнее образец.
Проблемой радиоуглеродного метода датирования является то, что скорость образования углерода-14 не постоянна, в зависимости от интенсивности потока галактических космических лучей, активности Солнца или вспышек сверхновых звезд. Но то, что является проблемой для одних, оказывается хлебом насущным для других. Изучая активность углерода-14 в годовых кольцах деревьев, дающих идеальную шкалу времени, можно восстановить скорость образования углерода-14, а через него — пофантазировать о процессах, происходящих в космосе.
Так, в недавней работе японских ученых, опубликованной в 2012 году в журнале Nature [1], было обнаружено, что, по данным изучения активности углерода-14 в годичных кольцах японского кедра около 775 года н.э., скорость образования угле-рода-14 резко возросла. Да так возросла, что ни один из известных источников космического излучения не может быть привлечен для объяснения этого эффекта.
Наука хороша тем, что чем громче открытие, тем пристальнее оно привлекает к себе внимание. Первым делом, конечно, важно было установить, а был ли мальчик, т.е. проверить, а будут ли результаты воспроизведены, если изучить годовые кольца в других регионах. Для этого собрался коллектив авторов из девяти научных организаций Финляндии, Германии, США, Швейцарии, России и Кореи [2]. Проанализировав годичные кольца немецкого дуба (дерева Штейнбах 91 с реки Майн, использовавшегося ранее для построения европейской части дендрохронологической шкалы), результаты японских коллег оказались воспроизведены с исключительной точностью (рис. 1). А раз так, то надо думать, в чем же причина этого возрастания. Однако прежде чем искать причины в космосе, надо было сделать еще один важный шаг.
Дело в том, что величина аномалии, хоть и пропорциональна скорости образования углерода-14, но с неизвестным заранее коэффициентом пропорциональности, который можно получить, только исходя из моделирования углеродного цикла в земной атмосфере.
Помните задачу про бассейн с двумя трубами? Так вот, на самом деле у этого бассейна гораздо больше труб (рис. 2). В статье [1] упростили модель, исключив из моделирования океаны, чего, как показано в статье [2], делать нельзя, так как океаны являются основным резервуаром углерода на Земле. В результате расчетная скорость образования углерода-14, соответствующая обнаруженной аномалии, снизилась в пять раз, и необходимость привлекать невероятные, неизвестные до сих пор источники космических лучей отпала.
Всё оказалось объяснимо за счет аномально сильной активности Солнца. В районе 775 года н.э. произошла самая сильная вспышка на Солнце за последние тысячи лет, но всё же не выходящая за пределы понимания современной физики. Итак, одновременно открытие японских ученых подтвердилось, и в то же время необычное объяснение нового феномена было закрыто.
Причем тут пылающий щит в небесах? Вспышки на Солнце приводят к сильным полярным сияниям. И чего только европейцы ни видели около 775 года н.э. И пылающий щит, и красный крест, и змея в небесах. У европейцев огненные чертики в глазах, а Солнце под подозрением.
1. Miyake F., Nagaya K., Masuda K., Nakamura T. A signature of cosmic-ray increase in AD 774-775 from tree rings in Japan. Nature, v. 486, p. 240-242 (2012).
2. Usoskin I.G., Kromer B., Ludlow F., Beer J., Friedrich M., Kovaltsov G.A., Solanki S.K., Wacker L. The AD775 cosmic event revisited: the Sun is to blame. Astronomy & Astrophysics, v. 552, L3 (2013).
Храни вас Бог!