Научные методы датирования в геологии, археологии и истории.
Книга Гюнтера А. Вагнера «Научные методы датирования в геологии, археологии и истории» представляет собой фундаментальный труд, посвящённый методам датирования, применяемым в геологии, археологии и истории. Автор подробно рассматривает различные хронометрические методы, их физические и химические основы, а также их применение для определения возраста геологических пород, археологических артефактов и исторических объектов. Книга предназначена для специалистов в области геологии, археологии и истории, а также для студентов, изучающих эти дисциплины.
Основные аспекты книги:
1. Цель и структура книги:
- Книга представляет собой обзор современных методов датирования, применяемых для изучения четвертичного периода (последние 2 миллиона лет).
- Она построена как систематическое пособие, которое помогает учёным и студентам разобраться в широком спектре хронометрических методов.
- Книга основана на курсе лекций, читаемых автором в Гейдельбергском университете, и предназначена для геологов, археологов и всех, кто интересуется вопросами датирования.
2. Методы датирования:
- В книге рассматриваются как физические, так и химические методы датирования, включая радиоуглеродный метод, калий-аргоновый метод, термолюминесценцию, электронный спиновый резонанс и другие.
- Автор уделяет внимание как теоретическим основам методов, так и их практическому применению, включая примеры и ограничения каждого метода.
- Особое внимание уделено междисциплинарному подходу, так как многие методы датирования требуют знаний из различных областей науки, таких как физика, химия, геология и биология.
3. Материалы для датирования:
- В книге подробно описаны различные материалы, которые могут быть датированы, включая вулканические породы, осадочные отложения, археологические артефакты, органические остатки и другие.
- Для каждого материала указаны подходящие методы датирования, их возрастные диапазоны и ограничения.
4. Проблемы и ограничения методов датирования:
- Автор подчёркивает, что каждый метод датирования имеет свои ограничения и требует критического подхода к интерпретации данных.
- Рассматриваются проблемы, связанные с точностью и разрешением методов, а также с возможными ошибками, как случайными, так и систематическими.
5. Исторический и научный контекст:
- В книге обсуждается историческое развитие методов датирования и их влияние на понимание геологических и археологических процессов.
- Автор также рассматривает роль датирования в реконструкции климатических изменений и эволюции человечества.
6. Благодарности и издание:
- В книге выражена благодарность коллегам и институтам, которые помогали автору в подготовке издания.
- Книга была впервые опубликована на немецком языке в 1995 году, а затем переработана и переведена на английский и русский языки.
Основные главы и разделы:
1. Введение:
- Описывается важность датирования для понимания геологических и археологических процессов.
- Рассматриваются основные понятия, такие как возраст, дата, и терминология, связанная с датированием.
2. Естественная радиоактивность:
- Обсуждаются физические основы радиоактивности и её использование в методах датирования.
- Рассматриваются различные типы радиоактивного распада и их применение в геохронологии.
3. Материалы для датирования:
- Подробно описаны различные материалы, такие как вулканические породы, осадочные отложения, археологические артефакты и органические остатки.
- Для каждого материала указаны подходящие методы датирования и их ограничения.
4. Методы датирования:
- Рассматриваются различные методы, включая калий-аргоновый метод, радиоуглеродный метод, термолюминесценцию, электронный спиновый резонанс и другие.
- Для каждого метода описаны его физические и химические основы, а также примеры применения.
5. Проблемы и ограничения:
- Обсуждаются проблемы, связанные с точностью и разрешением методов датирования.
- Рассматриваются возможные ошибки и способы их минимизации.
6. Исторический контекст:
- Автор рассматривает историческое развитие методов датирования и их влияние на науку.
- Обсуждается роль датирования в реконструкции климатических изменений и эволюции человечества.
Книга Гюнтера А. Вагнера представляет собой ценный ресурс для специалистов в области геологии, археологии и истории, а также для студентов, изучающих эти дисциплины. Она сочетает в себе теоретические основы и практические примеры, что делает её полезной как для исследователей, так и для преподавателей. Автор подчёркивает важность междисциплинарного подхода и критического анализа данных, что делает книгу актуальной и в современном научном контексте.
Содержание:
- Предисловие. — 10
- Предисловие к русскому изданию. — 12
- Принятые сокращения. — 15
Глава 1. Ввведение. — 17
- 1.1. Терминология: возраст и дата. — 20
- 1.2. Естественная радиоактивность — физическая основа датирования. — 22
- 1.3. Погрешности: разрешение и точность. — 28
- 1.4. Классификация четвертичного периода. — 33
Глава 2. Материалы. — 37
- 2.1. Вулканические породы. — 37
- 2.1.1. Базальты. — 37
- 2.1.2. Обсидиановые потоки. — 39
- 2.1.3. Тефра. — 39
- 2.1.4. Ксенолиты и обожжённые контакты. — 41
- 2.1.5. Сульфиды полиметаллов. — 41
- 2.2. Импактиты. — 41
- 2.2.1. Тектиты. — 42
- 2.2.2. Импактные стекла. — 42
- 2.2.3. Эжектиты. — 43
- 2.3. Разломные брекчии и псевдотахилиты. — 43
- 2.4. Фульгуриты. — 43
- 2.5. Осадочные породы. — 44
- 2.5.1. Лёссы. — 45
- 2.5.2. Песок (эоловый). — 45
- 2.5.3. Пески (акватические). — 46
- 2.5.4. Аллювий. — 47
- 2.5.5. Коллювий и делювий. — 47
- 2.5.6. Озёрные отложения. — 48
- 2.5.7. Ледниковые отложения. — 49
- 2.5.8. Археологические отложения. — 49
- 2.5.9. Известковые отложения пещер. — 50
- 2.5.10. Травертины. — 51
- 2.5.11. Глубоководные осадки. — 51
- 2.5.12. Морские фосфориты. — 52
- 2.6. Продукты выветривания. — 53
- 2.6.1. Почвы. — 53
- 2.6.2. Каличе и калькрет. — 54
- 2.6.3. Пустынный загар. — 54
- 2.6.4. Корки выветривания и патина. — 55
- 2.6.5. Фронты диффузии. — 55
- 2.7. Неорганические артефакты. — 55
- 2.7.1. Каменные артефакты (общие замечания). — 56
- 2.7.2. Кремень и кремнистый сланец (silex). — 56
- 2.7.3. Обсидиан. — 58
- 2.7.4. Тектитовые стёкла. — 59
- 2.7.5. Петроглифы. — 59
- 2.7.6. Строительный раствор. — 59
- 2.7.7. Керамика и кирпичи. — 60
- 2.7.8. Печи, обожжённая почва и камни. — 61
- 2.7.9. Искусственные стёкла. — 62
- 2.7.10. Верифицированные форты. — 64
- 2.7.11. Металлургические шлаки. — 64
- 2.7.12. Свинцовые краски и сплавы. — 65
- 2.8. Растительные остатки. — 65
- 2.8.1. Древесина. — 65
- 2.8.2. Древесный уголь. — 66
- 2.8.3. Семена и зёрна. — 66
- 2.8.4. Пыльца и споры. — 66
- 2.8.5. Фитолиты. — 67
- 2.8.6. Бумага и текстильные остатки. — 67
- 2.8.7. Торф и сапропель. — 67
- 2.8.8. Органические остатки в сосудах, на каменных орудиях и наскальных рисунках. — 68
- 2.8.9. Вино. — 68
- 2.8.10. Диатомовые водоросли. — 68
- 2.9. Животные останки. — 69
- 2.9.1. Кости и рога. — 69
- 2.9.2. Зубы. — 70
- 2.9.3. Кораллы. — 71
- 2.9.4. Фораминиферы. — 71
- 2.9.5. Раковины моллюсков. — 72
- 2.9.6. Яичная скорлупа. — 73
- 2.10. Вода и лёд. — 73
- 2.10.1. Океаническая вода. — 73
- 2.10.2. Подземные воды. — 73
- 2.10.3. Ледниковый лёд. — 74
Глава 3. Благородные газы радиогенного происхождения. — 75
- 3.1. Калий-аргоновый метод. — 76
- 3.1.1. Методологическая основа. — 78
- 3.1.2. Практические аспекты. — 84
- 3.1.3. Применение. — 85
- 3.2. Уран-гелиевый метод. — 93
- 3.2.1. Методологическая основа. — 94
- 3.2.2. Практические аспекты. — 96
- 3.2.3. Применение. — 97
Глава 4. Урановые ряды. — 100
- 4.1. Методы. — 108
- 4.1.1. Торий-230/уран-234. — 108
- 4.1.2. Урановые тренды. — 110
- 4.1.3. Протактиний-231/уран-235. — 111
- 4.1.4. Уран-234/уран-238. — 112
- 4.1.5. Избыточный торий-230 (ионий) и протактиний-231. — 112
- 4.1.6. Свинец-210. — 113
- 4.1.7. Радий-226. — 114
- 4.1.8. Торий-228, радий-228. — 114
- 4.1.9. Свинец-206, ‑207, ‑208/уран, торий. — 115
- 4.2. Практические аспекты. — 115
- 4.3. Применение. — 116
Глава 5. Космогенные нуклиды. — 133
- 5.1. Тритий (водород‑3). — 141
- 5.1.1. Методологическая основа. — 141
- 5.1.2. Практические аспекты. — 142
- 5.1.3. Применение. — 143
- 5.2. Гелий‑3. — 144
- 5.2.1. Методологическая основа. — 145
- 5.2.2. Практические вопросы. — 147
- 5.2.3. Применение. — 147
- 5.3. Бериллий-10. — 149
- 5.3.1. Методологическая основа. — 149
- 5.3.2. Практические аспекты. — 151
- 5.3.3. Применение. — 152
- 5.4. Радиоуглерод (14С). — 157
- 5.4.1. Методологическая основа. — 159
- 5.4.2. Практические аспекты. — 175
- 5.4.3. Применение. — 178
- 5.5. Неон-21. — 199
- 5.5.1. Методологическая основа. — 199
- 5.5.2. Практические аспекты. — 200
- 5.5.3. Применение. — 200
- 5.6. Алюминий-26. — 201
- 5.6.1. Методологическая основа. — 201
- 5.6.2. Практические аспекты. — 202
- 5.6.3. Применение. — 202
- 5.7. Кремний-32. — 203
- 5.7.1. Методологическая основа. — 204
- 5.7.2. Практические аспекты. — 205
- 5.7.3. Применение. — 205
- 5.8. Хлор-36. — 206
- 5.8.1. Методологическая основа. — 206
- 5.8.2. Практические аспекты. — 207
- 5.8.3. Применение. — 208
- 5.9. Аргон-39. — 212
- 5.9.1. Методологическая основа. — 212
- 5.9.2. Практические аспекты. — 212
- 5.9.3. Применение. — 213
- 5.10. Кальций-41. — 215
- 5.10.1. Методологическая основа. — 215
- 5.10.2. Применение. — 216
- 5.11. Криптон-81. — 217
- 5.11.1. Методологическая основа. — 217
- 5.11.2. Практические аспекты. — 218
- 5.11.3. Применение. — 218
Глава 6. Треки частиц. — 219
- 6.1. Треки деления. — 221
- 6.1.1. Методологическая основа. — 223
- 6.1.2. Практические аспекты. — 229
- 6.1.3. Применение. — 230
- 6.2. Треки а‑частиц (ядер отдачи). — 237
- 6.2.1. Методологическая основа. — 238
- 6.2.2. Практические аспекты. — 240
- 6.2.3. Применение. — 240
Глава 7. Радиационная дозиметрия. — 243
- 7.1. Термолюминесценция. — 260
- 7.1.1. Методологическая основа. — 261
- 7.1.2. Практические аспекты. — 269
- 7.1.3. Применение. — 271
- 7.2. Оптически стимулированная люминесценция. — 289
- 7.2.1. Методологическая основа. — 291
- 7.2.2. Практические аспекты. — 296
- 7.2.3. Области применения. — 299
- 7.3. Электронный спиновый резонанс. — 305
- 7.3.1. Методологическая основа. — 306
- 7.3.2. Практические аспекты. — 311
- 7.3.3. Применение. — 313
Глава 8. Химические реакции. — 323
- 8.1. Корки выветривания. — 329
- 8.1.1. Методологическая основа. — 329
- 8.1.2. Практические аспекты. — 332
- 8.1.3. Применение. — 332
- 8.2. Гидратация. — 333
- 8.2.1. Методологическая основа. — 335
- 8.2.2. Практические аспекты. — 341
- 8.2.3. Применения. — 342
- 8.3. Подсчёт числа прослоев стекла. — 347
- 8.3.1. Методологическая основа. — 347
- 8.3.2. Практические аспекты. — 350
- 8.3.3. Применение. — 351
- 8.4. Диффузия фтора. — 352
- 8.4.1. Методологические аспекты. — 352
- 8.4.2. Практические аспекты. — 355
- 8.4.3. Применение. — 355
- 8.5. Диффузия кальция. — 356
- 8.5.1. Методологическая основа. — 356
- 8.5.2. Практические аспекты. — 357
- 8.5.3. Применение. — 358
- 8.6. Катионное отношение. — 358
- 8.6.1. Методологическая основа. — 359
- 8.6.2. Практические аспекты. — 361
- 8.6.3. Применение. — 362
- 8.7. Тест на фтор-уран-азот. — 364
- 8.7.1. Методологическая основа. — 365
- 8.7.2. Практические аспекты. — 367
- 8.7.3. Применение. — 368
- 8.8. Рацемизация. — 370
- 8.8.1. Методологическая основа. — 371
- 8.8.2. Практические аспекты. — 377
- 8.8.3. Применение. — 379
Глава 9. Палеомагнетизм. — 388
- 9.1. Методологическая основа. — 389
- 9.2. Практические аспекты. — 402
- 9.3. Применение. — 405
Глава 10. Орбита Земли, климат и возраст. — 419
- 10.1. Годовые циклы. — 419
- 10.1.1. Хронология ленточных глин (варвохронология). — 419
- 10.1.2. Дендрохронология. — 422
- 10.1.3. Подсчёт ледовых слоёв. — 425
- 10.2. Циклы Миланковича. — 427
- 10.2.1. Астрономическое датирование. — 430
- 10.2.2. Изотопы кислорода. — 432
- 10.2.3. Стратиграфия ледовых кернов. — 436
- 10.2.4. Анализ пыльцы. — 439
Приложения. — 442
I. УМС — движущая сила современных радиоуглеродных исследований.
В.А. Левченко, А.М. Смит, У. Зоппи, X. Куа. — 442
- 1. Ускорительный масс-спектрометр ANTARES. — 442
- 2. Примеры применения УМС радиоуглеродного датирования. — 444
- 2.1. Австралийская слоновая птица. — 444
- 2.2. Шахматные фигурки из Венафро. — 444
- 2.3. Терракотовая скульптура Донателло. — 445
- 2.4. Корона Карла Великого. — 445
- 2.5. Документы и артефакты, связанные с покорением Перу Испанией. — 446
- 3. Дальнейшее совершенствование УМС-метода. — 450
- 3.1. Наскальные рисунки Брэдшоу. — 452
- 3.2. Датирование воздуха, захваченного в пузырьках полярного льда. — 456
- 4. Перспективы развития УМС-датирования: на пути к настольной установке. — 460
- Список литературы к Приложению 1. — 462
II. Дендрохронология и радиоуглеродное датирование в археологии.
Е.Н. Черных, Н.Б. Черных. — 463
- 1. Вводные замечания. — 463
- 1.1. Базовые источники исторических реконструкций. — 463
- 1.2. Системы отсчёта времени. — 464
- 1.3. Хронологические источники в археологии. — 465
- 1.4. Ранний цикл в генеральной историко-археологической периодизации. — 466
- 1.5. Поздний цикл в генеральной историко-археологической периодизации. — 468
- 1.6. Циклы, периоды развития и методы абсолютной хронологии. — 471
- 2. Дендрохронология. — 472
- 2.1. Кратко об основах метода. — 472
- 2.2. Процедура дендроанализа. — 476
- 2.3. Локальные дендрошкалы. — 478
- 2.4. Календарный возраст дендрошкал. — 480
- 2.5. Археологические объекты и их комплексы. — 484
- 3. Радиоуглеродное датирование. — 487
- 3.1. Изотопное время и дендрохронология. — 487
- 3.2. Калиброванные датировки. — 488
- 3.3. Пробоотбор: качественный аспект. — 490
- 3.4. Пробоотбор: количественный аспект. — 491
- 3.5. Датировка поселений. — 492
- 3.6. Датировка археологических культур и их общностей. — 496
- 3.7. Хронология металлургических провинций. — 498
- 4. Вместо заключения. — 500
- Список литературы к Приложению II. — 502
III. Кольцо дерева, радиоуглерод и природные процессы.
В.А. Дергачёв. — 503
- 1. Введение. — 503
- 1.1. Кольцо дерева как объект исследования природных процессов. — 504
- 1.2. Как кольцо дерева отражает содержание радиоуглерода в углекислом газе окружающего воздуха. — 505
- 2. Особенности исследования флуктуации содержания радиоуглерода. — 509
- 2.1. Образование 14С и его динамический резервуар. — 509
- 2.2. Глобальная скорость образования 14С в периоды высокой и низкой солнечной активности. — 510
- 2.3. Содержание 14С в кольцах деревьев известного возраста и причины его изменения. — 514
- 3. Солнечная активность, радиоуглерод и климат: 200-летний цикл. — 516
- 3.1. Детектирование ~200-летнего цикла в изменении содержания 14С. — 516
- 3.2. Детектирование ~200-летнего цикла в палеоклиматических данных. — 519
- 3.3. Долговременный тренд в солнечной активности в XX веке — проявление ~200-летнего солнечного цикла. — 521
- 4. Крупномасштабные циклические изменения содержания 14С и природные процессы. — 524
- 4.1. Спектральный анализ данных содержания 14С за последние 10 тысяч лет. — 524
- 4.2. 2400-летний цикл и палеоклиматические данные. — 528
- 4.3. Резкое изменение климата около 2700–2800 лет назад как пример существования 2400-летнего цикла. — 532
- 4.4. Изменение естественного уровня 14С и геомагнитное поле. — 535
- 5. Заключение. — 537
- Список литературы к Приложению III. — 539
Список литературы. — 544