Физики подтвердили гипотезу о заселении Сибири 40 тыс. лет назад

Революционная гипотеза ученых Института геологии и минералогии Сибирского отделения Российской академии наук (ИГМ СО РАН) о том, что первые люди современного вида появились на севере Западно-Сибирской низменности еще в нижнем палеолите (50–40 тыс. лет назад), получила естественно-научные подтверждения. Немалую роль в этом сыграл ускорительный масс-спектрометр (УМС), разработанный в Институте ядерной физики (ИЯФ) СО РАН.

Подтверждением гипотезы столь раннего заселения Сибири людьми заняты члены комплексной экспедиции СО РАН из Института археологии и этнографии (ИАЭТ), ИГМ и ИЯФа, а также их зарубежные коллеги. Датировку древнейших орудий человека, найденных в местонахождении Кушеват в верховьях Оби, провели специалисты новосибирского центра коллективного пользования «Ускорительная масс-спектрометрия НГУ-ННЦ».

Пересмотреть теорию

С конца XIX века в археологии и палеодемографии (наука о расселении человечества по планете) устоялось мнение, что в Западной Сибири представители Homo sapiens появились относительно поздно — ​в середине верхнего палеолита, около 15 тыс. лет назад. Этот факт косвенно подтверждался отсутствием известных стоянок времен палеолита в приполярной зоне к востоку от Уральского хребта. В то же время на западе от Урала таких стоянок было обнаружено множество. Однако эта теория может быть опровергнута благодаря новейшим открытиям геологов и археологов СО РАН.

«В 2021 году в верховьях Оби, на местонахождении Кушеват был обнаружен костеносный горизонт (подповерхностный слой почвы, в изобилии содержащий кости животных. — ​«СР»), в котором доминируют кости северного оленя. В том числе мы обнаружили два оленьих рога со следами обработки — ​рубки, порезов, пропилов. Эти данные подтвердила трасологическая экспертиза. Рядом с этими рогами были найдены два каменных артефакта — ​истощенный нуклеус (массив кремня, от которого откалывали отщепы — ​осколки с режущей кромкой для изготовления ножей, скребков и наконечников стрел. — ​«СР») и собственно отщеп. Современные методы датирования показали, что возраст этих артефактов — ​40 тыс. лет», — ​рассказал Иван Зольников, руководитель проекта, заведующий лабораторией ИГМ СО РАН.

Чтобы исключить ошибку, датирование находок проводилось параллельно двумя методами: ускорительной масс-спектрометрии и оптико-стимулирующей люминесценции (ОСЛ).

«Калиброванная дата по обработанному оленьему рогу методом УМС — ​40 тыс. лет. ОСЛ подтвердила ту же дату при датировании рога и подстилающих песков. Таким образом, перекрестное датирование двумя методами подтверждает наше предположение: Кушеват — ​это самый северный в пределах долины Оби памятник палеолита», — ​утверждает Иван Зольников.

По мнению геолога, перейти через Урал группой из 15–20 человек было нетрудно даже в палеолите. Через приполярные хребты и сейчас проходят широкие долины, по которым в Средние века перетаскивали струги для торговли в Мангазее (русское торговое поселение в Заполярье XVII века), а сейчас туристы таскают байдарки для перехода из Печоры в Обь.

«Я думаю, люди в верхнем палеолите жили одновременно и с западной, и с восточной стороны Уральского хребта», — говорит Иван Зольников.

Столь раннее заселение людьми современного вида севера Сибири геолог объясняет уникальными природными условиями. 50–40 тыс. лет назад добрая половина Северной Америки и север Западной Европы были наглухо закрыты мощными ледяными щитами. В то же время в Сибири ледник находился гораздо севернее. Ледовые массы Западной Европы принимали на себя основные осадки, и в Сибирь воздушные массы приходили сухими и относительно теплыми. Полярный холод в Сибирь пришел только около 15 тыс. лет назад.

Подтвержденные данные

УМС-датирование для подтверждения теории раннего заселения людьми Западно-Сибирской низменности провели в ЦКП «УМС НГУ-ННЦ». Статью с результатами исследования планируется опубликовать в нескольких ведущих международных журналах. Однако еще недавно сделать это было непросто. Ряд рецензентов не принимал данные, полученные новосибирским ЦКП.

«В ЦКП раньше действовала одна установка для проведения УМС-датировки — научная установка «УМС ИЯФ СО РАН». Для ее создания был реализован большой мультидисциплинарный проект нескольких институтов СО РАН, целью которого было создание УМС для археологов», — ​рассказала Екатерина Пархомчук, директор ЦКП «УМС НГУ-ННЦ» и заведующая лабораторией изотопных исследований ИАЭТ СО РАН.

Процедура датирования включает несколько сложных стадий: химическую обработку образца, графитизацию очищенного вещества и УМС-анализ графитов. Калибровка ускорительного масс-спектрометра заняла несколько лет.

«Специалисты ЦКП понимали, что нужно отработать методики, откалибровать все стадии процедуры датирования. Поэтому на начальном этапе активно брали на анализ образцы с уже установленным возрастом. Мы (Институт археологии и этнографии СО РАН. — ​«СР») такие образцы предоставляли», — ​рассказал Игорь Слюсаренко, старший научный сотрудник ИАЭТ СО РАН, специалист по дендрохронологии.

На начальном этапе работ нередко возникали закономерные сложности. На этапе химической обработки образцов случались нарушения технологии, которые приводили к получению не вполне достоверных результатов. Однако со временем ЦКП привлек группу высококвалифицированных химиков — ​и проблема химподготовки графитов была решена.

В 2019 году центр коллективного пользования получил дополнительные возможности — ​Новосибирский госуниверситет поставил в ЦКП ускорительный масс-спектрометр швейцарской фирмы MICADAS. На нем специалисты центра смогли проводить перекрестное датирование археологических находок и получать два независимых заключения по одному и тому же образцу. Преимущество этого подхода еще и в том, что масс-спектрометры «УМС ИЯФ СО РАН» и MICADAS совершенно разных конструкций. Для подготовки графитов для датирования используются два типа графитизаторов, что открывает перед ЦКП уникальные возможности.

Международный кросс-тест

«В 2020 году ЦКП подал сведения о работе датировочной лаборатории в журнал Radiocarbon и был внесен в международный реестр лабораторий, специализирующихся на радиоуглеродном датировании, под названием AMS Golden Valley. После этого данные ЦКП могут принимать в любых иностранных журналах», — ​рассказала Екатерина Пархомчук.

Это был первый шаг к признанию результатов новосибирского УМС. Следующим стало добровольное прохождение лабораторией Седьмого международного кросс-теста The Glasgow International Radiocarbon Intercomparison, который подтверждает достоверность измерений и сравнивает их у лабораторий по всему миру.

«Проводится слепое тестирование — ​в лаборатории по всему миру рассылают идентичные образцы и сопоставляют результаты. Итоговая статистика публикуется в журнале Radiocarbon. Мы это тестирование прошли на двух УМС и двух графитизаторах российского и швейцарского производства», — ​подчеркнула Екатерина Пархомчук.

Лаборатория обрабатывает несколько сотен образцов в год, получая из них более 1,5 тыс. графитовых мишеней, по которым выдаются радиоуглеродные даты. Сейчас очередь на проведение тестов — ​до февраля 2023 года. Среди заказчиков — ​научная группа Ивана Зольникова.

«Мы продатировали около сотни образцов. Это вполне представительная выборка, чтобы делать достоверные выводы о времени заселения Сибири людьми», — ​считает Екатерина Пархомчук.

СПРАВКА

Ускорительная масс-спектрометрия — сверхчувствительный метод изотопного анализа, при котором производится тщательная селекция атомов вещества с подсчетом изотопов. Он позволяет с высокой точностью датировать археологические находки и геологические породы, изучать состав атмосферы и ткани живых организмов разных исторических периодов.