Химики нашли способ применять радиоуглеродный анализ для датирования археологической керамики. Они использовали жир, въевшийся в стенки сосудов при готовке. Полученные новым методом датировки нескольких находок совпали с датировками, полученными традиционными методами. Кроме того, ученым удалось датировать находку, которую невозможно было датировать другими методами. Статья с описанием метода опубликована в журнале Nature.
Черепки глиняной посуды — частая находка археологов. Глина есть почти везде, где живут люди, и они очень рано и почти повсеместно освоили технологию изготовления из нее посуды. Кроме того, обожженная глина очень хорошо сохраняется в любой почве. Нередко стиль керамики является основным признаком, по которому классифицируются археологические культуры (например, неолитические культуры ямочно-гребенчатой, линейно-ленточной инакольчатой керамики). Прослеживая эволюцию форм сосудов и узоров на них, можно устанавливать относительную хронологию их создания. Однако абсолютное датирование керамики представляет большие затруднения.
Радиоуглеродный анализ — один из самых распространенных методов абсолютного датирования в современной археологии. Он применяется к веществам органического происхождения, таким как кости, ткани и дерево. В атмосфере и в любом организме углерод представлен главным образом стабильными изотопами, но присутствует также радиоактивный изотоп углерод-14. Пока организм жив и участвует в углеродном обмене (например, дышит или фотосинтезирует), содержание в нем углерода-14 остается таким же, как в атмосфере. Отношение его содержания к содержанию стабильных изотопов известно. Когда организм умирает, стабильные изотопы сохраняются, а углерод-14, как и всякий радиоактивный изотоп, распадается с известной скоростью (период полураспада — 5700 ± 30 лет). Выяснив соотношение стабильных изотопов и углерода-14 в исследуемом образце органики и сопоставив его с соотношением в атмосфере, можно определить, как давно наступила смерть организма. Для этого обычно применяется метод масс-спектрометрии: образец сжигают в специальной камере, и его изотопный состав определяют по образовавшимся ионам.
Глина не является органическим материалом, и потому радиоуглеродный анализ к ней неприменим. Керамику, как правило, датируют по другим предметам, найденным вместе с нею. Например, если в захоронении обнаружены кости и глиняные черепки, кости можно датировать тем же радиоуглеродным методом, а черепки отнести к тому же времени.
При готовке пищи на огне в глиняном сосуде небольшие количества растительных и животных жиров въедаются в стенки и сохраняются вместе с керамикой. Группа Ричарда Эвершеда (Richard Evershed), возглавляющего Центр биохимических исследований Бристольского университета, нашла способ извлекать эти органические остатки из керамики.
Исследуемые черепки они подвергли воздействию серной кислоты. Полученное вещество последовательно разделяли на фазы в центрифуге и затем в хроматографе. В результате они выделили сначала жиры, въевшиеся в керамику, а затем из них — пальмитиновую и стеариновую кислоты в достаточных количествах для масс-спектрометрии.
Чтобы проверить точность метода, Эвершед и его коллеги исследовали в общей сложности 27 образцов керамики с десяти археологических объектов, датированных другими методами. Среди них были два сосуда, найденных на Свит-Трек — неолитической насыпной дороге с деревянной мостовой на юго-западе Англии; и четыре — из Чатал-Хююка на юге Турции; а также образцы из Сахары, Польши и нескольких памятников во Франции, Германии и Нидерландах. Во всех случаях полученные датировки вписались в хронологические модели памятников, построенные на основании байесовской статистики по данным традиционного радиоуглеродного анализа, дендрохронологии (датирования по годичным кольцам деревьев) и других методов.
Кроме того, группа Эвершеда исследовала четыре черепка из крупного скопления эпохи неолита, обнаруженного при строительстве офисного центра в Лондоне. Камни, кости и обугленные остатки растений, найденные вместе с керамикой, были повреждены, и потому находку было невозможно датировать.
Новым методом черепки датировали 4911 ± 27 лет до настоящего времени, 4742 ± 22 года до настоящего времени, 4652 ± 26 лет до настоящего времени, 4733 ± 22 года до настоящего времени (за «настоящее время» условно принимается 1950 год), что совпадает с датировками стилистически аналогичных сосудов, найденных в южной Англии. Таким образом, метод позволил датировать находку по керамике в отсутствие других датируемых материалов.
Химики постоянно находят способы расширить применение радиоуглеродного датирования. Так, в 2018 году французским ученымудалось датировать при помощи радиоуглеродного метода карбонат свинца — неорганический компонент белил, который использовался, в частности, в древнеегипетской и древнегреческой косметике. Радиоуглеродный анализ неорганики оказался возможен благодаря тому, что карбонат свинца вступает во взаимодействие с атмосферным углеродом.