Все мы ещё со школы знаем, что сталагмиты – это столбы, вырастающие на дне пещер, куда сверху капает насыщенная минералами вода. Специалисты соответствующего научного профиля чаще называют их спелеотемами – в эту категорию входят также сталактиты, свисающие с потолков пещер. Климатологи предпочитают иметь дело со сталагмитами, так как в целом они более предсказуемы в своей эволюции. Изучая их химический состав и возраст, можно выяснить, что представляла собой пещера то или иное время назад. Эти природные объекты иногда содержат информацию об относительно недавних событиях, в том числе о деятельности предков и родственников человека.
Один из первых примеров сбора подобного рода данных был зафиксирован при изучении спелеотемов пещерного комплекса на юго-западе Турции. Ученые, работавшие здесь, изначально планировали искать свидетельства изменения климата, однако заметили в собранных образцах нечто более интересное: слои сажи толщиной до миллиметра. Рассмотрев их под микроскопом, исследователи поняли, что это результат воздействия огня.
Горящее дерево выбрасывает мельчайшие частички угля. На открытом воздухе они были бы унесены прочь ветром, но в пещере им некуда деваться, и они оседают, в том числе на растущих сталагмитах. Огонь мог иметь и естественное происхождение, но конкретно в этих подземельях были найдены человеческие останки, поэтому ученые предположили, что его разводили люди. В конечном итоге археологи выделили для дальнейших изысканий три особенно примечательных сталагмита. Забавный факт: пещеры, в которых были сделаны находки, именуются соответственно Табак и Кокаин.
К сожалению, популярный среди археологов метод радиоуглеродного датирования в данном случае был практически бесполезен. Он основан на выявлении концентрации одного из изотопов углерода, и годится для органики, содержащей названный химический элемент. Горные породы и минералы под это определение не подпадают. Непосредственно сажа может стать объектом подобного анализа, но чтобы провести его, ученым потребовалось бы полностью отделить ее от сталагмита. В данном случае это выглядело не очень практично. Поэтому исследователи решили выяснить возраст самих минералов. Для этого была применена технология, которая чаще используется в геологии, чем в археологии: уран-ториевое датирование.
Это довольно распространенный прием установления возраста спелеотем, содержащих карбонат кальция минерального происхождения. Как следует из названия, метод состоит в измерении соотношения урана и тория. Первый из этих химических элементов в микроскопических дозах присутствует во всей воде на Земле. Его концентрации недостаточно, чтобы отравить хоть кого-то, но обнаружению и измерению она поддается. Это значит, что минералы, остающиеся после испарения влаги, в том числе карбонат кальция, содержат мизерные доли урана. Этот радиоактивный элемент с течением времени распадается, превращаясь в торий-230. Последний почти никогда не присутствует в воде, поэтому считается, что он может оказаться в образце только вследствие распада урана. Сам он тоже со временем разрушается, но, как и его предшественник, с предсказуемой скоростью, что позволяет по соотношению двух элементов весьма точно определять, когда образовался тот или иной минерал.
С помощью уран-ториевого датирования было установлено, что спелеотемы из пещеры Табак имеют возраст около 7000 лет. У этого природного объекта не очень удобный, опасный вход, некомфортная внутренняя температура и плохая вентиляция, поэтому ученые считают, что люди здесь не жили. Однако пещера могла служить местом проведения совершения ритуалов. Эта гипотеза выглядит убедительно ещё и потому, что неподалеку от сталагмитов были найдены обломки керамики и кости животных, которые, видимо, остались после похоронных церемоний. В то же время, спелеотемы из пещеры Кокаин образовались позже – их возраст составляет от 3000 до 500 лет. Вход здесь широкий, поэтому не исключена возможность, что сажу в неё занесло извне. Однако внутри этого объекта есть неоспоримые свидетельства человеческой деятельности, в том числе рукотворный резервуар, датирующийся древнеримской эпохой.
В любом случае, важнее всего то, что исследователи нашли способ заглядывать в прошлое человечества, не требующий каких-то дополнительных доказательств. В будущем он наверняка пригодится при изучении артефактов каменного века возрастом в миллионы лет. В науке существует множество узкоспециализированных методов, использующихся представителями считанных областей. Анализ спелеотемов принадлежал когда-то к этому числу: он имелся в арсенале только геологов и климатологов. Но иногда подобные технологии находят себе применение в другой ипостаси, и тогда ученые получают возможность расширить свои познания о мире, в котором мы живем.
