Технопарк юрского периода. Загадки эволюции
Шрифт:
Таблицы поправок на склонение (моряки давно уже составляли их, чтобы иметь возможность определять по компасу истинный полюс) все время приходилось уточнять: склонение непрерывно менялось. Это означает, что магнитный полюс движется относительно географического (который тоже движется, но гораздо медленней). .
Через 18 лет после плавания Колумба была открыта еще одна составляющая - наклонение магнитного поля: угол между горизонталью и свободно подвешенной намагниченной стрелкой. Позже заметили, что и эта величина не остается со временем постоянной.
Ослабление третьей составляющей - силы магнитного поля тоже было замечено давно. Если принять магнитный момент Земли в 1937 году за единицу, то в 1830 году он был равен 1,061,
Все эти вещи были известны давно, но они мало что говорили ученым: слишком мал был срок наблюдений. Общая вековая и многовековая закономерность не улавливалась.
То же самое было бы и сейчас, если бы не родились несколько десятилетий назад и не расцвели бурно архео- и палеомагнитный методы исследования. Именно они дали геомагнитным исследованиям историческую перспективу.
О чем думает геофизик, глядя на древние черепки
Он думает о том, как мало в принципе изменилась за тысячелетия технология обжига керамики и как это, в сущности, хорошо. Кирпичи и сейчас, и в Древнем Урарту принимали горячее крещение, стоя на длинном ребре. Значит, известно, в каком они были положении относительно вертикали в тот момент, когда температура остывающей глины проходила «точку Кюри», рубеж в 600 градусов Цельсия. Именно в этой точке кирпич намагничивается (слабо, но приборы это обнаружат) под действием земного магнитного поля. Он как бы сохраняет навеки отпечаток современного ему поля. И если археолог может точно датировать кирпич, то археомагнитолог определит сразу две составляющие древнего поля - его напряженность и наклонение в этом месте. Наклонение (угол по отношению к вертикали)- это как раз благодаря «консерватизму» кирпичного дела.
Если посчастливится найти древнюю печь, в которой обжигались кирпичи, или даже обычную печь, то можно определить и склонение, третью составляющую древнего поля в этой точке Земли. Ведь печь никто не сдвигал с места и она сохранила то положение относительно стран света, которое имела, когда остывала в последний раз.
Поразительная по своей стройности картина открылась перед российским археомагнитологом С. Бурлацкой, работавшей на древних кавказских поселениях. В какой-то момент после кропотливых многолетних измерений у нее набралось достаточно данных, чтобы прочертить кривые, уходящие в минувшие тысячелетия. На графике она увидела почти правильные синусоиды!
Величина наклонения магнитной стрелки сильно колебалась. В III веке нашей эры свободно подвешенная стрелка компаса установилась бы здесь, на Кавказе, почти горизонтально, под углом всего в 20 градусов. Через 500 лет она глядела бы своим северным концом под ноги, установившись под углом в 65 градусов. Полный период этих изменений составляет в среднем тысячу лет. Похожий период (только сдвинутый на фазу)- у векового хода магнитного склонения.
В основе обеих кривых одно явление: прецессия, обращение магнитного полюса Земли вокруг ее географического полюса. Японский геофизик Ватанабе установил, что какое бы положение магнитный полюс ни занимал (обращаясь вокруг географического, он может еще колебаться по долготе, с 2001 года он движется из территориальных ледовитых вод Канады к берегам России с небывалой скоростью 40 километров в год), среднее его положение за достаточно большой срок (скажем, за 10 тысяч лет)- это географический полюс. Причина - магнитное поле Земли обязано своим существованием вращению планеты. Поэтому географический и магнитный полюсы - родственники. Они всегда будут близки, хотя почти никогда не совпадают друг с другом точно.
Напряженность магнитного поля меняется более плавно и совершенно независимо от наклонения или склонения. На фоне четырех или пяти периодов «хода» наклонения за последние 50 веков С. Бурлацкая проследила только один гигантский «горб» подъема и падения
В XXXV веке до нашей эры напряженность земного поля была даже меньше современной: 0,4- 0,5 от уровня 1937 года. Она достигла потолка на пороге новой эры (около 1,5). С тех пор она уменьшилась больше чем в 1,5 раза. Чем закончится этот процесс? Новым подъемом или падением до нуля? Археомагнитные данные и не могут сказать об этом. Археологические находки исчезают из слоев земных прежде, чем здесь можно уловить закономерность.
Да и не в том главная ценность археомагнетизма. Он оказался хорошим союзником археологов. Ритмы земного магнетизма помогают им раскрывать тайны человеческой истории.
Образец из Дманиси
Помимо черепков, датировать которые археолог может, он - гораздо чаще - имеет дело с находками, происхождение которых непонятно. Дату их постройки, изготовления еще только предстоит определить. Хорошо, если есть в этих находках угольки, деревянные части - помогает радиоуглеродный анализ. Ну а если нет? Не может ли «застывшее» в кирпиче древнее магнитное поле назвать правильную дату?
Кусочек керамики из Дманиси сохранил в себе современное ему геомагнитное поле. По двум характеристикам этого поля (напряженность и наклонение) можно довольно точно определить дату обжига
Вот перед нами две кривые - одна под другой, в одном временном масштабе. Это все те же синусоиды многовековых изменений наклонения на Кавказе и «горб» падения и подъема силы земного магнита. Кривые, установленные по уже датированным образцам. Где на этих кривых поместить исследуемый образец - кубик с ребром 24 миллиметра, вырезанный из древнего кирпича? Допустим, его остаточная, древняя намагниченность имеет такие данные: наклонение - 52 градуса 57 минут, напряженность 1,33. Тогда горизонталь на графике наклонений пересечет кривую в нескольких местах - VII, XI, XIV века. Выбрать одну из этих дат поможет величина напряженности древнего поля. Отметка 1,33 на нижней кривой расположится как раз под XI веком. Кривые подправляют друг друга, страхуют от ошибок: только по напряженности поля находку датировать можно, но точность падает.
Именно так С. Бурлацкая определила возраст древней разрушенной постройки в местечке Дманиси в Грузии. И многих других кавказских руин.
Конечно, и этот метод преподносит иногда сюрпризы. В одной постройке могут оказаться кирпичи разного возраста. В древние времена ценили строительные материалы, и если здание почему-либо разрушалось, все, что можно, использовали. Так кирпичи кочевали из построек одной эпохи, одного архитектурного стиля в другие.
В некоторых, очень редких, случаях определения археологов и археомагнитологов как будто вопиюще противоречат друг другу. Так было, к примеру, с одной постройкой в Санагири. Заведомо древнее строение вдруг показало при определении возраста археомагнитным методом XIX век. Неудача? Нет, еще одно историческое свидетельство. В XIX веке
строение перемагнитилось, еще раз прошло точку Кюри из-за пожара.
Бывают погрешности из-за того, что древние кирпичных дел мастера не строго вертикально устанавливали свою продукцию. Этим особенно грешили новгородцы. Если бы все древние мастера были столь же безалаберны, ничего не вышло бы у археомагнитологов с датировкой древних строений. К счастью, даже в соседних с Новгородом княжествах и городах мастера придерживались более строгих правил. Иногда ошибки возникали из-за магнитного действия железных предметов, оказавшихся в печи. И все же, если образцов достаточно, все эти ошибки, случайные и разные, как бы устраняют друг друга. В общем, точность метода равняется примерно 25 годам.