Минеральном веществе и коллагене

 

Дендрохронологические шкалы разработаны лишь для от­дельных участков земной поверхности. «Дальность» действия их сравнительно невелика. Кроме того, далеко не всегда в тех отложениях, возраст которых необходимо установить, встречаются стволы деревьев или хотя бы обломки древесины. Как же поступить в этом случае? Нельзя ли использовать для определения возраста отложений скелеты древних жи­вотных?

Оказалось, что и это возможно. Известно, что каждая кость состоит из минеральных и неминеральных веществ. В этом нетрудно убедиться, если прокалить кость на огне и сделать химический анализ несгоревшего остатка.

После гибели животного минеральное вещество кости начинает выщелачиваться и постепенно замещается другими неорганическими соединениями. Утрачивая свой первоначаль­ный состав, насыщаясь новыми элементами, кость медленно превращается в окаменелость.

При этом скелет погибшего животного может попасть на каменистый или песчаный грунт, может покрыться слоем наносов или остаться лежать под открытым небом, испы­тывая действие солнечных лучей, дождя и ветра. И в каждом случае процесс изменения первоначального состава кости будет протекать по-разному.

Немецкий анатом И. Дюрст определил скорость, с которой выщелачивается минеральное вещество кости в различных условиях. Ему удалось показать, что если известна обста­новка, в которой был захоронен скелет погибшего организма, то, узнав органический состав кости и количество оставше­гося в ней первичного минерального вещества, можно уста­новить время смерти животного с точностью до одной-двух тысяч лет.

На основании расчетов Дюрста были построены таблицы, позволявшие оценивать возраст органических остатков, погре­бенных в наиболее близких к нам отложениях четвертичного периода. Этот метод давал неплохие результаты при изуче­нии археологических находок и иногда даже при исследова­нии так называемых субфоссильных, т. е. полуокаменевших, скелетов.

Но за 14 тыс. лет все исходное минеральное вещество кости успевает подвергнуться выщелачиванию, и для более старых окаменелостей этот способ уже непригоден. Как же быть тогда?

Ответ на этот вопрос дал украинский ученый Иван Гри­горьевич Пидоплычко. Как уже говорилось, в каждой кости кроме минеральных веществ содержатся еще и неминераль­ные. Одно из них — промежуточное вещество костной ткани, известное под названием коллаген или оссеин, разлагается очень медленно, сохраняясь в скелете погибших животных десятки и даже сотни тысяч лет. Особым способом прокали­вая ископаемые кости вымерших зверей, можно выяснить, какое количество коллагена сохранилось в этих костях, а зная первоначальное его количество, можно подсчитать, сколько лет назад погибло животное.

Находка в Пилтдауне: 1 - пилтдаунская подделка; 2 - череп совре­менного человека.

 

Метод, предложенный Пидоплычко, гораздо совершеннее метода Дюрста. И хотя его тоже нельзя считать непогреши­мым, но это уже отчетливо наметившееся направление, от­крывающее для абсолютной геохронологии широкие возмож­ности. Достаточно вспомнить, что коллаген содержат все кости, известные из современных и верхнечетвертичных от­ложений, чтобы понять, насколько большую роль может сыграть это направление в стратиграфии горных пород, обра­зовавшихся в ближайшую к нам эпоху кайнозойской эры.

Были предложены и другие методы определения абсолют­ного возраста слоев на основании химического анализа ске­летов погребенных в них животных.

Один из таких методов основан, например, на изуче­нии содержания в ископаемых костях фтора. Было выяснено, что чем «старше» найденный скелет, чем древнее его геологи­ческий возраст, тем больше фтора в веществе ископаемых костей. С течением времени увеличивается также и отноше­ние количества фтора к присутствующему в кости моноксиду углерода (СО). Зная эти соотношения, можно оценить про­должительность пребывания в земле интересующей нас па­леонтологической находки и, обобщив данные по многим коллекциям, указать даты образования каждого пласта, со­держащего органические остатки.

Приведем один пример.

В начале нынешнего столетия в Англии, в окрестностях селения Пилтдаун, были найдены потемневшие обломки че­репа, очень похожего на череп современного человека. Но нижняя челюсть этого существа резко отличалась от чело­веческой. Она напоминала, скорее всего, челюсть шимпанзе. Разгорелись споры. Одни считали, что попросту не могло существовать животного, которое столь явно совмещало бы в себе признаки обезьяны и человека. Другие, напротив, усмотрели в этой находке еще одно доказательство происхождения человека от обезьяноподобных предков и выделили загадочное животное в самостоятельный род, который назвали «эоантропус», что значит «заря-человек».

Почти 40 лет продолжались разногласия. В некоторых монографиях даже появилось описание этого странного че­ловека. Но в 1953 г. был определен абсолютный возраст пилтдаунских костей. Что же оказалось? Череп действительно принадлежал человеку, но не примитивному, а нашему срав­нительно недавнему предку, жившему около 600 лет назад. Челюсть же оказалась принадлежащей обыкновенному шим­панзе и была еще моложе — около 500 лет. Кроме того, при изучении под микроскопом выяснилось, что зубы в челюсти были подпилены. Это придало им необычный вид и заставило некоторых исследователей поначалу усомниться в том, что найденная челюсть принадлежит обезьяне.

Но надо заметить, что и череп, и челюсть выглядели как настоящие окаменелости. Откуда же взялись у них признаки ископаемых костей, сумевшие ввести в заблуждение спе­циалистов? Химики без труда ответили и на этот вопрос: просто авантюрист (или шутник?) тщательно обработал оба образца перманганатом калия и хромпиком. Надо отдать ему должное — сделано это было настолько искусно, что череп и челюсть приобрели одинаковую окраску и имели столь естественный вид, что даже опытный глаз не мог разоблачить фальсификацию.

 

ВОЗРАСТ КАМНЯ