Начальные результаты по датированию археологических памятников эпохи голоцена на УМС в ЦКП СО РАН «Геохронология кайнозоя»: экспериментальные 14С-даты и сравнительный анализ данных

Работа ЦКП «Геохронология кайнозоя» началась в 2007 г. Тогда же была создана Лаборатория пробподготовки образцов для датирования и произведена сборка, наладка и запуск оборудования ускорительного масс-спектрометра – УМС (accelerator mass-spectrometry, AMS)**. С 2008 г. в Центре начаты экспериментальные работы по датированию органических (уголь, кость, древесина) и неорганических материалов (седименты, карбонаты, раковины моллюсков) из археологических памятников и из природных объектов. Некоторые тестовые результаты для периода позднего плейстоцена подтверждают ожидания исследователя [Глушенко, 2013, с. 123]. Также апробация экспериментальных данных прошла на материалах скифской эпохи [Бородовский, 2013, с. 79]. Однако отсутствие анализа самих дат (в т.ч. калибровки) делает их использование затруднительным. Первые результаты, полученные для памятников эпохи голоцена, на наш взгляд, имеют меньшую информативную ценность по сравнению с данными по плейстоценовым объектам. Описание результатов датирования голоценовых объектов и является целью публикации.

Экспериментальное датирование на УМС осуществлялось на материалах памятников эпохи бронзы Барабинской лесостепи. С целью контроля результатов был использован принцип сравнительного датирования – измерение возраста одних и тех же образцов в разных радиоуглеродных центрах.

Направление по экспериментальному датированию совпало с программой систематического серийного 14С-датирования памятников эпохи бронзы юга Западной Сибири (с 2007 г.; см. напр.: [Молодин и др., 2010; Molodin et al., 2012]). Здесь для построения радиоуглеродной культурно- хронологической шкалы в качестве полигона были выбраны материалы из погребений. Практически все захоронения не нарушены. Материал – кость человека, иногда – кость животного (сопроводительная пища). Основным центром для измерения возраста органических остатков в рамках программы серийного датирования являлась Лаборатория геологии и палеоклиматологии кайнозоя ИГМ СО РАН. Здесь, начиная с 2007 г., выполнено более 160 определений возраста для комплексов эпохи неолита и бронзы. Для ряда памятников и культур эти результаты были проверены в других центрах* (в т.ч. и на других материалах – биоапатитах) и хорошо согласуются [Там же]. Таким образом, 14С-определения Лаборатории геологии и палеоклиматологии кайнозоя ИГМ СО РАН являются надежной контрольной основой для сопоставления измерений УМС в ЦКП «Геохронология кайнозоя».

Для экспериментального датирования на УМС было выбрано 9 образцов из 5 некрополей эпохи раннего металла – ранней бронзы, изученных, начиная с 1980-х гг. В.И. Молодиным [2001]. Могильники принадлежат усть-тартасской культуре эпохи раннего металла (Крючное-6, Гришкина Заимка) и культурам эпохи ранней бронзы – одиновской (Преображен-ка-6) и кротовской (Камыши-1, Сопка-2/4Б). Все анализируемые комплексы имеют точную культурную привязку и определенное положение в системе периодизации культур юга Западной Сибири (см. таблицу ).

Восемь антропологических образцов (бедренная кость) были отобраны и переданы для анализа в ИГМ СО РАН (SOAN-). Затем из этих образцов специалистами из Лаборатории пробподготовки ЦКП «Геохронология кайнозоя» были отобраны пробы для датирования на УМС (NSKA-). Такая процедура полностью исключает вероятность «подмены» образца. Кроме того, 4 образца (другая бедренная кость индивидуума) из этих захоронений были переданы на датирование в Радиоуглеродную лабораторию ИИМК РАН (Санкт-Петербург, Le-). Для могильника Преображенка-6 по двум погребениям одиновской культуры ранее были получены две согласные друг другу даты в разных радиоуглеродных центрах (см. таблицу ), что и определяло возраст могильника. Поэтому в данном случае для сравнительного анализа была возможность выбрать материал из другого одиновского захоронения данного некрополя.

Все даты были прокалиброваны в программе OxCal_3.10 [Reimer et al., 2004]. Помимо уточнения реального возраста это давало возможность оценить в рамках доверительных интервалов (± 1 и 2 сигма) соответствие экспериментальных результатов контрольным измерениям (см. таблицу ). Здесь важно отметить, что результаты пересчета программой OxСal в настоящее время являются сильно приближенными, поскольку, в отличие от аттестованных AMS, УМС СО РАН не позволяет вносить поправку на стабильные изотопы. Такая поправка может достигать 400–500 лет для образцов, возрастом до 10000 лет [Stuiver, Polach, 1977]. Тем не менее,

Радиоуглеродные и калиброванные даты из памятников Барабинской лесостепи

учитывая приближенность результата, сравнение данных для памятников эпохи бронзы без использования калибровки в настоящее время невозможно (см. напр.: [Reimer et al., 2004]).

Сравнительный анализ измерений образцов, выполненных в ИГМ СО РАН, с результатами других центров (Берлин, Bln-; Санкт-Петербург, Le-) выявил практически во всех случаях схожесть результатов как по ±1 сигма (SOAN-7234 и Bln-5842L+Bln-5904LI; Le-9088 и SOAN-8284; Le-9087 и SOAN-8285), так и по ± 2 сигма (Le-9089 и SOAN-8282). Только в одном случае дата Le-9090 была сильно удревнена*, что не соответствовало ни археологическим реалиям, ни остальным четырем ¹⁴С-определениям для памятника кротовской культуры – в рамках XIX–XVII вв. до н.э. (см. таблицу, рисунок ).

Результаты, полученные на УМС (9 дат), можно разделить на три категории: полностью соответствующие контрольным измерениям, соответствующие частично и не соответствующие. К первой категории относятся данные по Преображенке-6 (NSKA-(s364)), по одному из погребений Камыши-1 (NSKA-(s187)) и по всем захоронениям на Сопке-2/4Б (NSKA-(s467), NSKA-(s479), NSKA-(s190)) (см. рисунок ). Необходимо отметить, что измерение возраста кости животного на могильнике Преображен-ка-6 полностью соответствовало возрасту останков погребенных, что продемонстрировало точность измерений (см. таблицу ). В трех случаях (NSKA-(s364), NSKA-(s467), NSKA-(s479)) соответствие возраста находилось в пределах ±1 сигма, что указывает на высокую точность измерений (см. рисунок ). ¹⁴С-возраст трех образцов, выполненных по материалам Сопки-2/4Б (NSKA-(s190), -(s467), -(s479)), полностью соответствовал предыдущим серийным измерениям возраста этого памятника в рамках первой половины III тыс. до н.э. [Молодин и др., 2010].

Частичное совпадение результатов (NSKA-(s193), NSKA-(s194)) обнаружилось только с датами Радиоуглеродной лаборатории ИИМК РАН (Le-), выполненными по материалам захоронений усть-тартасской культуры эпохи раннего металла (Крючное-6, Гришкина Заимка) (см. рисунок ). Пересечение результатов этой группы дат (NSKA- и Le-) во многом обусловлена, на наш взгляд, довольно большой среднеквадратичной ошибкой (± ≥200 лет), в то время как для дат SOAN- величина ошибки меньше (± ≥35–65 лет).

Полное несовпадение результатов наблюдается для двух образцов из погребений могильника Камыши-1 (NSKA-(s188), NSKA-(s192)). Выше уже отмечалось, что для этого памятника имеется пять дат, из которых четыре находятся в одном хронологическом диапазоне – XIX–XVII вв. до н.э., и один из экспериментальных образцов (NSKA-(s187)) хорошо согласуется с общей хронологией могильника. Характерно, что во всех случаях частичного или полного несовпадения результатов, измерения на УМС отличаются трендом к омоложению. Разница в возрасте составляет 700–800 радиоуглеродных лет (см. таблицу ).

Calibrated date

8000CalBC 6000CalBC 4000CalBC 2000CalBC CalBC/CalAD

Радиоуглеродные даты и распределение их калиброванных значений.

Пунктиром обозначены интервалы соответствия экспериментальных дат другим ¹⁴ С-определениям возраста.

Таким образом, сравнив результаты УМС c контрольными измерениями возраста в других лабораториях, можно заключить, что на данный момент только в половине случаев можно судить о точности измерений на УМС. Кроме того, использование 14С-дат, выполненных только на УМС, с большой среднеквадратичной ошибкой (± ≥200) для памят- ников эпохи бронзы вызывает определенные сложности. В археологии эпохи бронзы Сибири в ряде случаев точность определения хронологии памятника или культуры находится в рамках 100–200 калиброванных лет (см.: напр.: [Molodin et al., 2012]). Имея при калибровке дат вариационный размах возраста 1500 лет (по ±2 сигма), можно в лучшем случае только подтвердить очевидную принадлежность объектов к эпохе бронзы, но невозможно определить этап и тем более надежно судить о хронологии археологической культуры. Для использования результатов датирования археологических объектов эпохи голоцена необходима дальнейшая работа по повышению точности определения возраста [Rastigeev et al., 2012], в т.ч. внесение в измерения поправки на изотопное фракционирование.