Классический пример перекрестной датировки находится в Центральной Африке. Еще в 1929 году в Зимбабве британский археолог Гертруда Кэтон-Томпсон (Gertrude Caton-Thompson) столкнулась с самой настоящей первоклассной археологической загадкой. Большой Зимбабве являлся комплексом отдельно стоящих каменных руин у невысокого холма, окруженных каменной стеной, которую древние строители возвели выше подошвы долины (рис. 7.12).
Высокая гранитная стена овального Большого ограждения (Great Enclosure), украшенная шевронными стропилами, поразила своими размерами миниатюрную Кэтон-Томпсон, в жизни не видевшую ничего подобного. Большой Зимбабве был таким сложным сооружением, что первые европейски археологи, обшаривавшие комплекс в поисках сокровищ, отказывались верить, что он был построен чернокожими африканцами. Кэтон-Томпсон искала нетронутые первыми раскопщиками участки слоев заселения и прорыла тщательно спланированные стратиграфические траншеи в ограждениях наверху холма и в Большом ограждении. Почти сразу же она обнаружила фрагменты китайского фарфора, который попал сюда благодаря торговцам с далекого побережья Индийского океана. По своим прежним исследованиям в Египте и других местах она знала, что специалисты могут датировать китайский фарфор с замечательной точностью. Она отправила фарфор в лондонский музей Виктории и Альберта, специалисты которого отнесли эти осколки ко времени династии Минь, к периоду между XIV и началом XV веков н. э. Таким образом, китайский фарфор помог Кэтон-Томпсон получить достоверную перекрестную датировку между Китаем и Африкой, отнеся, таким образом, время расцвета Большого Зимбабве к промежутку между 1350 и 1450 годами н. э. Она пришла к выводу, что именно местные обитатели построили каменные строения. Хотя последующее радиоуглеродное датирование уточнило хронологию Кэтон-Томпсон, ни один ученый не сомневался в истинности ее перекрестной датировки (Garlake, 1973).
Рис. 7.12. Большое ограждение, Большой Зимбабве, Зимбабве
Хронологии, построенные с помощью древесных годичных колец, имеют намного большее значение, чем просто датирование прошлого. Они могут дать информацию о кратковременных климатических изменениях в таких областях, как американский юго-запад, где циклы сухой или более влажной погоды могут вызвать радикальные изменения в структуре поселений. Юго-западные шкалы точны до года, такая точность археологических хронологий редко где достижима. В последние годы в Лаборатории древесных колец Университета Аризоны годовые кольца использовались для реконструкции климатических изменений на юго-западе США начиная с 680 года н. э. и до 1970 года. Нанося на карты, как на контурные, последовательности годичных колец длительностью в 10 лет, специалисты могут сопоставлять покинутые (vacated) большие и маленькие селения-пуэблос с краткосрочными климатическими колебаниями (см. раздел «Практика археологии» в главе 12).
В 1949 году ученый из Университета Чикаго Уиллард Либби (Willard Libby, 1955) произвел революцию в археологии, изобретя метод радиоуглеродного датирования дерева, кости и других органических материалов возрастом до 40 000 лет. Изобретение Либби явилось прямым продолжением разработки атомной бомбы во время Второй мировой войны. Сначала он опробовал свой метод на органических объектах, возраст которых был известен, например на египетских мумиях, но вскоре он начал производить датировку археологических памятников, которые были заселены на тысячи лет раньше. Сегодня радиоуглеродное датирование, основанное на применении ускорительной масс-спектрометрии (УМС) радиоуглерода, позволяет определять возраст таких маленьких объектов, как крупинка угля внутри патрона инструмента или отдельное зернышко на древней ферме (Гоулетт — Gowlett, 1987; Тэйлор — Taylor et al., 1992). Благодаря радиоуглеродному датированию мы знаем, что земледелие сначала появилось в Юго-Западной Азии приблизительно в 8800 (некалиброванных) годах до н. э., и в качестве доказательства у нас есть датированные зерна.
Калибровки, основанные на годичных кольцах, кораллах и таких геологических явлениях, как айсберги, преобразуют эти радиоуглеродные года в календарные хронологии, для земледелия это 10 000 лет до н. э.
Радиоуглеродное датирование является самым широко используемым методом датирования прошлого периода от 40 000 лет назад до 1500 года н. э. и позволяет получить глобальное радиоуглеродное датирование всемирной предыстории и позднего ледникового периода. С его помощью мы можем измерить скорости изменений культур в разных регионах мира и сравнить хронологию таких основополагающих событий, как возникновение земледелия или появление городских цивилизаций в далеко расположенных друг от друга районах (Смит — B. D. Smith, 1992). Принципы радиоуглеродного датирования обсуждаются в разделе «Практика археологии».
Как правило, каждый год деревья дают кольца роста, образуемые камбием (слоем растущих клеток), находящимся между древесиной и корой. Когда начинается сезон роста, большие клетки добавляются к древесине. Эти клетки образуют более толстые стенки и становятся меньше по мере продолжения сезона роста; к концу сезона роста образование клеток вообще прекращается. Такой процесс происходит каждый год, и между древесиной предыдущего сезона, с ее маленькими клетками, и древесиной следующего, с большими клетками, образуется отчетливая линия. Толщина колец может различаться в зависимости от возраста дерева и ежегодных климатических изменений; широкие кольца говорят о хороших годах роста.
Изменения погоды в пределах описываемых областей имеют тенденцию к цикличности. За влажным десятилетием может последовать 50 лет засухи. Всего лишь один сезон может положить конец рекордному сорокалетнему дождливому периоду. Такая цикличность климата отражается в более широких или тонких годичных кольцах, которые повторяются на древесине в пределах ограниченной области. Ученые-дендрохронологи разработали сложные методы корреляции колец разных деревьев таким образом, что можно строить длинные сводные шкалы колец по ряду стволов, и эти последовательности могут охватывать много столетий.
Обычно образцы берутся посредством нарезки полного сечения из старого бревна, находящегося вне строения, с помощью специального бура для получения образцов из бревен, находящихся в строении, или посредством V-образного распила особенно больших бревен. Тонкие или хрупкие образцы перед изучением пропитываются парафином или покрываются шеллаком.
В лаборатории поверхность образца выравнивается до идеальной плоскости. Анализ колец деревьев состоит в записи индивидуальных серий колец и в последующем сравнении их с другими сериями. Сравнение можно проводить на глаз или посредством вычерчивания графика ширины колец в стандартном масштабе таким образом, чтобы одну серию можно было сравнить с другой. Построенные таким образом серии затем можно компьютерным образом сравнить с общей дендрохронологической шкалой данного региона (рис. 7.13).
Рис. 7.13. Построение древесно-кольцевой хронологии. А — шурф, взятый из живого дерева после сезона роста в 1939 году; B-J — образцы, взятые из старых домов и последовательно более старых руин. Источник: Брозуелл Д. Р. и Хиггз Э. Наука в археологии. Adapted from D. R. Brothwell and Eric Higgs, eds. Science in Archaeology. London: Thames and Hudson, 1961