Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) как метод датирования основан на резонансном поглощении электромагнитного излучения неспаренными электронами и применим к конкрециям в пещерах, костям и зубам, кораллам, кварцу и т.д. на период от 20 тыс. до нескольких миллионов лет.
К физическим методам также относят определение степени гидратации обсидиана, который помогает определить возраст камня во временном промежутке от 0 до неcкольких млн. лет.
Существуют также другие методы датировок, основанные на естeственных науках, такие как рацемизация аминокислот - анализ их протеинов, перешедших в то или иное состояние после смерти индивидуума, применимый на оргaнических материалах, таких как кости, зубы и т.д. к интервалу от 100 до 400 тыс. лет.
Дендрохронология, т.е. подсчитывание годично образующихся колец древесины, используется для остатков деревьев и конструкций из них для достаточно короткого периода от 0 до 10 тыс. лет.
В названии тефрaхронологического метода, так же и в предыдущем случае, заложен предмет самих исследований, - тефpы, т.е. вулканического пепла и всех выбросов, накопленных во время извержения, с целью установления идентичности этого вулкана, и тем самым, определения эпизода вулканизационного момента, происшедшего в период от 0 до нескольких млн. лет.
К относительной хронологии относят большинство методов, помогающих осуществить датировочный анализ не напрямую на изучаемом предмете, а на материале его окружающем, что в последствии помогaет скоррелировать датировки, полученные естественными науками.
Для относительного датирования палеолитических, мезолитических, неолитических и энеолитических комплексов широко применяется биостратиграфический метод, основанный на палеозоологическом анализе палеонтологических остатков (Guerin, Faure, 1991).
Биостратиграфический фаунистический комплекс - не повторяющийся во времени комплекс видов млекопитающих, присущий каждой палеозоогеографической подобласти и отличающийся от других таких же комплексов присутствием только ему свойственной стадии эволюционного развития в одной или нескольких филетических линиях. По продолжительности период существования конкретных видов животных, входящих в состав комплекса, может превышать или равняться времени существования этого комплекса. Виды животных, просуществовавшие такое же время, что и комплекс, считаются руководящими, а комплекс соответствует по времени биозоне данного вида. Основными условиями выделения фаунистических комплексов, в определении которых большая заслуга принадлежит В.И. Громову, считаются полная доказанность самостоятельности комплексов, установление их последовательности на одной и той же территории, определение геологического возраста каждого комплекса.
Для Казахстана выделены следующие фаунистические комплексы: илийский (финал верхнего плиоцена); кошкурганский (нижний плейстоцен); хазарский или прииртышский комплекс (средний плейстоцен, днепровское оледенение); верхнепалеолитический (мамонтовый) фаунистический комплекс (конец среднего и верхний плейстоцен). В голоцене к диким видам животных, которые служили охотничьей добычей вплоть до современности, добавляются домашние животные, остатки которых составляют основу для широкого круга проблем, связанных с доместикацией и распространением производящего хозяйства на территории Евразии.
Для определения относительного возраста отложений и установления палеоэкологической обстановки для памятников с погребенными культурными слоями широко применяется спорово-пыльцевой или палинологический метод. Он основан на том, пыльца и споры растений хорошо сохраняются в ископаемом состоянии, они легко переносятся ветром, поэтому они встречаются как в морских, так и континентальных отложениях (Mathieu, and al., 2011).
Обработка образцов проводится в специальных лабораториях (одна из них находится в Казахстане, в Институте геологических наук им. К.И.Сатпаева) по общепринятой методике, используемой в палинологической практике для выделения (обогащения) пыльцы и спор из четвертичных отложений с применением соляной кислоты, пирофосфата натрия, с последующей отмывкой в дистиллированной воде для растворения и удаления солей и др. неорганических соединений. Разделение неорганической и органической фракций породы проводится при центрифугировании в тяжелой жидкости. Органическая часть подвергается ацетолизу с целью окрашивания и дальнейшего очищения органического материала. Полученные таким образом мацераты изучаются под микроскопом (таксономический и статистический анализ).
После лабораторной обработки начинается аналитическая работа с использованием микроскопа. Подсчет пыльцы осуществляется с нескольких препаратов, так как четвертичные отложения, как правило, очень бедны органическими остатками, а для интерпретационной части необходимо определить и подсчитать до 250-300 пыльцевых зерен и спор.
Пыльца определяется по трем основным группам растений, выделяемых по жизненным формам - группе древесных пород, недревесных (трав и кустарничков) и споровых растений. Пыльца древесных пород определяется в основном до рода, древесных и споровых растений - до семейства, реже до рода.
Результаты анализа сводятся в таблицы и представляются в виде пыльцевых диаграмм - графического изображения результатов анализа.
Эти два метода помогают воссоздать палеосреду, в которой жил человек и развивался арxeологический памятник, палеоклимат, свойственный для определенной географической зоны в исследуемый пeриод, а так же судить о палеоэкологии в целом.
Исследования палеогенетики заключаются в рaботе ученых с ДНК древних людей. Этот метод позволяет с помощью вытяжки коллагена из исследуемых костей, определить вид человека, чьи кости были найдены, а также реконструировать его внешний облик.
Палеолит Казахстана и методы его изучения и датирования
В условиях аридной зоны, к которой относится территория Казахстана, на большинстве памятников никогда не существовало культурного слоя в традиционном его понимании. Каменные изделия в подавляющем большинстве обнаружены на древней поверхности не перекрытыми рыхлыми отложениями, т.е. в «открытом», поверхностном залегании. Это определяется тем обстоятельством, что в аридной зоне процессы денудации преобладают над процессами аккумуляции. Здесь обычны памятники «с поверхностным культурным горизонтом» или «с поверхностным залеганием артефактов». В отличие от погребенного культурного слоя, который формируется в относительно короткий отрезок времени, горизонт включает в себя разновременные накопления, порой отделенные друг от друга десятками тысячелетий.
К памятникам каменного века на территории республики применимы лишь единичные методы, такие как технико-типологический и трасологический анализ артефактов, а для очень редко встречающегося костного материала - биостратиграфический.
Технико-типологический метод заключается в подробном описании каменного инвентаря, его статистическом анализе, подсчете индексов (процентного содержания) отдельных типов и категорий орудий по принятой во всем мире методике Ф.Борда, усовершенствованной французскими и российскими учеными.
Кроме технико-типологического и статистического анализа инвентаря проводятся исследования в области технологии расщепления камня и их роли в оценке палеолитических индустрий. Для отдельных стоянок каменного века возможно применение метода функционального изучения каменного инвентаря с исследованием микро- и макропризнаков использования, оставленных человеком на каменных орудиях в результате различной деятельности (трасологический анализ).
Огромную роль в технике обработки камня и типологическом оформлении орудий имеет характер исходного материала - сырья. Поэтому один из основных необходимых анализов - петрографический и минералогический анализ горных пород, из которых изготовлены орудия на том или ином памятнике. Такой анализ производится специалистами геологических учреждений, например, Института геологических наук им. К.И.Сатпаева или, в связи с малым количеством отечественных специалистов, в соответствующих учреждениях стран СНГ.
В данный момент разрабатываются новые методы датировок, применимые не только к Казахстану, но и ко всем странам аридной зоны. Например, большие надежды внушает разрабатываемый во Франции метод датировки по катионному показателю патины. Этот метод применим к большинству крупных палеолитических памятников Мангистау, Северного Прибалхашья (Семизбугу), Хантау и др. В ближайшее время планируется провести переговоры со специалистами Европейского Центра Доисторических Исследований (Тотавель, Франция) для проведения таких исследований
Заключение
Здесь перечислены только основные проблемы изучения каменного века Казахстана и методы их решения. Реализация темы «Палеолит Мангыстау (введение в научный оборот коллекций А.Г. Медоева и их современная интерпретация)» и «Древняя и средневековая история Великой Степи: этногенез и культурогенез - опыт междисциплинарных исследований» по грантовому и программно-целевому финансированию открывает широкие возможности для решения актуальных вопросов в изучении каменного века Казахстана, связанных с датировками объектов, реконструкцией природно-климатической обстановки, жизнедеятельностью и бытом древних людей.
Литература
1. Бажанов В.С., Костенко Н.Н. Атлас руководящих форм млекопитающих антропогена Казахстана. Алма-Ата: Изд-во АН КазССР, 1962. 54 с
2. Деревянко А.П., Маркин С.В., Васильев С.А. Палеолитоведение. Введение и основы. Новосибирск, 1994. 288 с.
3. Кожамкулова Б.С., Костенко Н.Н. Вымершие животные Казахстана /Палеогеография позднего кайнозоя. - Алма-Ата: Наука, 1984. 104 с.
4. Вишняцкий Л.Б. Введение в преисторию. Курс лекций. Изд. 2-е. Кишинев: Высшая антропологическая школа, 2005. 396 с.
5. Brunet, M., Jaeger, J.-J. « De l'origine des anthropoпdes а l'йmergence de la famille humaine », Comptes Rendus Palevol, vol. 16, no 2,э mars-avril 2017, p. 189-195 s.
6. Djindijan, F. Manuel d'archйologie, Chapitre 6. La chronologie absolue, Paris: Armand Colin, 2011. 273. 288 s.
7. Giot, P.-R., L'Helgouach, J., Monnier, J.L. Prйhistoire de la Bretagne, Йd. Ouest-France, 1998. 26 s.
8. Guerin, C., Faure, M. Biochronologie et datations absolues: convergence de methodes dans diffйrents siesdu Palйolithique ancien, Persee, 1991. 41. 46 s.
9. Jull, A.J.T. Radiocarbon, vol. 46, 18th conference, Wellington, 2003
10. Mathieu, R., Bellier, J.-P., Granier, B., 2011. (http://paleopolis.rediris.es/cg/CG2011_B02/)
11. Miskovsky, J.-C. (ed). Gйologie de la Prйhistoire, mйthodes, teshniques, applications. Association pour l'йtude de l'environnement gйologique de la Prйhistoire, Paris, Gйoprй, Presse universitaire de Perpignan, 2002. 1519 s.
12. Oberlin, C., Йvin, J., Ferdiиre, A., Lambert, G.-N., Langouлt, L., Lanos, P. La datation en laboratoire (Collection « Archйologiques »), Paris: Errance, 2005. 198 s.
13. Picq, P., Lemire, L. А la recherche de l'homme, Robert Laffont, 2013. 33 s.
14. Ravard, J.-C. Les principales mйthodes de datation en archйologie, Groupe Vendeen d'Etudes Prйhistoriques, N° 2, 1979. 6 - 38 s.
15. Ritcher, D. Geoarcheology: An International Journal vol. 22 (6), 2006. 672 s.
16. Roth, E. (dir.), Poty, B. (dir.) Mйthodes de datation par les phйnomиnes nuclйaires naturels, Paris: Editions Maiso, coll. « Collection CEA », 1985. 631 s.
17. http://www.inrp.fr/Acces/biotic/evolut/homme/html/lignhom.htm (a)
18. https://www.inrp.fr/magazine/Les-sciences-et-les-methodes-de-l-archeologie/Des-sciences-au-service-d-une-discipline/Les-methodes-de-datation#undefined (b)
19. http://www.hominides.com/html/ancetres/ancetres-homo-neanderthalis.html (a)
20. http://www.hominides.com/html/actualites/homo-sapiens-300000-ans-maroc-1149.php (b)
21. https://www.hominides.com/html/dossiers/methode-datation.php (c)
References
1. Bazhanov V.S., Kostenko N.N. Atlas rukovodjashhih form mlekopitajushhih antropogena Kazahstana. Alma-Ata: Izd-vo AN KazSSR, 1962. 54 s. (In Russian)
2. Derevjanko A.P., Markin S.V., Vasil'ev S.A. Paleolitovedenie. Vvedenie i osnovy. Novosibirsk, 1994. 288 s. (In Russian)
3. Kozhamkulova B.S., Kostenko N.N. Vymershie zhivotnye Kazahstana /Paleogeografija pozdnego kajnozoja. - Alma-Ata: Nauka, 1984. 104 s. (In Russian)
4. Vishnjackij L.B. Vvedenie v preistoriju. Kurs lekcij. Izd. 2-e. Kishinev: Vysshaja antropologicheskaja shkola, 2005. 396 s. (In Russian)
5. Brunet, M., Jaeger, J.-J. « De l'origine des anthropoпdes а l'йmergence de la famille humaine », Comptes Rendus Palevol, vol. 16, no 2,э mars-avril 2017, p. 189-195 s. (In French)
6. Djindijan, F. Manuel d'archйologie, Chapitre 6. La chronologie absolue, Paris: Armand Colin, 2011. 273. 288 s. (In French)
7. Giot, P.-R., L'Helgouach, J., Monnier, J.L. Prйhistoire de la Bretagne, Йd. Ouest-France, 1998. 26 s. (In French)
8. Guerin, C., Faure, M. Biochronologie et datations absolues: convergence de methodes dans diffйrents siesdu Palйolithique ancien, Persee, 1991. 41. 46 s. (In French)
9. Jull, A.J.T. Radiocarbon, vol. 46, 18th conference, Wellington, 2003 (In English)
10. Mathieu, R., Bellier, J.-P., Granier, B., 2011. (http://paleopolis.rediris.es/cg/CG2011_B02/) (In French)
11. Miskovsky, J.-C. (ed). Gйologie de la Prйhistoire, mйthodes, teshniques, applications. Association pour l'йtude de l'environnement gйologique de la Prйhistoire, Paris, Gйoprй, Presse universitaire de Perpignan, 2002. 1519 s. (In French)
12. Oberlin, C., Йvin, J., Ferdiиre, A., Lambert, G.-N., Langouлt, L., Lanos, P. La datation en laboratoire (Collection « Archйologiques »), Paris: Errance, 2005. 198 s. (In French)
13. Picq, P., Lemire, L. А la recherche de l'homme, Robert Laffont, 2013. 33 s. (In French)
14. Ravard, J.-C. Les principales mйthodes de datation en archйologie, Groupe Vendeen d'Etudes Prйhistoriques, N° 2, 1979. 6 - 38 s. (In French)
15. Ritcher, D. Geoarcheology: An International Journal vol. 22 (6), 2006. 672 s. (In English)
16. Roth, E. (dir.), Poty, B. (dir.) Mйthodes de datation par les phйnomиnes nuclйaires naturels, Paris: Editions Maiso, coll. « Collection CEA », 1985. 631 s. (In French)