Автор: Покровский Станислав
Дата: 18-мар-06 20:02

Сравнительно недавно я указывал на возможность кажущегося РУ-удревления растительных артефактов за счет выделения из почвы метана, его окисления до СО2 и участия в фотосинтезе наравне с атмосферным.

Приводились цифры, показывающие, что выделение метана болотами Сибири в среднем дает количество углерода, сопоставимое с годовым аккумулированием углерода растущими над болотами деревьями сибирской тайги.

Сообщалось, что ученые Института микробиологии РАН в 90-х годах плотно занялись изучением бактерий-метанотрофов, которые, как оказалось, прекрасно живут на сфагнуме и превращают в СО2 до 80% метана.

Логике такого замечания о возможной природе искажений РУ-возраста были противопоставлены экспериментальные работы, в которых доказывается, что поднимающийся из болот углерод - совсем даже не древний, а потому серьезных искажений при датировании внести не может.
Количество действительно полевых экспериментальных исследований данного вопроса - невелико. Считанные измерения. В частности - в финских болотах группой Толонена.

http://www.radiocarbon.org/Subscribers/Fulltext/v37n2_Jungner_567.html

Суть эксперимента следующая.

В торфе обнаружено повышенное содержание С-14, связанное с испытаниями атомных бомб на рубеже 50-60-х с максимумом в 1963-64 году. Можно предположить, что растения сфагнума, из которых образуется торф, при росте за счет фотосинтеза используют углекислый газ из атмосферы в смеси с углекислым газом болотного происхождения. Газ болотного происхождения - содержит старый углерод. Средний по летнему периоду состав этой смеси - отразится на составе углерода в соответствующем годовом приросте.

При известных данных по фону С-14 в атмосфере в 1963-64 годах и в каком-то другом году, можно составить систему из двух уравнений с двумя неизвестными, по которой определить долю болотного углерода в питании сфагнума и характерный средний возраст болотного углерода.

В выбранных болотах радиоуглеродный возраст донного торфа достигал 9 тыс. лет для болота К(Корвинсуо) и 3 тыс. лет для болота Л(Лаккасуо).

Измеренное максимальное атмосферное содержание С-14 было 841 пермилле в 1964 году и 150 пермилле на рубеже 80-90-х. В слоях торфа на глубинах 30 см(болото К) и 20 см для болота Л был зафиксирован уровень С-14 соответственно 660 и 564 пермилле, соответствующий максимуму атмосферного содержания С-14 в результате бомб-эффекта. В верхних слоях было зафиксировано 128(К) и 149(Л) пермилле.

Система уравнений для этих измерений простейшая.

841(1-х)+yx=660
150(1-x)+yx=128

Здесь х-доля болотного углерода в питании сфагнума, у- возраст болотного углерода в пермилле.

Решение: х=0.23, у=54 пермилле.

Т.е. при честном решении - несколько больше нуля, хотя ожидается какой-никакой минус. При 5700 лет должно быть (-500) пермилле, при возрасте 3000 лет - около (-250) пермилле.

Положительная цифра - неудобна. И авторы уравнение не приводят. А, порассуждав на пальцах, делают заключение: доля в питании - около 20%, содержание углерода-14 - около нуля пермилле. Т.е. из болота идет весьма и весьма молодой углерод.

Исключительно важное для идеологии радиоуглеродного датирования утверждение подтверждено! Углекислый газ от разложения содержащейся в болотах органики не может влиять на кажущийся радиоуглеродный возраст растущих над болотами растений. Его и сравнительно мало, да и молодой это углерод - почти такой же, как в атмосфере. Ну только немного старше.

Пассы руками - не бог весть как прилично. Но простительно. Но у авторов данной работы есть еще некоторые ляпы. Они не говорят, что брали торфо-моховую пробу, говорят только о торфе. Если это так, то пользоваться значением радиоуглеродного атмосферного фона рубежа 80-90-х ну никак нельзя. Для верхнего слоя торфа следует пользоваться фоном, например, 210-240 пермилле(1982-1984 г - на самом деле - ранее и фон должен быть выше!).
Посмотрим как изменяется решение при использовании такого фона.
При фоне 210 х=0.157, у=-312 пермилле
При фоне 240 х=0.115, у=-734 пермилле

Очень почтенные возраста углекислого газа. А доля - отнюдь не исчезающе малая. Совершенно противоположный вывод!

В принципе пора бить тревогу. Но... может, финны по простоте душевной применили некорректные названия? Все-таки брали торфо-моховую дернину, включающую последние годовые приросты еще зеленого мха. И потому все правильно. Вывод авторов безупречен.

Только не нравится мне мелочь. Смотрю на табличку данных по содержанию радиоуглерода в колонке. Для болота К на глубине 39.5-40 см след бомб-эффекта исчезает. На 35 см он еще весьма осязаемый. Для болота Л на 25 см след бомб-эффекта весьма осязаемый, на 26 см - исчезает. Исчезновение следа бомб-эффекта в атмосфере - это 1957 год. 6 лет до максимума. Ну и сантиметров 6. А между 1963 и 1992 годом - почти 30 лет. Пусть для оценки в болоте Л использован слой 1985-88 года. Все равно 22-25 лет. И сантиметров от пика бомб-эффекта 20.

Что не так?
Во-первых, годовые приросты очень малы. В Северной Швеции в приполярной области сфагнум дает прирост 1-2 см. Причем климатический фактор исследовался. Повышение температуры - в пользу более интенсивного роста сфагнума в Южной Финляндии. Даже на Подкаменной и Нижней Тунгуске над вечной мерзлотой, залегающей буквально на глубинах 30-35 см, - сфагнум демонстрирует низкие типа 0.6 см в год приросты только на самых неудачных местах. Типа бугров ростом 3-7 метров, типа склонов, где примитивно не хватает влаги для роста. А в условиях болот типа К и низких бугров(в обсуждаемой работе бугры, с которых отбирались пробы – 40 см) - 1.5 см в год - запросто! А вообще нормой являются 2.5-3 см в год.
И даже это можно было бы принять за данность. Ну совсем плохие климатические условия были в Финляндии в течение 35 лет с 1957 по 1992 года! Как только радиокарбонщики местные выжили, когда и мох-то не рос.
Но, как я уже указал, между 1957 и 1963 годами(читаемыми по активности С14) темп накопления мха оказывается неотличим от темпа накопления мха от самой верхушки. Сантиметры в год одни и те же!
А вот это уже ни в какие ворота не лезет. Я проконсультировался в МГУ со специалистом, занимавшимся поиском слоев торфа в районе падения тунгусского метеорита. Ознакомился с хорошей статьей на эту тему:
Е.Д.Лапшина, П.А.Бляхарчук. Определение глубины залегания слоя 1908 г. в торфе в связи с поиском вещества тунгусского метеорита. В сб. Космическое вещество и Земля.-Новосибирск: Наука, 1986, с. 80-86
Цитирую:
"...в любой колонке, взятой от поверхности моховой
дернины, можно выделить три горизонта: верхнюю часть моховой дернины с вертикально стоящими стебельками мха, нижнюю часть (зону разрушения), где стебельки сминаются и рвутся, и собственно торф с горизонтальной слоистостью мохового покрова. Поэтому в слоях торфяной колонки сверху вниз количество лет постепенно возрастает".
На типичной кривой рис.1 данной статьи зона разрушений располагается между 38 и 42 см от поверхности дернины. Т.е. от самых кончиков живого стебля. Далее - торф.
Но на промежутке от верха дернины до зоны разрушения - идет явное изменение наклона кривой "глубина vs возраст слоя".
Статья содержит 9 реальных кривых промеров торфо-моховых дернин из различных болот с различными условиями произрастания. Всего же авторы произвели измерения для 35 дернин. В статье представлены именно типичные варианты. Прикладывание линейки к кривым зависимости глубины слоя от возраста при возрасте 30-35 лет(1992-1957=35)позволяет отсечь на оси ординат(глубина слоя) кусок от 5-7 см до 12-15 см. Это хорошая характеристика изменения наклона кривой при характерном годовом приросте мха 0.6-1.5 см Минимальная отсечка происходит на кривых для угнетенных условий роста сфагнума(типа - очень высокие торфяные бугры 3-7 метров)с приростами масштаба 0.6 см/год. Где очень плохо с влагой. То же - на склонах, где вода не задерживается. На крайне медленно растущих торфяниках даже возможно практическое отсутствие отсечки.
А вот 12-15 см отсечки(при среднегодовом приросте 1 см/год) относится ровно к тому типу торфяников, о которых речь у финских авторов. - Плоские верховые торфяники с низкими буграми. На которых хорошо увлажненный мох растет интенсивно. Болото Корвинсуо - именно типичный пример такого торфяника. Да и болото Лакассуо тоже, вроде, влагой не обделено. Поскольку болото не на склоне, а на водоразделе. А бугор тоже – высотой всего 40 см над водой.
Иначе – в условиях, которые были у финских авторов, - было невозможно иметь такую торфо-моховую дернину, у которой в слое 30-35-летней давности на сантиметр приходилось бы столько же лет, сколько и в верхней части колонки. Я не готов предполагать, что измерения были высосаны из пальца. Это почти невероятно. Но как они могли оказаться такими?
Обращает внимание пассаж финских авторов, что они использовали метод определения возраста путем подсчета годовых приростов мха. Очень хорошо. Метод, разумеется, в данной работе не приводится. Но зато он есть в работе советских исследователей. Все просто. Из точки роста отходят в бок множественные листики-пластинки. И пропустив через руки индивидуальное растение, по количеству промежутков между пучочками листиков можно определить возраст каждого конкретного участка стебля. Но растения растут немножко по-разному. Поэтому колонку пробы нарезают на отдельные участки, на них производится подсчет годовых приростов некоторого количества растений. Усредненное количество годовых приростов в каждом участке складывается – и получается возраст участка пробы. В принципе финские авторы, если они пользовались подобным методом, должны были хоть раз указать, какому году какой слой принадлежит. Не указывают! Работают с сантиметрами глубины. Вот только глубины чего? Сами честно говорят: ТОРФА(“peat”).
Только использование торфа дает им черт знает какие выводы. Противоречащие основам радиоуглеродного метода. Вот и приходится и датировки не проставлять, и пассы руками разводить вместо ясных и очевидных уравнений.
А как мы можем объяснить полученные финнами результаты. А вот как. Сфагнум в их удобных для произрастания болотах рос нормальными темпами: 2.5-3 см/год. И за 35 лет выросло этого сфагнума около метра. Но таких растений мха не бывает. Нижние части отмирают и отваливаются, те, что над ними – изгибаются. Верхний слой именно мха составил сантиметров 40 – как раз рост кочки. Соответствует приблизительно 13-15 годам роста сфагнума. Т.е. для отбора пробы в 1993 году – все, что моложе 1978-80 г.г. А постоянно мокрые и потерявшие упругость мертвые нижние части в значительной мере улеглись в форму верхнего, еще неплотного торфа или изогнулись, смялись в зоне разрушения. В этой части колонки пробы располагаются приросты интересных нам сильно активных участков растений с 1957 по 1978-80 годы.. Над 1963-64 годом 30 см за 15-17 лет на одном болоте или 20 см за те же 15-17 лет в другом. Соответственно под слоем 1963 года 7-10 см за 6 лет и 6 см за 6 лет соответственно.
7-10 см за 6 лет – это ввиду большого разрыва в данных авторов. Но имеющаяся цифра для уровня содержания С14 на 35 -35.5 см говорит о том, что такое содержание не могло возникнуть ранее 1959 года. Можно смело говорить о 5 -6 см за 4-5 лет.
В нашем варианте все нормально – как в природе. Нижние слои несколько уплотняются. До горизонтальной укладки обломков стеблей дело еще не дошло – но к тому идет. Во всяком случае в другой работе
http://www.radiocarbon.org/Subscribers/Fulltext/v37n2_Korhola_575.html
автор Толонен на глубине 20-30 см обнаруживает радиоуглеродный возраст 430 лет, а на глубине 50-60 см разные измерения на разных болотах показывают 80 лет, 350 лет и 810 лет. Если бы укладка обломков стеблей не уплотнялась, - неоткуда бы взяться таким возрастам.
Беда нашего варианта реконструкции измерений в том, что для верхних слоев реально обмеренных образцов приходится пользоваться атмосферным радиоуглеродным фоном 1978-80 годов. А это 280-260 промилле. Которые приводят ну к совершенно обескураживающим выводам.
Хотя на месте авторов можно было бы не торопиться с публикацией, а подумать, например, о правильности самой модели явления. Не нравится вывод – ищи ошибку в логике измерений.
Но проще слукавить и подтвердить общепринятое мнение. И публикация есть. На которую потом будут ссылаться как на совершенно объективное измерение.