Предыдущая страница реферата | 1  2  3

Люминесцентные методы позволяют датировать образцы возрастом примерно от 100 до 200 000 лет и в идеале дают ошибку не более 10%. Но это, как всегда, лишь «в идеале». На количество накопленного кристаллом света влияет множество факторов, в первую очередь — структура кристалла, количество дефектов кристаллической решетки и, конечно, уровень радиации в том месте (или местах), где кристалл находился. Этот уровень мог меняться не только из-за деятельности человека, но и по другим причинам — например, из-за периодических контактов кристалла с грунтовыми водами. Трудности при определении возраста пещерных отложений могут быть связаны еще и с тем, что не всегда можно точно установить, какие песчинки в этих отложениях принесены «с улицы» первобытными обитателями пещеры, а какие насыпались с потолка.

Метод электронно-парамагнитного или электронно-спинового резонанса тоже основан на изменениях, постепенно накапливающихся в кристалле под воздействием радиации. Только в данном случае речь идет не о количестве «возбужденных» электронов, способных «успокаиваться» с излучением света, а о количестве электронов с изменившимся спином. Чтобы определить число таких электронов, физики используют резонансные методы, то есть подвергают колебательную систему (в данном случае кристалл) периодическому внешнему воздействию (например, помещают в переменное магнитное поле) и наблюдают отклик, который дает система при сближении частоты внешнего воздействия с одной из частот собственных колебаний системы. Для простого палеонтолога или археолога такие премудрости абсолютно непостижимы. Все вопросы — к физикам, пожалуйста. Они, кстати, утверждают, что метод позволяет датировать образцы возрастом до двух млн лет, лучше всего работает на карбонатных породах, и очень хорош для определения возраста зубной эмали.

Существует еще целый ряд физико-химических методов абсолютной датировки, имеющих ограниченную область применения. В качестве примера можно привести аминокислотный метод, основанный на том, что «левые» аминокислоты, из которых построены белки всех живых организмов, после смерти постепенно рацемизируются, то есть превращаются в смесь «правых» и «левых» форм. Метод применим только к образцам очень хорошей сохранности, в которых сохранилось достаточное количество первичного органического вещества. Другая сложность заключается в том, что скорость рацемизации напрямую зависит от температуры. Поэтому, например, для образцов из умеренных широт метод имеет разрешающую способность порядка 20-30 тыс. лет, но применим лишь для молодых отложений (не старше 2 млн лет); в полярных районах метод позволяет датировать более старые образцы (до 5-6 млн лет), но с меньшей точностью (ошибка порядка 100 тыс. лет).

Дендрохронологический метод, или датирование по древесным кольцам, в большой чести у археологов. Этот метод позволяет датировать только самые молодые отложения (возрастом до 5-8 тысяч лет), зато с очень высокой точностью, вплоть до одного года! Нужно лишь, чтобы в раскопе обнаружилось достаточное количество древесины. В стволах большинства деревьев образуются годовые кольца, ширина которых колеблется в зависимости от погодных условий соответствующего года. Характерные «спектры» широких и узких колец примерно одинаковы у всех деревьев данной местности, растущих одновременно. Специалисты по дендрохронологии составляют сводные дендрохронологические шкалы, протягивающиеся от сегодняшнего дня в прошлое. Очень помогают в этом деревья-долгожители. Самому старому из доживших до наших дней деревьев было 4844 года, когда его срубили в 1965 году (это считается одним из самых печальных событий в истории дендрохронологии). Старейшему из живых деревьев на планете 4789 лет. Это сосна (Pinus longaeva), растущая в Калифорнии.

К сожалению, погода в разных районах Земли сильно различается, и если в Канаде выдалось теплое лето (и деревья образовали толстые годовые кольца), то в Сибири то же самое лето вполне может оказаться холодным, и годовые кольца будут тонкими. Поэтому для каждого региона приходится составлять отдельные дендрохронологические шкалы.

Дендрохронологический метод применим только для районов с сильными сезонными колебаниями климата (температуры или количества осадков) — в противном случае четких годовых колец не образуется. Кроме того, состав почвы должен способствовать хорошей сохранности древесины, а изучаемые археологические культуры — широко использовать дерево в хозяйстве.

Хорошие результаты может давать совместное использование дендрохронологического и радиоуглеродного методов. Годовые кольца не только сохраняют память о погодных условиях конкретного года — по небольшим изменениям уровня 14С от кольца к кольцу можно судить о флуктуациях содержания этого изотопа в атмосфере. Это позволяет существенно повысить точность радиоуглеродного датирования, а также дает дополнительный источник данных для дендрохронологической корреляции (позволяет коррелировать годовые кольца не только по их ширине, но и по содержанию 14С). В ряде регионов надежные дендрохронологические шкалы удалось протянуть на 8-9 тыс. лет в прошлое, а при помощи радиоуглеродной калибровки — до 13 тыс. лет и более.

На этом рисунке показано, как осуществляется дендрохронологическая корреляция (изображение с сайта uts.cc.utexas.edu)

Метод молекулярных часов. Для палеонтологии, как мы говорили, характерно преобладание относительных датировок в научных статьях, тогда как абсолютные датировки встречаются в основном в популярных пересказах, в которых журналисты в угоду читателям переводят эпохи, ярусы и подъярусы в миллионы лет, сверяясь с геохронологической шкалой. Иное дело — научные статьи по генетике и молекулярной биологии. Там сплошь и рядом встречаются абсолютные даты: «человек и шимпанзе разошлись 5-8 миллионов лет назад», «рис и просо происходят от общего предка, жившего 30-60 млн лет назад» (см. У растений обнаружен межвидовой обмен генами, «Элементы», 22.12.2005 и так далее).

Большинство абсолютных датировок, встречающихся в современных статьях по генетике, молекулярной биологии и другим «непалеонтологическим» отраслям биологии, частично или полностью основываются на принципе «молекулярных часов».

Современная биология опирается на эволюционные представления, которые в самом общем виде отображаются дарвиновской схемой дивергенции (см. рисунок).

Классическая схема дивергенции по Дарвину имеет вид древа, ветви которого, раз разделившись, уже никогда более не сольются (рис. с сайта macroevolution.narod.ru)

Жизнь на Земле имеет единое происхождение, о чем свидетельствует единство генетического кода и других базовых систем живой клетки. Считается, что живая клетка возникла единожды, и от этой первоклетки произошло всё живое. Историю развития жизни можно представить в виде древа с расходящимися ветвями. Из этого следует, что, какие бы два вида живых организмов мы ни взяли, у них когда-то в прошлом непременно существовал общий предок (предковый вид), от которого они в свое время «разошлись». В подавляющем большинстве случаев рассчитывать на обнаружение в палеонтологической летописи ископаемых остатков этого предка не приходится (а если его и найдут, надо еще доказать, что он именно предок, а не братишка троюродный).

Как же тогда определить время жизни общего предка и (что примерно то же самое) время появления происходящих от него групп организмов-потомков?

Согласно «правилу молекулярных часов», нейтральные (не полезные и не вредные) мутации накапливаются в геноме с примерно постоянной скоростью, если нет каких-то особых причин, заставляющих этот процесс ускоряться или замедляться. Скорость накопления мутаций, конечно, варьирует у разных групп организмов (например, бактерии мутируют гораздо быстрее, чем многоклеточные), но все эти различия в принципе можно учесть. На нескольких конкретных примерах, когда это было возможно, «молекулярные часы» были откалиброваны. Например, сравнивались молекулы ДНК исландцев — народа, где каждый человек знает свою родословную на 1000 лет назад, начиная от первых колонистов. Таким образом удалось установить, сколько мутаций в среднем фиксируется в ДНК в единицу времени (или за определенное число поколений) у человека. Во многих случаях «молекулярные часы» корректируются и по данным палеонтологической летописи

Метод молекулярных часов крайне неточен, потому что скорость накопления мутаций может варьировать не только в зависимости от группы организмов, но и от многих других факторов (например, от активности транспозонов и вирусов, от их обилия в геноме). Поэтому на основе данного метода можно давать лишь весьма приблизительные оценки времени расхождения эволюционных линий. Верхняя и нижняя граница доверительного интервала могут различаться вдвое и даже больше. Генетики активно работают над усовершенствованием метода.

Неточность большинства методов абсолютной геохронологии вовсе не дает оснований напрочь отрицать достоверность абсолютных датировок в палеонтологии, эволюционной биологии и археологии (как делают, например, креационисты и последователи Фоменко). Главная сила этих методов в том, что их много. И в подавляющем большинстве случаев они все-таки дают сходные результаты, которые к тому же хорошо согласуются с данными относительной геохронологии (нижние слои оказываются древнее верхних и т. д.). Если бы это было не так, так и говорить было бы не о чем! Это как с корабельными хронометрами: если он один, никак нельзя определить, когда он врет; если два — уже можно понять, что один из них врет, неясно лишь, какой из двух; ну а если их три или больше — точное время можно узнать практически всегда.

Именно поэтому в хороших научных исследованиях возраст объектов сейчас стараются определять при помощи нескольких независимых методов. Если это правило нарушено, результат выглядит спорным в глазах большинства специалистов.

Скачали данный реферат: Korabljov, Bobkov, Лапухин, Анисий, Palaguta, Mihej, Garanin.
Последние просмотренные рефераты на тему: реферат книга, доклад на тему биология, сообщения бесплатно, деньги реферат.



Предыдущая страница реферата | 1  2  3

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки