Почти две тысячи лет назад римский писатель и адвокат Плиний Младший оставил свидетельство об одной из самых разрушительных катастроф в истории человечества. Он описал извержение Везувия и последовавшую гибель Помпей, унёсшую жизнь его дяди Плиния Старшего и около 2000 других людей. Подробность его рассказа и выведенная из него дата извержения — 24 августа 79 года н. э. — дали учёным и археологам эталонный способ датировать не только извержения Везувия, но и другие вулканические события.
Общий вид археологического комплекса Оплонтис в Торре-Аннунциата (Италия). Оплонтис — одно из чудес, вернувшихся после извержения Везувия в 79 году н. э., наряду с раскопками Помпей и Геркуланума. Изображение: Ivan Romano / Getty Images
Новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances, сообщает, что аргон-аргоновый метод датирования, откалиброванный по дате 24 августа 79 года н. э., стал ещё точнее. Этот метод измеряет соотношение атомов с одинаковым числом протонов и нейтронов (изотопов) внутри элемента аргон, чтобы определять возраст горных пород, минералов и вулканических материалов.
Совершенствование такой датировки позволяет точнее привязывать даты к прошлым извержениям вулканов, которые по-прежнему угрожают крупным городам — Мехико, Неаполю и индонезийской Джокьякарте.
«Если вы хотите восстановить историю извержений вулкана в относительно недавнем прошлом, точность и достоверность играют огромную роль, — отметил соавтор работы, геохронолог Пол Ренне из Калифорнийского университета в Беркли. — Исследование показывает, что такой полезной точности можно достичь и применительно к историческому периоду».
Пемза из пригорода
Ещё в 1998 году другой соавтор работы, Андреа Марцоли из Падуанского университета, взял новые, более богатые калием образцы пемзы в Оплонтисе — этот пригород Помпей тоже был погребён под пеплом при извержении. В отличие от прежних, эти образцы относились к самой ранней стадии извержения Везувия. Магматические очаги под стратовулканами вроде Везувия обычно расслаиваются: железо и магний скапливаются у дна очага, а растворимые элементы вроде калия оказываются наверху. Значит, богатая калием магма выходит первой и оседает в нижних слоях пепла и пемзы — именно оттуда и были взяты образцы Марцоли.
Однако тогда образцы просто отправили на полку и так и не проанализировали. Несколько лет назад аспиранты Кэролайн Хаслер, Энтони Фуэнтес и Энди Толт предложили достать те самые тридцатилетние образцы.
Точность и воспроизводимость
Хотя слова «точность» (accuracy) и «воспроизводимость» (precision) часто используют как синонимы, между ними есть разница. Первая говорит о том, верен ли результат, а вторая — насколько он повторяем. Например, если баскетболист бросает точно, мяч всегда летит близко к корзине или в неё. Если же он бросает воспроизводимо, мяч всегда попадает в одно и то же место — которое может и не совпадать с корзиной.
Чтобы проверить метод в новом исследовании, команда использовала восемь образцов калийсодержащего вулканического минерала Везувия — санидина. Когда этот образец впервые проанализировали в прошлом году, извержение датировали примерно 1938 годами назад. По новому методу в сочетании с записями Плиния Младшего реальный возраст вулканических минералов составил 1946 лет. Это соответствует воспроизводимости в 0,7% и точности в 0,4%.
«Это позволяет нам точнее устанавливать причинно-следственную связь между событиями в геологической летописи — например, между следами падения метеорита и массовым вымиранием», — пояснил Ренне.
Хаслер также детально изучила задокументированную историю извержения Везувия и тексты Плиния Младшего. Это помогло команде подтвердить дату 24 августа с погрешностью до двух месяцев — вдвое точнее прежних оценок.
По словам исследователей, столь точная аргон-аргоновая датировка окажется бесценной при калибровке радиоуглеродного анализа — метода, который сегодня доминирует при датировании материалов моложе примерно 55 000 лет.
«Мы надеемся максимально объединить как можно больше методов геологической датировки, используя одну и ту же математику, единый байесовский подход и просто добавляя больше данных и наблюдений в этот массив, — сказал Ренне. — Но аргон-аргоновый метод всегда будет оставаться стандартом и важным калибровочным ориентиром».
