CC BY
0
АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН МАРИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПОВОЛЖСКАЯ АРХЕОЛОГИЯ
№ 3 (49) 2024
ПОВОЛЖСКАЯ АРХЕОЛОГИЯ
е-ISSN 2500-2856 № 3 (49) 2024
Главный редактор
академик АН РТ, доктор исторических наук А.Г. Ситдиков
Заместители главного редактора:
член-корреспондент АН РТ, доктор исторических наук Ф.Ш. Хузин доктор исторических наук Ю.А. Зеленеев Ответственный секретарь - кандидат ветеринарных наук Г.Ш. Асылгараева
Редакционный совет: Б.А. Байтанаев - академик НАН РК, доктор исторических наук (Алматы, Казахстан) (председатель), Х.А. Амирханов - академик РАН, доктор исторических наук, профессор (Москва, Россия), С.Г. Бочаров - кандидат исторических наук (Севастополь, Россия), П. Георгиев - доктор наук, доцент (Шумен, Болгария), Е.П. Казаков - доктор исторических наук (Казань, Россия), Н.Н. Крадин - член-корреспондент РАН, доктор исторических наук, профессор (Владивосток, Россия), А. Тюрк - Ph.D. (Будапешт, Венгрия), А.А. Тишкин - доктор исторических наук профессор (Барнаул, Россия), В.С. Синика -доктор исторических наук (Тирасполь, Молдова), Б.В. Базаров - академик РАН, доктор исторических наук, профессор (Улан-Удэ, Россия), Д.С. Коробов - доктор исторических наук, профессор РАН (Москва, Россия), О.В. Кузьмина - кандидат исторических наук (Самара, Россия), П. Дегри - профессор (Лёвен, Бельгия), Вэй Джан - Ph.D, профессор (Пекин, Китай), А.С. Сагдуллаев - академик АН РУз, доктор исторических наук, профессор (Ташкент, Узбекистан), Р.Х. Сулейманов - доктор исторических наук, профессор (Ташкент, Узбекистан), М.М. Саидов - доктор исторических наук, профессор (Самарканд, Узбекистан), Ш.Б. Шайдуллаев - доктор исторических наук, профессор (Термез, Узбекистан)
Редакционная коллегия:
А.А. Выборном - доктор исторических наук, профессор (Самара, Россия) М.Ш. Галимова - кандидат исторических наук (Казань, Россия) Р.Д Голдина - доктор исторических наук, профессор (Ижевск, Россия) С.В. Кузьминых - кандидат исторических наук (Москва, Россия) А.Е. Леонтьев - доктор исторических наук (Москва, Россия) Т.Б. Никитина - доктор исторических наук (Йошкар-Ола, Россия) А.А. Чижевский - кандидат исторических наук (Казань, Россия)
Ответственный за выпуск: М.Ш. Галимова - кандидат исторических наук
Адрес редакции:
420012 Республика Татарстан, г. Казань, ул. Бутлерова, 30 Телефон: (843) 236-55-42 E-mail: [email protected] http://archaeologie.pro
Индекс ПП753, электронный Каталог печатных изданий "ПОЧТА РОССИИ" Выходит 4 раза в год
> ГНБУ «Академия наук Республики Татарстан», 2024
> ФГБОУ ВО «Марийский государственный университет», 2024
> Журнал «Поволжская археология», 2024
Издательство «Фэн»
Казань, Республика Татарстан
POVOLZHSKAYA ARKHEOLOGIYA THE VOLGA RIVER REGION ARCHAEOLOGY
e-ISSN 2500-2856 № 3 (49) 2024
Editor-in-Chief:
Academician of the Tatarstan Academy of Sciences, Doctor of Historical Sciences A. G. Sitdikov
Deputy Chief Editors:
Corresponding Member of the Tatarstan Academy of Sciences, Doctor of Historical Sciences F. Sh. Khuzin Doctor of Historical Sciences Yu. A. Zeleneev Executive Secretary - Candidate of Veterinary Sciences G. Sh. Asylgaraeva
B. A. Baitanayev - of the Nacional Academy of the RK, Doctor of Historical Sciences (Almaty, Republic of Kazakhstan) (chairman), Kh. A. Amirkhanov - Academician of RAS, Doctor of Historical Sciences, Professor (Moscow, Russian Federation), S. G. Bocharov - Candidate of Historical Sciences (Sevastopol, Russian Federation), P. Georgiev - Doctor of Historical Sciences (Shumen, Bulgaria), E. P. Kazakov - Doctor of Historical Sciences (Kazan, Russian Federation), N. N. Kradin - Doctor of Historical Sciences, Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences (Vladivostok, Russian Federation), А. Türk - Ph.D. (Budapest, Hungary), A.A. Tishkin - Doctor of Historical Sciences, Professor (Barnaul, Russian Federation), V. S. Sinika - Doctor of Historical Sciences (Tiraspol, Moldova), B. V. Bazarov - Academician of RAS, Doctor of Historical Sciences, Professor (Ulan-Ude, Russian Federation), D. S. Korobov - Doctor of Historical Sciences, Professor (Moscow, Russian Federation), O. V. Kuzmina - Candidate of Historical Sciences (Samara, Russian Federation), P. De-gryse - Professor (Leuven, Belgium), Wei Jian - Ph.D, Professor (Beijing, China), A. S. Sagdullaev - Academician of the National Academy of the Republic of Uzbekistan, Doctor of Historical Sciences, Professor (Tashkent, Republic of Uzbekistan), R. Kh. Suleymanov - Doctor of Historical Sciences, Professor (Tashkent, Republic of Uzbekistan), M.M. Saidov - Doctor of Historical Sciences, Professor (Samarkand, Republic of Uzbekistan), Sh.B. Shaidullaev - Doctor of Historical Sciences, Republic of Professor (Termez, Uzbekistan)
A.A. Vybornov - Doctor of Historical Sciences, Professor (Samara State Academy of Social Sciences and Humanities, Samara, Russian Federation)
M. Sh. Galimova - Candidate of Historical Sciences (Institute of Archaeology named after A. Kh. Khalikov, Kazan, Russian Federation)
R. D. Goldina - Doctor of Historical Sciences, Professor (Udmurt State University, Izhevsk, Russian Federation) S. V. Kuzminykh - Candidate of Historical Sciences (Institute of Archaeology of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russian Federation)
А. Е. Leont'ev - Doctor of Historical Sciences (Institute of Archaeology of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russian Federation)
^ B. Nikitina - Doctor of Historical Sciences (Mari Research Institute of Language, Literature and History named after V. M. Vasilyev, Yoshkar-Ola, Russian Federation)
A.A. Chizhevsky - Candidate of Historical Sciences (Institute of Archaeology named after A. Kh. Khalikov, Kazan, Russian Federation)
Executive Editors:
Editorial Board:
Responsible for Issue M. Sh. Galimova - Candidate of Historical Sciences
Editorial Office Address:
Butlerov St., 30, Kazan, 420012, Republic of Tatarstan, Russian Federation
Telephone: (843) 236-55-42 E-mail: [email protected] http://archaeologie.pro
© Tatarstan Academy of Sciences (TAS), 2024 © Mari State University, 2024 © "Povolzhskaya Arkheologiya" Journal, 2024
Publishing House "Fän
ПОВОЛЖСКАЯ АРХЕОЛОГИЯ № 3 (49) 2024
СОДЕРЖАНИЕ Эпоха камня и раннего металла Северной Евразии
Голованова Л.В., Дороничев В.Б., Дороничева Е.В. (Санкт-Петербург, Россия), Ревина Е.И. (Ростов-на-Дону, Россия), Поплевко Г.Н. (Санкт-Петербург, Россия)
Функциональная вариабельность орудий
на эпипалеолитических стоянках Приэльбрусья ...........................................8
Галимова М.Ш., Оруджов Э.И. (Казань, Россия) Стоянка-мастерская Сюкеевский взвоз в правобережье Волги:
работы 2021-2022 гг. и предшествующие исследования..............................26
Зах В.А. (Тюмень, Россия)
О структуре ранненеолитических обществ лесного Тоболо-Ишимья:
по морфологии и орнаментации посуды........................................................41
Дога Н.С., Выборнов А.А. (Самара, Россия), КульковаМ.А. (Санкт-Петербург, Россия), Васильева И.Н., Рослякова Н.В. (Самара, Россия), Гречкина Т.Ю. (Астрахань, Россия) Стоянка Таскудук в северном Прикаспии
(предварительные итоги исследования) ........................................................59
Аськеев И.В. (Казань, Россия), Жульников А.М. (Петрозаводск, Россия), Аськеев А. О., Аськеев О.В. (Казань, Россия), Тарасов А.Ю. (Петрозаводск, Россия)
Морская охота на ластоногих (Pinnipedia)
на побережье Белого моря в энеолите............................................................73
Карманов В.Н. (Сыктывкар, Россия), Лычагина Е.Л. (Пермь, Россия), Зарецкая Н.Е. (Москва, Россия)
Энеолит и эпоха бронзы лесной зоны Восточной Европы:
дисгармония археологической периодизации ...............................................94
Усманова Э.Р. (Караганда, Казахстан), Мерц И.В. (Барнаул, Россия), Мерц В.К. (Павлодар, Казахстан), Ержанова А.Е. (Алматы, Казахстан), Фомин В.Н. (Караганда, Казахстан)
Новые находки металлических орудий позднего бронзового века
из Верхнего Притоболья ...............................................................................114
Ранний железный век и эпоха Великого переселения народов
Черных Е.М. (Ижевск, Россия)
Буйское городище на Вятке в полевой биографии Л.И. Ашихминой
(памяти археолога)..........................................................................................128
Чижевский А.А. (Казань, Россия), Новиков А.В. (Кострома, Россия) Зооморфная фигурка из Одоевского городища................................................138
Онгарулы А. (Алматы, Казахстан), Тажекеев А.А. (Астана, Казахстан), Султанжанов Ж. К. (Кызылорда, Казахстан), Дарменов Р. Т. (Астана, Казахстан), ЖанузакР.Ж., ШагирбаевМ.С. (Алматы, Казахстан) Предварительные итоги исследования некрополя Курайлы-Асар .................152
Temur Akin (Samsun, Turkey)
Hellenistic Period Watchtowers and Hillside Settlements Identified
in "Vezirkopru" Surveys...................................................................................169
Ярыгин С.А., Сакенов С.К., Ильдеряков Н.Н. (Астана, Казахстан) Тамги и петроглифы в горах Кайракколь и Каракунгей
(по материалам исследований 2022-2023 годов) ........................................186
Савельев Н.С. (Уфа, Россия), Куфтерин В.В. (Москва, Россия),
Сулейманов Р.Р. (Уфа, Россия), Сатаев Р.М.
Усадьба эпохи Великого переселения народов
на поселении Акбердино-3 в лесостепи Южного Приуралья .................202
Ядерно-физические методы в археологии
Васидов А., Сайдуллаев Б.Дж. (Ташкент, Узбекистан) Новая методика для оценки возраста древних костей
с помощью трекового детектора Сг-39 .........................................................222
Середавина Т.А. (Алматы, Казахстан), Мерц И.В. (Барнаул, Россия), Данько И.В., Нуртазин Е.Р. (Алматы, Казахстан) Исследование физических характеристик проб карбонатов с археологических артефактов для датирования методом
электронного парамагнитного резонанса ....................................................230
Список сокращений.............................................................................................247
Правила для авторов............................................................................................250
nOBOA^CKAfl APXEOAOrafl 3 (49) 2024
CONTENT
The Age of Stone and Early Metal in Northern Eurasia
Golovanova L.V., Doronichev V.B., Doronicheva E.V (Saint Petersburg, Russian Federation), Revina E.I. (Rostov-on-Don, Russian Federation), Poplevko G.N. (Saint Petersburg, Russian Federation)
Functional Variability of Tools at Epipaleolithic Sites of the Elbrus Region ...........8
Galimova M.Sh., Orudzhov E.I. (Kazan, Russian Federation)
The Syukeyevsky Vzvoz Flint-Working Site on the Right Bank of the Volga:
Works of 2021-2022 and Previous Studies........................................................26
Zakh V.A. (Tyumen, Russian Federation)
On the Structure of Early Neolithic Societies of the Forest Tobol-Ishim Area:
morphology and ornamentation of the pottery...................................................41
Doga N.S., Vybornov A.A. (Samara, Russian Federation), Kulkova M.A. (Saint Petersburg, Russian Federation), Vasilieva I.N., Roslyakova N.V.
(Samara, Russian Federation), Grechkina T.Y. (Astrakhan, Russian Federation) The Taskuduk Camp Site in the Northern Caspian Sea
(preliminary results of the study)........................................................................59
AskeyevI.V. (Kazan, Russian Federation), Zhul'nikovA.M. (Petrozavodsk, Russian Federation), Askeyev A.O., Askeyev O.V. (Kazan, Russian Federation),
TarasovA.Yu. (Petrozavodsk, Russian Federation)
Marine Hunting of Pinnipeds (Pinnipedia) on the Coats of the White Sea
in the Eneolithic..................................................................................................73
Karmanov V.N. (Syktyvkar, Russian Federation), Lychagina E.L.
(Perm, Russian Federation), Zaretskaya N.E. (Moscow, Russian Federation)
Eneolithic and Bronze Age of the Forest Zone of Eastern Europe:
disharmony of archaeological periodization.......................................................94
Usmanova E.R. (Karaganda, Kazakhstan), Merts I.V. (Barnaul, Russian Federation), Merts V.K. (Pavlodar, Kazakhstan), Erzhanova A.E. (Almaty, Kazakhstan), Fomin V.N. (Karaganda, Kazakhstan) New Finds of Metal Tools of the Late Bronze Age
in the Upper Tobol Region................................................................................114
The Early Iron Age and the Great Migration Period of Peoples
Chernykh E.M. (Izhevsk, Russian Federation)
Buyskoye Hillfort on Vyatka River in the Research Biography
of L.I. Ashikhmina (in memoriam of the archaeologist)..................................128
Chizhevsky A.A. (Kazan, Russian Federation), NovikovA.V. (Kostroma, Russian Federation)
Zoomorphic Figurine from the Odoevsky Hillfort................................................138
Ongaruli A. (Almaty, Kazakhstan), Tazhekeev A.A. (Astana, Kazakhstan), Sultanzhanov Zh.K. (Kyzylorda, Kazakhstan), Darmenov R.T. (Astana, Kazakhstan), ZhanuzakR.J., ShagirbayevM.S. (Almaty, Kazakhstan) Preliminary Results of the Study of Kuraily-Asar Necropolis..............................152
Temür Akin (Samsun, Turkey)
Hellenistic Period Watchtowers and Hillside Settlements Identified
in "Vezirköprü" Surveys...................................................................................169
Yarygin S.A., Sakenov S.K., Ilderyakov N.N. (Astana, Kazakhstan) Tamgas and Petroglyphs in the Kayrakkol and Karakungey Mountains
(based on research materials 2022-2023).........................................................186
Savelev N.S. (Ufa, Russian Federation), Kufterin V.V. (Moscow, Russian
Federation), Suleymanov R.R. (Ufa, Russian Federation),]Sataev R.M. Akberdino-3 - the Great Migration Period Manor
in the Forest-Steppe Zone of Southern Pre-Urals.............................................202
Nuclear Physics Methods in Archaeology
Vasidov A., Saidullaev B.J. (Tashkent, Uzbekistan) A New Technique for Age Assessment of Ancient Bones
by Using Cr-39 Track Detector.........................................................................222
Seredavina T.A. (Almaty, Kazakhstan), Merts I.V. (Barnaul, Russian Federation),
Danko I.V., Nurtazin E.R. (Almaty, Kazakhstan)
Study of the Physical Characteristics of Carbonate Samples
from Archaeological Artifacts for EPR Dating.................................................230
List of abbreviations..............................................................................................247
Rules for authors....................................................................................................250
Ядерно-физические методы в археологии
УДК 539.164.3 https://doi.Org/10.24852/pa2024.3.49.222.229
НОВАЯ МЕТОДИКА ДЛЯ ОЦЕНКИ ВОЗРАСТА ДРЕВНИХ КОСТЕЙ С ПОМОЩЬЮ ТРЕКОВОГО ДЕТЕКТОРА CR-39 © 2024 г. А. Васидов, Б. Дж. Сайдуллаев
Предлагается новая высокочувствительная методика для оценки возраста древних костей по удельной активности 22<6Яа, которая достигается регистрацией а-частиц 222Яп с помощью трекового детектора CR-39 в изолированной камере. Сравнение удельных активностей 22<6Яа в костях архантропа, южных мамонтов, динозавров между стандартными костями показали, что существует прямая корреляция между возрастом и удельной активностью 22<6Яа в этих костях. В работе также приведены удельные активности 22<6Яа в почвах, взятых из мест обнаружения исследованных скелетов.
Ключевые слова: археологические костяные находки, объемная активность радо-на-222, удельная активность радия-226, трековый детектор CR-39, радиогенное датирование возраста, а-активность радионуклидов.
Введение
Среди методов радиогенного определения возраста археологических материалов важную роль играют радиометрические методы датирования костных находок. Костные материалы всегда интересовали археологов, палеонтологов и историков, т. к. они несут биологическую, археологическую и хронологическую информацию.
К методам радиогенного датирования относятся радиоуглеродный, калий-аргоновый, уран-свинцовый и торий-свинцовый методы. Они основаны на постоянстве скорости радиоактивного распада естественных радиоизотопов в костных материалах.
Среди этих методов наибольшее применение в археологии приобрел радиоуглеродный метод, который использует 14С с периодом полураспада 5570 ± 30 лет и максимальной энергией бета-частиц 156,46 КэВ (Кулькова, 2011, с. 40). Однако радиоуглеродный метод позволяет определять возраст, не превышающий 50 тыс. лет (Зазов-ская, 2016, с. 151-164).
Калий-аргоновый метод основан на распаде радиоактивного изотопа 40К с периодом полураспада 1,45*109 лет, который распадается на 40Аг и
происходит его накопление в объектах природы. Этот метод применим для определения возраста пород и окаменелостей >100 тыс. лет (Кузьмин, 2018, с. 23-28). Имеется работа (Хатамов и др., 2005, с. 222-227), где авторы методом инструментального нейтроноактивационного анализа (далее - ИННА), используя ядерную реакцию 39К(п, у)39Аг, определили возраст Сельунгурского архантропа равным 1,5 млн лет.
Уран-свинцовые методы датирования используются в геологических объектах, содержащих изотопы ура-
(Рагга^ 2015,
на 235 238и ^ РЬ2 с. 848-857). Однако 235 238и ^ РЬ206207 метод датирования не применим к костным образцам. Как свидетельствуют результаты ИНАА, при длительных нахождениях скелетов в слоях почв происходит миграция некоторых элементов из почв, и вследствие этого концентрация урана в костях растет (Vasidov, Akhmadshaev. 08Ш8кауа, Saydullayev, 2016). Однако ИНАА при всех своих радиоаналитических достоинствах все же не обладает чувствительностью, необходимой для определения естественных радиоизотопов типа
иск литературы по измерению 222Rn и 226Ra в костных образцах показал, что радоновые измерения в основном выполнены с использованием ядерных твердотельных детекторов (далее - ЯТТД). Преимуществами ЯТТД являются их простота, возможность работы в широком диапазоне температур, в условиях больших потоков слабоионизирующих гамма и бета-излучений, получение интегральной по времени информации (Sohrabi, 1997, с. 225-242). При измерении объемной активности радона-222 (далее - OARn) с помощью ЯТТД в основном используются марки CN-85, LR-115 и CR-39 (Durrani, Ilic, 1997, р. 387). Из этой группы ЯТТД весьма успешно используется детектор CR-39 из-за высокой чувствительности и широкого энергетического диапазона регистраций а-частиц с энергией от 0,1 МэВ до 20 МэВ, а также возможности проведении массовых измерений в биоматериалах (Николаев, 2012, с. 7-20.). Недостатком всех ЯТТД является одноразовое применение и крайняя медленность измерений, так как требуется 30-40-дневное экспонирование (Durrani, Ilic, 1997, р. 387).
Научных работ, выполненных с применением ЯТТД для анализа костных находок, крайне мало. Имеется статья (Kadhim Y.A., Kadhim N.F., Ibrahim, 2019, р. 7-11), где проведены измерения удельной а-активности естественных радионуклидов 210Pb, 210Po и 226Ra в свежих костях домашних животных - овцы, коровы и курицы - с помощью трекового детектора CN-85. Авторы статей (Muikku, Li, 2012, р. 316-330; Старосельская-Ни-китина, 1963) пишут, что удельная активность радия-226 (далее - YARa) в костях находится в 0,26-0,50 Бк/кг. По данным (Perrier, Girault, Bouquerel, 2018, р. 113-129), YARa в свежих костях (стандартных костях, далее -СТК) всегда больше >1 Бк/кг.
Будучи радиоактивным металлом, 226Ra входит в одну подгруппу щелочноземельных элементов и аналогичен кальцию (Muikku, Li, 2012, р. 316-330). Период полураспада 226Ra 1602 лет, испускает а и у-частицы с энергиями 4,5 МэВ и 186,4 кэВ соответственно (Perrier, Girault, Bouquerel, 2018, р. 113-129). В организм человека 226Ra проникает через пищеварительный тракт, накапливается до 95% - 260 мБк/кг в костях и до 5% -4,1 мБк/кг в тканях (Muikku, Li, 2012, р. 316-330). Альфа распад 226Ra в материальной среде приводит к образованию инертного радиоактивного газа 222Rn с периодом полураспада 3,82 дней. В течение 25-30 дней между 222Rn и 226Ra достигается радиоактивное равновесие (Durrani, Ilic, 1997, р. 387). Измеряя активность одного из компонентов, можно определить активность второго. Однако обзор литературы показывает, что радиоактивные измерения и соотношения между 222Rn и 226Ra радионуклидами в системах «кость - почва» очень мало изучены.
Поэтому целью данной работы являлась разработка методики измерения объемной активности радона-222 для определения удельной активности 226Ra в костных находках Узбекистана с применением трекового детектора CR-39.
Объекты исследования
Доисторические кости динозавров (далее - КД-1 и КД-2) и южных мамонтов Ангрена и Кашкадарьи (далее КЮМ-А и КЮМ-К) были обнаружены в 2000-2014 гг. на территории Узбекистана (Халмухамедов, Воложенинов, 1996, с. 112-121; Тойчиев, Крахмаль, Абдуназаров, 2013). Образцы костей и почвы были предоставлены Институтом археологии и геологическим музеем Республики Узбекистан. Для сравнения и интерпретации результатов были взяты кость барана (далее -
Рис. 1. Вид на пещеру Сельунгур.
Fig. 1. The view of Selungur cave.
СТК < 15 лет) и свежая кость (далее -СК) крупного рогатого скота (декабрь 2022 г.) в качестве стандарта, а также прилегающие почвы из места обнаружения скелетов. Можно сказать, что кость архантропа (далее - КА), найденная в пещере Сельунгур Ферганского региона в 1970 г., относится к древнейшим объектам культурного наследия Узбекистана (Исламов, Крахмаль, 1995) (рис. 1).
Первые следы древнего человека найдены в горах Сельунгур в эпоху так называемого раннего палеолита. Отдельные каменные орудия труда этого периода обнаружены и в долине реки Сох (Исламов, Крахмаль, 1992).
Рис. 2. Кость и зубы архантропа, найденные в пещере Сельунгур. Fig. 2. Bone and teeth of an archanthropus found in the Selungur cave.
На рисунке 2 показаны обломки костей древнего человека.
Найденные археологические кости по сохранности имели разные состояния прочности и ветхости. Специалисты из Института археологии РАН оценивают естественную сохранность остеологических материалов по пятибалльной шкале (Антипина, 1999, с. 103-116).
Поверхностное загрязнение исследуемых костей очищали путем обработки тампоном, смоченным этанолом. Затем исследуемые образцы хранили в отдельном помещении в течение 40-50 дней для избавления от влаги и остаточной активности 222Кп. а также для достижения радиоактивного равновесия между 226Яа и 222Ип. После выдержки фрагменты костей и почвы измельчали, перемешивали и просеивали через сито с диаметром отверстий 2 мм для получения однородного гомогенного порошкового образца.
Методика измерения объемной активности 22^п и удельной активности 22^а
Исследуемые пробы костей и почв с массой 10 г были помещены на поверхность пластиковых чашек и установлены на дне камеры, а детектор СЯ-39 был зафиксирован в верхней части камеры (рис. 3: 1-4) (Vasidov. Saidullaev, Штапо^ 2022, р. 279-283).
Для защиты от внешнего атмосферного влияния наружный круг измерительной камеры был изолирован с помощью тонкого слоя герметика. Одновременно были экспонированы 15 камер в течение 35 дней. Для учета вклада рабочего фона были проведены измерения без образцов в нескольких камерах одновременно. После экспозиции детекторы СЯ-39 были удалены для травления в растворе 6М №ОН при температуре 70оС в течение 7 часов. Количество следов а-частиц на 1Х1 см площади СЯ-39 подсчитывали с экрана монитора оптиче-
Рис. 3. Схематическое изображение измерительной камеры для регистрации
а-частиц радона-222: 1 - подставка, 2 - образец, 3 - камера, 4 - детектор CR-39. Fig. 3. Schematic view of the measure chamber for registration а-particles of radon-222: 1 - cradle, 2 - sample, 3 - measure chamber, 4 - detector CR-39.
ской установки (Vasidov, Saidullaev, Usmanov, 2022, р. 279-283). На фото приведены изображения а-частиц ра-дона-222, снятых из образцов костей южного мамонта и овцы (рис. 4: 1, 2). Здесь четко видно, что плотность
а-треков в кости мамонта намного раз больше, чем плотность а-треков в стандарт-кости овцы.
OARn представляет собой количество самопроизвольных распадов 222Rn в 1 м3 воздуха и значения OARn определены по формуле:
OARn = р/К,Бк/м3 (1), где р - плотность треков а-частиц в CR-39, трек/(см2хдн); К - калибровочный коэффициент, (трек/(см2хдн))/ (Бк/м3). Измерительная камера была откалибрована в калибровочном контейнере и значения К были равны 0,17 ± 0,03 (трек/(см2 хдн))/(Бк/м3) (Vasidov, Saidullaev, Usmanov, 2022, р. 279-283).
Величина УARa определена по формуле (Frederic G., Frederic P., 2019, р. 421-428):
УАRa=ARnV/mБк/кг (2), где УАRa - удельная активность 226Ra, Бк/кг; OАRn - объемная активность радона, Бк/м3; V - эффективный объем экспозиционной камеры, м3 (h = 15 см, D = 9,0 см; v = 9,54х10-4 м3); m - масса исследуемых проб, (m = 10 грамм). Среднеквадратичная ошибка определения удельной активности
t о
»t с 1
1 0 4 0
. 0 0 2
Рис. 4. Фотоизображение а-частиц радона-222, эманируемых из костных образцов:
1 - южный мамонт; 2 - овца.
Fig. 4. Photo view of а-particles from radon-222 emanated from bone samples: 1 - the southern mammoth; 2 - sheep.
Таблица 1
Результаты удельной активности 226Ra в костях и их почвах
№ Кость и почва р, тр/см2хдн OARn, Бк/м3 yARa, Бк/кг
1. КЮМ-А 2766 16180±3794,2 1543,6±257,2
Почва КЮМ-А 239 1398±327,8 133,4±27,1
КЮМ-К 508 2970±696,4 283,3±70,8
Почва КЮМ-К 46 269±63 25,7±5,9
3. КД-1 916 5313±1245,8 506,9±106,2
Почва-1 41 239,8±56,2 22,8±4,7
КД-2 220 1276±299,2 121,7±26,0
Почва КД-2 32 185,6±43,5 17,7±3,5
КА 140 812±190,4 77,5±15,3
Почва КА 39 226±52,9 21,6±4,7
СТК 30 182,4±43,0 17,4±3,5
Почва СТК 40 235,3±55,1 22,4±6,0
7. СК 2,2 13,0±3,1 6,45±2,1
22^а в исследуемых образцах не превышает 25% и состоит из погрешностей определения калибровочного коэффициента <15%, подсчета треков а-частиц <10%, учета коэффициента обратной диффузии радона <15% (Уа-sidov, 2014, р. 919-923).
Обсуждение результатов
В таблице 1 приведены результаты измерения ОАИп и значения УА^а в костях динозавров, южных мамонтов, архантропа, барана, коровы и их почвах. Из таблицы видно, что УА^а в костях меняется от 6,45 Бк/кг до 506,9 Бк/кг за исключением КЮМ-А, где УА^а составила 1543,6 ± 257,2 Бк/кг. Следовательно, УА^а в почве Ангрена составила 133,4 ± 27,1 Бк/кг, что почти в 5,2-7,5 раз больше, чем УАИа в почвах № 2-6 (табл. 1). Значения УАRa в почвах № 2-6 (табл. 1) находятся в пределах от 17,7 ± 3,5 Бк/кг до 25,7 ± 5,9 Бк/кг, и их среднее значение составило 22,0 Бк/кг.
Высокое значение УА^а в кости Ангренского мамонта, 1543,6 ± 257,2 Бк/кг, объясняется тем, что местная почва богата ураном - 7,8 мг/кг (Vasidov, Akhmadshaev, Osinskaya. Saydullayev, 2016, р. 953-958), и ра-дий-226 является продуктом распада
урана-238. Можно сказать, что почва является основным источником поступления радия в ткань КЮМ-А.
На рис. 5 приведена гистограмма, показывающая корреляцию между возрастом и удельной активностью 22<^а в костяных образцах по хронологическим периодам.
Из рис. 5 можно оценить примерный возраст костного образца в следующем порядке: если УА 22^а < 6,45 Бк/кг, тогда возраст < 1 года, если УА 22^а < 20 Бк/кг, тогда возраст <100 лет, если УА 226Иа <100 Бк/кг, тогда возраст < 1 млн лет, если УА 226Иа >
Рис. 5. Корреляционная зависимость возраста костей от удельной активности 226 Ra.
Fig. 5. Correlation dependence of bone age on the specific activity of 226Ra.
100 Бк/кг, тогда возраст > 1 млн лет. Значения УА 226Ra в костяных образцах динозавров и мамонтов > 500 Бк/ кг, поэтому их возраст оценивали более 10 млн лет. Очень важным результатом исследования является то, что величина удельной активности ра-дия-226 в кости архантропа составила 77,5 Бк/кг, что соответствует возрасту меньше одного млн лет (рис. 5) и не соответствует данным (Хатамов и др., 2005, с. 222-227), где возраст архан-тропа дан равным 1,5 млн лет.
Заключение и перспективы
В работе разработана простая, легкодоступная и высокочувствительная методика регистрации а-частиц 222Rn на трековом детекторе CR-39 для определения удельной активности 22<^а для последующей оценки возраста костных находок.
ОАЯл составили 812,0-16180,0 Бк/м3 для костей архантропа, мамон-
тов и динозавров; 13,0-182,4 Бк/м3 для костей коровы и овцы и 185,6-1398,0 Бк/м3 для почв.
УАRа составили от 77,5 до 1868,0 Бк/кг для костей архантропа, мамонтов и динозавров; 6,45-17,4 Бк/кг для костей коровы и овцы; 17,6-134,2 Бк/кг для почв.
Обнаружено существования прямой корреляции между УАИа и возрастом костного образца. Подтверждается, что возраст Сельунгурского архантропа меньше 1 млн лет.
Как следует из анализа обзора и результатов работы, радиоуглеродный, калий-аргоновый и уран-свинцовые методы радиогенного датирования археологических костей не являются абсолютно верными и надежными. Аналогичные данные по исследованию оценки возраста костей с помощью трекового детектора CR-39 пока отсутствуют.
Благодарности
Авторы статьи благодарят директора геологического музея Министерства Геологии Республики Узбекистан Ахмаджана Ахмадшаева за его поддержку и предоставление ценных доисторических костных артефактов, относящихся к различным периодам эволюции.
Мы признательны академику Б.С. Юлдашеву за научную и практическую поддержку при проведении исследований.
ЛИТЕРАТУРА
1. Антипина Е.Е. Костные остатки животных из поселения Горный (биологические и археологические аспекты исследования) // РА. 1999. № 1. С. 103-116.
2. Зазовская Э.П. Радиоуглеродное датирование - современное состояние, проблемы, перспективы развития и использование в археологии // Вестник археологии, антропологии и этнографии. 2016. № 1 (32). С. 151-164.
3. Исламов У.И., Крахмаль К.А. Комплексные исследования древнепалеолитиче-ской пещерной стоянки Сельунгур // Раннепалеолитические комплексы Евразии / Отв. ред. А.П. Деревянко, В.Т. Петрин. Новосибирск: Наука, 1992. С. 49-59.
4. Исламов У.И., Крахмаль К.А. Палеоэкология и следы древнейшего человека в Центральной Азии. Ташкент: Фан, 1995. 220 с.
5. Кузьмин Я.В. Современные методы датирования в геоархеологии: возможности и ограничения // Геоархеология и археологическая минералогия-2018 / Отв. ред. А.М. Юминов, Е.В. Зайкова. Миасс: Институт минералогии УрО РАН, 2018. С. 23-28.
6. Кулькова М.А. Радиоуглерод (14С) в окружающей среде и метод радиоуглеродного датирования. СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2011. 40 с.
7. Николаев В.А. Твердотельные трековые детекторы в радиометрии, изотопном анализе и радиографии // Радиохимия-2012. Т. 54. № 1. С. 7-20.
8. Старосельская-Никитина О.А. История радиоактивности и возникновения ядерной физики. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 429 с.
9. Тойчиев Х.А., Крахмаль К.А., Абдуназаров У.К. Открытие захоронения южного мамонта на территории Узбекистана // Основные проблемы магматической геологии
западного Тянь-Шаня Материалы II Республиканской конференции. Ташкент, 2013. C. 124-127.
10. Халмухамедов Р.А. Воложенинов Н.Н. Палеографическое изучение Хайдаркан-ской долины. К истокам истории древнекаменного века // Наука и жизнь Узбекистана. 1996. C. 112-121.
11. Хатамов Ш., Юлдашев Б.С., Исламов У. и др. Определение калия и аргона в костных останках архантропа методом активационного анализа // Узбекский физический журнал. 2005. № 7(3). С. 222-227.
12. Durrani S.A., Ilic R. Radon measurements by etched track detectors. Applications in Radiation Protection, Earth Sciences and the Environment. Singapore; River Edge, NJ: World Scientific. 1997. 416 p.
13. Frederic G., Frederic P. Radon emanation from human hair // Science of the Total Environment. 2019. № 660. P. 421-428.
14. Kadhim Y.A., Kadhim N.F., Ibrahim N.K. American Journal of Quantum Chemistry and Molecular Spectroscopy. 2019. № 3(1). Р. 7-11.
15. Muikku M., Li W. Natural radionuclides in human hair // Handbook of hair in health and disease. 2012. № 1. P. 316-330. https://link.springer.com/book/10.3920/978-90-8686-728-8
16. Parrish R. Uranium-Lead dating // Encyclopedia of scientific dating methods. Springer Netherlands. 2015. P. 848-857.
17. Perrier F., Girault F., Bouquerel H. Effective radium-226 concentration in rocks, soils, plants and bones // Radon, Health and Natural Hazards. 2018. SP451. P. 113-129.
18. Sohrabi M. Radon levels in nature and in dwellings // Radon Measurements by Etched Track Detectors: Applications in Radiation Protection, Earth Sciences and the Environment. Editor: S. Durrani and R. Ilic. Singapore; River Edge, NJ : World Scientific. 1997. P. 225-242.
19. Vasidov A. Field measurement of radon exhalation rate from the soil by CR-39 detector // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 2014. № 302 (2). Р. 919-923.
20. Vasidov A., Akhmadshaev A., Osinskaya N.S., Saydullayev B.J. Neutron activation and track analysis of the newly found bones of the southern mammoths and dinosaurs // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 2016. No. 310 (3). P. 953-958.
21. Vasidov A., Saidullaev B.J., Usmanov T.M. а-Activity Measurement for Native Radionuclides in Ancient Bone Remains // Atomic Energy. 2022. № 131(5). P. 279-283.
Информация об авторах:
Васидов Абдисамат, доктор технических наук, ведущий научный сотрудник. Институт Ядерной Физики АН РУз (г. Ташкент, Узбекистан); [email protected]
Сайдуллаев Баходир Джураевич, докторант. Институт Ядерной Физики АН РУз (г. Ташкент, Узбекистан). Университет «ALFRAGANUS» (г. Ташкент, Узбекистан); [email protected]
A NEW TECHNIQUE FOR AGE ASSESSMENT OF ANCIENT BONES BY USING CR-39 TRACK DETECTOR
A. Vasidov, B. J. Saidullaev
A new highly sensitive technique is proposed to estimate the age of ancient bones by the specific activity of 226Ra, which is determined by the registration of 222Rn а-particles using a CR-39 track detector in an isolated chamber. Comparison of specific activity of 226Ra in the bones of archanthropus, southern mammoths, and dinosaurs between standard bones showed that there is a direct correlation between age and specific activity of 226Ra in these bones. The work also shows the specific activity of 226Ra in soils taken from the sites of detection of the studied skeletons.
Keywords: archaeological bones finds, volume activity of radon-222, specific activity of radium-226, CR-39 track detector, radiogenic dating of age, а-activity of radionuclides.
REFERENCES
1. Antipina, E. E. 1999. In Rossiyskaya arkheologiya (Russian Archaeology) (1), 103-116 (in Russian).
2. Zazovskaya, E. P. 2016. In Vestnik arkheologii, antropologii i etnografii (Bulletin of Archaeology, Anthropology and Ethnography) 32 (1), 151-164 (in Russian).
3. Islamov, U. I., Krakhmal', K. A. 1992. In Derevyanko, A. P., Petrin, V. T. (eds.). Rannepal-eoliticheskie kompleksy Evrazii (Early Paleolithic complexes of Eurasia). Novosibirsk: "Nauka" Publ., 49-59 (in Russian).
4. Islamov, U. I., Krakhmal', K. A. 1995. Paleoekologiya i sledy drevneyshego cheloveka v Tsentral'noy Azii (Paleoecology and consequences of the evolution of ancient man in Central Asia). Tashkent: "Fan" Publ. (in Russian).
5. Kuz'min, Ya. V. 2018. In Yuminov, A.M., Zaykova, E. V. (ed.). Geoarheologiya i arheologiches-kaya mineralogiya-2018 (Geoarchaeology and Archaeological Mineralogy-2018). Miass: Institute of Mineralogy, Urals Branch of RAS, 121-133 (in Russian).
6. Kul'kova, M. A. 2011. Radiouglerod (14S) v okruzhayushchey srede i metod radiouglerodnogo datirovaniya (Radiocarbon (14C) in the environment and the method of radiocarbon dating). Saint Petersburg: Herzen University Publ. (in Russian).
7. Nikolaiev, V. A. 2012. In Radiohimiia (Radiochemistry) 54 (1), 7-20 (in Russian).
8. Staroselskaya-Nikitina, O. A. 1963. Istoriya radioaktivnosti i vozniknoveniya yadernoy fiziki (History of radioactivity and the emergence of nuclear physics). Moscow: Academy of Sciences of the USSR (in Russian).
9. Toychiev, Kh. A., Krakhmal', K. A., Abdunazarov, U. K. 2013. In Osnovnye problemy mag-maticheskoy geologiizapadnogo Tyan'-ShanyaMaterialy IIRespublikanskoy konferentsii (Main issues of magmatic geology of the western Tien Shan). Tashkent, 124-127 (in Russian).
10. Khalmukhamedov, R. A., Volozheninov, N. N. 1996. In Nauka i zhizn' Uzbekistana (Science and life of Uzbekistan). 112-121 (in Russian).
11. Khatamov, Sh., Yuldashev, B. S., Islamov, U., et al. 2005. In Uzbekskiy fizicheskiy zhurnal (Uzbek journal of physics) 7(3), 222-227 (in Russian).
12. Durrani, S. A., Ilic, R. M. 1997. Radon measurements by etched track detectors. Applications in Radiation Protection, Earth Sciences and the Environment. Singapore; River Edge, NJ: World Scientific.
13. Frederic, G., Frederic, P. 2019. In Science of the Total Environment 660, 421-428.
14. Kadhim, Y. A., Kadhim, N. F., Ibrahim, N. K. 2019. In American Journal of Quantum Chemistry and Molecular Spectroscopy 3 (1), 7-11.
15. Muikku, M., Li, W. 2012. In Handbook of hair in health and disease 1, 316-330.
16. Parrish, R. 2015. In Encyclopedia of Scientific Dating Methods. Springer Netherlands, 848-857.
17. Perrier, F., Girault, F., Bouquerel, H. 2018. In Radon, Health and Natural Hazards. SP451. 113-129.
18. Sohrabi, M. 1997. In Durrani, S., Ilic, R. (eds.). Radon Measurements by Etched Track Detectors: Applications in Radiation Protection, Earth Sciences and the Environment. Singapore Word Scientific. 225-242.
19. Vasidov A. 2014. In Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 302 (2), 919-928.
20. Vasidov, A., Akhmadshaev, A., Osinskaya, N. S., Saydullayev, B. J. 2016. In Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 310 (3), 953-958.
21. Vasidov, A., Saydullaev, B. J., Usmanov, T. M. 2022. In Atomic Energy 131(5), 279-283.
About the Authors:
Vasidov Abdisamat. Doctor of Technical Sciences. Institute of Nuclear Physics of the Academy of Sciences of Uzbekistan. Ulugbek settl, Tashkent, 100214, Uzbekistan, INP; [email protected]
Saidullaev Bakhodir J. Institute of Nuclear Physics of the Academy of Sciences of Uzbekistan. Ulugbek settl, Tashkent, 100214, Uzbekistan, INP; «ALFRAGANUS» University. Tashkent, 100190, Uzbekistan; [email protected]
Статья принята в номер 01.09.2024 r.
