Ученые «состарили» австралопитеков из «Колыбели человечества» на миллион лет
Кости австралопитеков, найденные в южноафриканской пещере, оказались старше, чем ранее считалось, на миллион с лишним лет. К такому выводу пришли ученые в новой статье, опубликованной 27 июня в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Новый физический способ датировки использует космические лучи и позволяет определять возраст пород, который ранее установить не удавалось. RTVI разбирался в сути открытия.
Комплекс из шести известковых пещер Стеркфонтейн, расположенных на северо-востоке ЮАР в провинции Гаутенг, назван «Колыбелью человечества» и с 1999 года входит в список ЮНЕСКО. Памятник знаменит благодаря множеству останков ископаемых гоминид.
Первые находки там были сделаны еще в конце XIX века при добыче камня, первые же раскопки производились в 1936 году. В 1947 году палеонтолог Роберт Брум обнаружил в пещерах череп австралопитека «Миссис Плез» в идеальной сохранности возрастом 2 млн лет. Череп стал одной из первых находок, показавшей палеонтологам, что прямохождение развилось раньше, чем увеличился мозг.
В последующие десятилетия в этих и других обнаруженных поблизости пещерах было найдено свыше трети всех ископаемых останков гоминид в мире, благодаря чему южноафриканский памятник и получил название «Колыбели человечества». Еще одной важной находкой стал почти полный скелет гоминида «Маленькая нога» (Little Foot) возрастом 3,7 млн лет.
В течение многих лет ученые исследовали ископаемые останки предков человека и их давно вымерших «родственников», однако теперь новый метод датировки, разработанный в Университете Пердью (штат Индиана), позволил уточнить возраст некоторых находок и прийти к выводу, что они оказались старше, чем считалось ранее, на целый миллион лет. Международная команда показала, что не только «Литтл фут», но и все слои, в которых находились останки других австралопитеков, имеют возраст 3,4-3,7 млн лет, хотя раньше датировались возрастом 2-2,5 млн лет.
Таким образом, южноафриканские австралопитеки оказались старше знаменитой Люси, чьи кости были обнаружены в Эфиопии в 1974 году. Люси — представительница австралопитека афарского (Australopithecus afarensis) — древнейшего и наиболее сохранившегося из останков взрослого прямоходящего предка человека. Возраст ее останков 3,18 млн лет.
Одним из авторов нового метода является профессор Дэррил Грэнджер, который специализируется на датировании ископаемых останков, включая те, что найдены в южноафриканских пещерах. Стеркфонтейн хранит следы длительного пребывания гоминид в этой области, но датировка образцов костей представляет собой непростую задачу, так как здесь камни и кости перемешаны на дне глубокой впадины, и существует не так много способов установления их возраста.
Еще будучи студентом Грэнджер разработал способ датировки различных отложений в пещерах, который сегодня используется во всем мире. Благодаря его работе были датированы кости «Маленькой ноги». Впрочем, ученые до сих пор дискутируют о возрасте других находок в этом месте.
В Восточной Африке, где часто находят ископаемые образцы гоминид, в их датировке помогает пепел от вулканов Великой рифтовой долины, который в исторические времена покрывал эти районы. В Южной Африке, особенно при исследовании пещерных отложений, такой возможности датировки нет. Ранее для этих целей использовались кости животных, найденные поблизости, или соседние кальцитовые отложения. Однако кости животных за тысячелетия могли менять свое местоположение в пещере, а молодые кальцитовые отложения могут образовываться на более древних слоях. Поэтому ученые разработали более точный способ, определяющий возраст непосредственно пород, в которых обнаружены кости, — так называемые брекчии — сцементированная горная порода из угловатых обломков.
«В Стеркфонтейне находится больше останков австралопитеков, чем где-либо в мире, — пояснил Грэнджер. — Но их сложно хорошо датировать. Ученые смотрели на найденные рядом кости, сравнивали возраст с кальцитовыми натеками и получали целый набор разных возрастов. Наши же данные убирают эти противоречия. Они показали, что эти ископаемые древние, куда древнее, чем мы изначально считали».
Чтобы датировать интересующие их слои, ученые использовали ускорительную масс-спектрометрию, которая позволила изучить в породах так называемые космогенные радиоактивные нуклиды. Это чрезвычайно редкие изотопы, которые образуются при взаимодействии космических лучей с ядрами вещества. Высокоэнергичные частицы в составе космических лучей имеют достаточно энергии, чтобы вызвать ядерные реакции внутри пород, создавая новые радиоактивные изотопы внутри минералов. Примером таких изотопов служит алюминий-26, который на протяжении миллионов лет распадается и превращается в магний.
Поскольку алюминий-26 образуется, когда порода находится под открытым небом, анализ концентрации этого изотопа в породах, скрытых позднее в пещере, позволяет точно датировать возраст их и найденных в них костей. Это и было сделано учеными наряду с исследованием другого космогенного нуклида бериллия-10. Наряду с новой датировкой на основе космогенных нуклидов ученые провели точное картирование отложений внутри пещеры и показали, как останки древних животных разных эпох из раскопок 1930-40 годов могли перемешиваться друг с другом.
«Если верна эта методика изучения космогенных нуклидов, то она позволяет датировать именно породу, вмещающую кости. Получается, что эти кости оказались древнее и они синхронны афарским австралопитекам, то есть они не перекрываются с homo, а им предшествуют. Выстраивается более стройная, сглаженная картина», — прокомментировал RTVI исследование создатель и редактор научно-просветительского проекта «Антропогенез.Ru» Александр Соколов.
Павел Котляр