Нова «космічна» методика датує останки Літлфута часом близько 3,67 мільйона років тому.
Австралопітек Літлфут виявився найдавнішим гомінідом серед будь-коли знайдених: нова методика дала для його кісток дату в 3,67 мільйона років тому. Нова дата робить його стародавнім родичем знаменитого австралопітека Люсі, кістки якої мають вік близько 3,2 мільйона років. Вважається, що австралопітеки були предками людей. Вони жили між двома і чотирма мільйонами років тому.
Кості Літлфута (Little Foot; інші назви: «Сіндерелла», Грот Сільберберг, Stw 573) були знайдені в печері Стеркфонтейн, в Південній Африці. Останки знайшли ще в 1974 році, але дослідники вважали, що це кістки мавпи. У 1994 році їх виявили в ящиках з кістками ссавців і визначили як останки австралопитеку, в 1998 році відкрили нові частини скелета.
Рональд Кларк (Ronald Clarke), професор з Вітватерсрандського університету (ПАР), який відкрив скелет Літлфута, вважає, що його останки відносяться до виду Australopithecus prometheus, відмінного від сучасного йому Australopithecus afarensis, що має деякі схожості з родом Paranthropus.
"[Останки Літлфута] показують, що пізніші гомініди, наприклад, Australopithecus africanus і Paranthropus не обов'язково всі сталися від Australopithecus afarensis. У нас є тільки невелика кількість пам'ятників, і ми маємо схильність будувати свої еволюційні схеми на декількох останках, що відбуваються з цих пам'яток. Нова дата - нагадування про те, що цілком можливе існування багатьох видів австралопітеків, поширених на значно ширшій території в Африці ", - сказав Рональд Кларк.
До останнього часу серед вчених не було єдиної думки про вік кісток Літлфута. Попередні оцінки коливалися в проміжку між двома і чотирма мільйонами років. Палеозоологи, знайомі з пам'ятником, вважали, що вік шару, з якого походять останки австралопітеку, - близько трьох мільйонів років.
Нова дата була отримана завдяки передовій методиці радіоізотопного датування, розробленій Деррілом Грейнджером (Darryl Granger), професором з Університету Пердью (США). Методика, названа ізохронним датуванням похованих відкладень (isochron burial dating), використовує радіоізотопи всередині декількох зразків гірської породи, що оточує останки, щоб визначити час, коли гірська порода і останки були поховані під землею. Датування похованих відкладень ґрунтується на вимірюванні радіоактивних ізотопів алюмінію-26 і берилію-10, які містяться в кварці всередині гірської породи. Ці ізотопи з'являються тільки тоді, коли гірська порода піддається впливу космічних променів. Коли камінь знаходиться на поверхні, промені створюють в ньому ці ізотопи. Коли каміння і гірські породи перекриті іншими відкладеннями або землею, ізотопи розпадаються з відомою швидкістю. Співвідношення збережених алюмінію-26 і берилія-10 дозволяє встановити, як довго камінь перебував у погребеному стані.
Співвідношення ізотопів зразків гірських порід наносять на графік. Якщо дані для різних зразків вибудовуються, з урахуванням похибки, уздовж загальної кривої, яка називається ізохрон, то їх можна скористатися для точного датування.
"Якщо у нас був би тільки один зразок і гірська порода була похована, потім знову оголена, а потім вторинно похована, дата була б помилковою, оскільки кількість радіоізотопів зросла б при повторному оголенні, - пояснив Дерріл Грейнджер. - За допомогою цього методу ми можемо сказати, чи сталося так, чи зразок не був потривожений з того моменту, як був похований разом з останками. Отримання декількох зразків і робота з ними - це дорога і трудомістка процедура, але я думаю, що це майбутнє датування похованих відкладень, оскільки [за допомогою описаної процедури] можна отримати достовірні результати ".
З одинадцяти зразків, відібраних на пам'ятнику протягом десятиліття, дев'ять «лягли» в лінію ізохрона. Це дуже хороший результат, зазначив дослідник.
Дослідження, про яке йде мова, - це друга спроба Дерріла Грейнджера визначити вік останків за допомогою методики ізохронного датування похованих відкладень. У 2003 році він оцінив вік кісток Літлфута в чотири мільйони років плюс-мінус кілька тисяч років. Однак тоді ці датування сприйняли скептично, оскільки робота не показувала, як новий вік останків співвідноситься з датами інших знахідок з печери. Початкова дата була занадто великою і погано обґрунтованою, визнає Дерріл Грейнджер. Однак, новий вік Літлфута, вкладається в проміжок часу, запропонований в 2003 році. Похибка нової дати - плюс-мінус 160 тисяч років.
Тоді, в 2003-му, дослідник вперше застосував до останків методику радіоізотопного датування по алюмінію-26 і берилію-10. Він розробив цю методику в 1997 році і спочатку використовував її для вивчення змін гір, річок та інших геологічних утворень. Оскільки ізотопи алюмінію-26 і берилію-10 мають дуже великий період напіврозпаду, ці частинки дозволяють визначити час об'єктів, що утворилися мільйони років тому. Тим часом більш відомий радіовуглецевий метод дозволяє датувати тільки предмети віком до 50 тисяч років.
Лише невелика кількість ізотопів зберігається в кварці після мільйонів років, і вони можуть бути зафіксовані тільки за допомогою надчутливих аналізів прискорювальної мас-спектрометрії. Лабораторія Університету Пердью - одна з двох лабораторій у США, які здатні датувати знахідки новим методом, зазначив її керівник професор Марк Кефі (Marc Caffee).
Щоб виміряти радіоізотопи кварцу, його витягли з породи, подрібнили і розчинили в спеціальній рідині, яку можна дослідити за допомогою прискорювача і детектора. Головна складність таких вимірювань - наявність інших радіоізотопів. Раніше, при аналізі зразків на іншому детекторі, алюміній-26 було складно визначити через присутність магнію-26. "Ми вже махнули рукою і майже відмовилися від проекту, оскільки думали, що зазнали невдачі. Потім був створений новий детектор, і ми вирішили дати йому [проекту] останній шанс ", - розповів Дерріл Грейнджер.
Останню спробу зробили за допомогою прискорювача і газонаповненого магнітного детектора в лабораторії Пердью. «Ми досягли успіху в дослідженні, але були здивовані, що дати такі стародавні», - сказав Дерріл Грейнджер. За його словами, вимірювання були перевірені кілька разів.
Газонаповнений магнітний детектор спочатку призначався для аналізу частинок сонячного вітру, які збирав космічний апарат Genesis (NASA). Однак через невдале приземлення капсула зі зразками розбилася. Частину зразків витягли з уламків, але дослідження на високочутливому детекторі довелося відкласти. Однак будівництво детектора продовжили - воно завершилося влітку 2014 року. Після цього Марк Кефі почав використовувати детектор для інших досліджень.
За допомогою нової методики були також датовані кам'яні знаряддя, знайдені в печері Стеркфонтейн в більш пізньому шарі. Їхній вік - близько 2,18 мільйона років - робить знаряддя одними з найдавніших у Південній Африці. Раніше знаряддя атрибутували як олдувайські. Нова дата артефактів показує, що гомініди, здатні робити знаряддя, з'явилися в Південній Африці набагато раніше, ніж вважалося до останнього часу. «Тепер ясно, що невелика кількість олдувайських пам'яток на півдні Африки пояснюється тільки обмеженістю досліджень, а не відсутністю цих гомінідів», - сказала Кетлін Куман (Kathleen Kuman), професор Вітватерсрандського університету (ПАР).
Робота була зроблена командою дослідників з Університету Пердью (США), Вітватерсрандського університету (ПАР), Університету Нью-Брансуїк (Канада) та Університету Тулузи. Результати опубліковані в журналі Nature.
За матеріалами Purdue University