Холодец из мамонта

В Центре коллективного пользования «Геохронология кайнозоя» прошла пресс-конференция, посвященная созданию единственного в стране ускорительного масс-спектрометра.

Трудно поверить, но это чудо научной мысли находится на территории бывших автомастерских на Кутателадзе. Именно здесь в 2007 году по решению президиума СО РАН на базе трех институтов: геологии и минералогии, археологии и этнографии,  ядерной физики и был создан Центр.

– Основное направление деятельности ЦКП – точная датировка объектов, – рассказал его исполнительный директор Василий Зенин. – В лаборатории дендрохронологии производят анализ срезов ископаемой древесины, в лаборатории термолюминесцентного анализа определяют возраст горных пород и различных отложений, в лаборатории палеомагнитных методов работают по экскурсам (очень коротким в геологическом масштабе изменениям магнитного поля), которые существовали в геомагнитном поле на протяжении миллионов лет. В дальнейшем планируется развернуть еще несколько лабораторий, которые будут участвовать в определении возраста образцов.

Главная достопримечательность центра – ускорительный масс-спектрометр. Этот прибор может определить содержание изотопа углерода С-14 в микрообразцах весом всего 1-3 миллиграмма. Для сравнения достаточно сказать, что традиционный радиоуглеродный метод требует нескольких десятков граммов углерода. А получить для анализа такой объект, будь он археологическим или геологическим, трудно.

– Никто не даст 100 граммов туринской плащаницы, это же фактически половина. А вот ниточку для науки пожертвовать могут, – рассказал член-корреспондент СО РАН, заведующий лабораторией Института ядерной физики Василий Пархомчук.

Он и возглавил проект по созданию масс-спектрометра. Сейчас прибор тестируют специалисты, с помощью различных серийных экспериментов выводя его на проектную мощность. Чтобы обеспечить нужное количество образцов, создана специальная лаборатория для подготовки из дерева, кости, торфа и других органических материалов графита – ведь в масс-спектрометре анализируют именно его.

Целлюлозно-бумажная фабрика

Работа сотрудников лаборатории пробоподготовки сама по себе чрезвычайно интересна. Как рассказал журналистам ее заведующий Всеволод Панов, процесс подготовки образцов для анализа – нечто среднее между наукой и искусством:

– С одной стороны, это чистая препаративная химия, требующая высокой квалификации сотрудников и чистоты реактивов. С другой, это искусство, потому что каждый образец индивидуален. Один лежал 10 тысяч лет в сухой среде, другой – пять тысячелетий во влажной. Каждый раз нужно подбирать условия, зачастую не зная характеристик объекта. Конечно, мы проводим предварительные эксперименты, для этого у нас есть хорошая база. Образец, в зависимости от его сохранности, структуры, типа, может подготавливаться от двух дней до двух недель. Это нормальная общемировая практика: быстрее, чем идет химический процесс, работать невозможно.

Самой большой проблемой для лаборатории, по словам Всеволода Панова, стала нехватка кадров. В процессе пробоподготовки принимают участие восемь человек, в день – 2-3 образца. В зарубежных лабораториях, например в Оксфорде, производительность составляет 30 образцов в день. Самые сложные пробы – костные:

– Дело в том, что из костей нужно выделить коллаген, а это довольно хрупкие молекулы, которые нельзя перегревать, – говорит Всеволод Панов. – К тому же их сложно извлечь. Костная ткань очень твердая, для ее обработки используем алмазные диски. На втором месте по сложности – образцы целлюлозы. Можно сказать, у нас тут небольшая целлюлозно-бумажная фабрика. Из древесины выделяем целлюлозу, отбеливаем ее, очищаем – это 90% всех образцов. Остальное – скорее, экзотика, например, образцы металлов. Экспериментируем с тканями и торфом. Сам процесс происходит следующим образом: выделяется кусочек, пригодный для анализа, обрабатывается химическими реактивами, затем высушивается и сжигается. Получается сложная газовая смесь, состоящая в основном из углекислого газа, оксидов азота, серы, паров воды. Дальше избавляемся от примесей, а чистый углекислый газ пускаем на графитизацию.

– Как-то заглянул в лабораторию, там как раз работали с костями мамонта, – рассказал Василий Пархомчук. – Любая женщина делает подобное, когда варит холодец. Только в лаборатории процесс выделения этого «мамонтового холодца» занимает много часов.

– При этом холодец должен оказаться без лука и соли, – добавил Всеволод Панов.

Действительно, ни лука, ни соли, ни других лишних ингредиентов «рецептура» не предусматривает. На «кайнозойской кухне» – исключительная чистота и стерильность.

На перспективу

Сейчас лаборатория занимается набором статистических данных, так что большинство образцов, задействованных в работе, уже были проанализированы ранее тем или иным способом. Ко всеобщей радости, чаще всего результаты испытаний совпадают. Правда, достижения наших ученых не отменяют необходимости вывозить некоторые образцы для датировки за границу. Как выразился Василий Пархомчук, даже гири в магазине проходят независимую проверку, к тому же один ЦКП не справится с объемом работы:

– Для всей России мы работать, конечно, не сможем. По моим представлениям, это около сотни образцов в день – для нас немыслимо. Если сможем взять на себя часть исследований, уже будет очень хорошо. Будем занимать свою нишу.

Татьяна ЯКОВЛЕВА