Где клады зарыты? - [19]

Среди многочисленных методов, с помощью которых ученые наших дней исследуют металлы и сплавы, явно преобладают те, в основе которых лежат достижения современной физики. И не удивительно поэтому, что в изучение античных монет асьютского клада решающий вклад внесли представители этой науки. В середине 70-х годов группа ученых старейшего немецкого университета в Гейдельберге (ФРГ), основанного еще в конце XIV века, проводила исследования проб лунного грунта, доставленного на Землю американскими астронавтами. Руководил работами профессор Вольфганг Гентер — директор Института ядерной физики имени Макса Планка. Занимаясь в прежние годы изучением состава метеоритов и космической пыли, он обрел в научном мире заслуженное признание. Но Гентер был не только физиком: с неменьшим увлечением отдавался он и археологии. Вот почему ученый с огромным интересом взялся за разгадку тайны монет Древней Греции.

Именно Гентеру и принадлежала идея воспользоваться для исследования античных раритетов хорошо знакомыми ему космохимическими методиками, которые позволяют определять состав даже самых крохотных пылинок, разгуливающих по просторам Вселенной. Предположив, что в асьютском кладе могли оказаться монеты различных древнегреческих полисов, таких, как Афины, Эгина, Коринф, Тасос, гейдельбергские физики решили для начала выяснить, где добывалось серебро, шедшее на изготовление тех или иных монет.

Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо было произвести физическую и химическую идентификацию монетного металла и серебряных руд различных древних месторождений, то есть определить для каждой конкретной монеты природный источник ее серебра. Задача эта чрезвычайно трудоемкая, но разрешимая. Каким же путем шли физики к ее решению? Прежде всего им пришлось призвать на помощь представителей других профессий — геологов, историков, литературоведов, специализирующихся на текстах античных времен: они должны были подсказать, в каких точках этого региона два с половиной тысячелетия назад добывалось серебро. Затем предстояло серьезно покопаться в рудах указанных месторождений: взять пробы, выяснить их химический состав и сравнить с составом монетного металла. Но чтобы вести эксперименты, нужны реальные монеты, а не каталожные карточки с их описанием. Где же их взять?

К счастью, у Гентера имелись обширные связи среди нумизматов разных стран. С помощью швейцарского коллеги ему удалось раздобыть 118 монет из асьютского клада. С таким «капиталом» вполне можно было браться за дело. А дело предстояло нелегкое: требовалось определить изотопный состав серебра, точнее говоря, узнать, какие изотопы свинца присутствуют в серебре монет. Но при чем здесь свинец? Чтобы читателю стала понятной методика гейдельбергских ученых, сделаем небольшое отступление — не лирическое, а физическое.

Как известно, многие содержавшиеся в земной коре химические элементы претерпевают радиоактивный распад, начавшийся еще в те далекие времена, когда во Вселенной только-только сформировалась наша планета. Но лишь два природных элемента — торий и уран — имеют изотопы, периоды полураспада которых сопоставимы с возрастом Земли. Изотопы торий-232, уран-235 и уран-238, распадаясь вот уже несколько миллиардов лет, превращаются в другие элементы, те, в свою очередь, порождают третьи и т. д. Так образуются целые цепочки — ряды элементов, связанных между собой родственными связями. Родоначальниками этих радиоактивных династий являются торий и уран, а заканчиваются естественные радиоактивные ряды изотопами свинца с различной атомной массой — 206, 207, 208.

Руды каждого месторождения в больших или меньших дозах содержат как изначальные радиоактивные изотопы, так и конечные продукты их распада — изотопы свинца. Неодинакова и скорость превращения одних элементов в другие. Все это накладывает на состав руд своеобразный отпечаток, который, подобно отпечатку пальцев, не имеет в природе полных аналогий. Неповторимое соотношение между количествами радиоактивных изотопов свинца, а также его природного изотопа с атомной массой 204 и дает ученым возможность надежно различать руды разных месторождений. Но не только руды: даже полученный из нее металл несет в себе «генетические» признаки породившей его руды.

Именно это обстоятельство и взяли на вооружение гейдельбергские физики.

Свинец, находящийся в качестве непременной примеси в серебряных рудах, по своему изотопному составу ничем не должен отличаться от свинца, который присутствует в серебре соответствующих монет. Но ведь количество этих примесей, перекочевавших из руды в металл, совсем ничтожно. Как же их найти, да еще определить при этом не только общее содержание свинца, но и долю каждого изотопа в отдельности? Трудная задача? Разумеется. Но современные приборы и методики помогают физикам раскусить этот орешек. Каким же образом?

Прежде всего нужно было подготовить исходный материал для анализа. Впрочем, материал — это громко сказано: речь шла всего о нескольких миллиграммах металлической пыли, которая с помощью особого миниатюрного сверла снималась с каждой из обследуемых монет. Затем из этой пыли выделяли свинец и переводили его в химический раствор. Капельку раствора наносили на раскаленную проволоку — растворитель при этом испарялся, а атомы свинца ионизировались. Под действием электрического поля напряжением несколько киловольт они разгонялись до большой скорости и попадали в изогнутую трубку, опоясанную сильным магнитным полем. Здесь и происходило разделение изотопов свинца по их атомной массе: чем легче изотоп, тем сильнее влияло на него поле и тем дальше он отклонялся от прямолинейного курса. Так магнитное поле сортировало изотопы свинца, а расположенные в конце трубки необычайно чуткие приборы фиксировали число атомов различных изотопов. Оставалось лишь сравнить эти изотопные показатели монетного металла с соответствующими характеристиками руд и найти «родственные души».