Способность на глаз отличить кристаллы, образовавшиеся естественным путем, от тех, что стали результатом деятельности человека, характеризует чрезвычайно хорошего археолога будущего. Сейчас таких нет. Учёным приходится по нескольку месяцев ждать результатов лабораторных испытаний.

Международная группа исследователей самого разного профиля наконец-то разработала аппарат, который за считанные минуты способен рассказать о происхождении образца, несмотря на все его тысячи лет. Устройство транспортабельно. Оно просто определяет спектральный след материала в инфракрасном свете.

Прежде всего был испытан кальцит — минерал, обычно встречающийся в известняке и прочих горных породах, которые формируются на протяжении миллионов лет из органических отложений. Археологические объекты могут содержать кальцит в качестве ингредиента золы, гипса и прочих материалов.

Секрет определения происхождения образца заключается в выяснении того, как организована его кристаллическая структура, — поясняет один из авторов разработки Стефано Куртароло из Университета Дьюка (США). — Природные кристаллы кальцита организованы хорошо, а материал, созданный человеком из кальцита, — как правило, в меньшей степени».

Рис. 1. Бусы из кальцита, оправленные в серебро. Помогают при простудных заболеваниях.

Увы, интерпретация данных, полученных с использованием традиционных методов, — трудоёмкий и сложный процесс, так как размер частиц и выравнивание атомов в кристаллах могут давать противоречивую информацию.

Исследователи прибегли к инфракрасной спектроскопии, ибо все молекулярные единицы поглощают свет по-своему, что даёт различные спектральные пики. В ходе экспериментов учёные несколько раз растирали образцы и снимали показания после каждой такой экзекуции. Анализ пиков поглощения на разных этапах процесса измельчения нивелирует влияние искажающих факторов.

Летом прошлого года группа археологов из Института Вейцмана (Израиль) успешно воспользовалась новинкой на раскопках у Тель-Сафита — примерно там, где Давид сразил Голиафа.

Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Materials.

По материалам: