Застывшее время. Научные подходы к датированию06.02.2016 10:52

Сегодняшний рассказ будет о методологии науки, в частности о том, каким образом мы можем устанавливать возраст археологических находок, какие основные методы при этом используются и какие физические принципы и процессы лежат в их основе.
Прелесть научных методов датировок состоит в том, что они взаимодополняемы и взаимопроверяемы, то есть с помощью одного метода мы можем проверить корректность другого и наоборот, при необходимости внося в него поправки. Также эти «часы» перекрывают огромный временной диапазон — около 9 порядков (на самом деле больше, но для исторических целей «быстрые» часы бесполезны, масштабы эволюционного времени захватывают семь или восемь порядков).
Это можно сравнить с работой опоздавших криминалистов, где нет непосредственных свидетелей с «места преступления», и нашедших лишь его следы.
В науке имеется много вещей, недоступных прямому наблюдению. В этом и состоит одна из причин недоверия и сопротивления науке на «бытовом» уровне. Сегодня, несмотря на всё увеличивающийся разрыв в знаниях между «учёными» и «простыми людьми», необходимо прикладывать значительные усилия, чтобы у людей не складывалось впечатления a la «эти учёные сами не могут ничего объяснить, потому что пользуются данными таких же учёных, взявших эти данные с потолка». К сожалению, именно такое мнение бытует за пределами науки, в частности, среди многочисленных «опровергателей» истории — где-нибудь на кухне или в гараже. Разумеется, сомнения в науке полезны, ведь любая теория, претендуемая на научность, должна быть принципиально фальсифицируемой. Беда в том, что для того, чтобы поставить под сомнение нижеописанные методы, необходимо сфальсифицировать факты из биологии, физики, геологии, археологии, истории и химии.
Все часы можно условно разделить на две категории — отсчитывающие (например, колебания маятника или кварцевого кристалла в бытовых часах) — или измеряющие (например, время течения каких-либо нециклических процессов). И те и другие часы в некоторые (по счастью, нужные нам) моменты могут или «обнуляться» или останавливаться, фиксируя события. Начнём с самых «быстрых» часов.

В нужном нам масштабе, например, историческом, очень удобными являются отсчитывающие часы, используемые в дендрохронологии — это годовые кольца деревьев. К примеру, по ним можно определить, в каком году срубили дерево, которое было использовано для постройки дома или сооружения культа несколько веков назад (на самом деле, имеется непрерывная дендрохронологическая шкала порядка 11500 лет).
Как работает этот метод? Многие знают, что для определения возраста недавно срубленного дерева нужно подсчитать кольца в его стволе, считая внешним кольцом настоящее время. Кольца отражают изменения скорости роста в разные сезоны года — летом или зимой, в сухой сезон и в сезон дождей, и особенно ярко выражены в высоких широтах, где сильная разница между сезонами. При этом, для определения возраста не требуется срубать дерево. Можно высверлить отверстие до середины дерева и извлечь образец. Но простой подсчёт колец не покажет, в каком веке бревно из вашего дома или мачты вашего корабля было живо. Если необходимо датировать давно мёртвую древесину, вам придётся посмотреть на характерный узор из колец. Так же, как само наличие колец означает годовые циклы, так и некоторые года бывают хуже, чем другие, поскольку погода меняется каждый год: засуха замедлит скорость роста, а дождливый год её ускорит; бывают холодные и тёплые года, и даже годы Эль Ниньо или извержения Кракатау. Годы с плохими климатическими для дерева условиями производят более узкие кольца чем хорошие. И узор из узких и широких колец в конкретном регионе, созданный конкретной последовательностью разных лет, является характерным «отпечатком», который точно маркирует годы образования этих колец, узнаваемым от дерева к дереву. Кроме того, всегда можно взять образец материала из нужного кольца для радиоуглеродного датирования (об этом ниже).
Всё это, конечно, хорошо, но редкие из нынеживущих деревьев были живы в Петровские времена, уже не говоря о бронзовом веке или ранее. Существуют деревья, которые живут тысячелетия, но большинство из них вырубается на древесину, когда им нет и ста лет. Как же создаётся справочная коллекция колец для более древних времен? Я думаю, что Вы уже догадались.

Перекрытия. Канат может быть и стометровой длины, но отдельные волокна в нём намного короче. Чтобы использовать принцип перекрытия, вы берёте справочные образцы узоров, дату которых можно установить по современным деревьям.
Затем вы ищете узор старых колец современных деревьев и определяете соответствия узора среди младших колец давно мёртвых деревьев. Затем идентифицируете узор старых колец этих давно мёртвых деревьев, и ищете тот же узор в молодых кольцах еще более старых деревьев, и т.д. На практике этот метод используется только в археологических сроках, в масштабах нескольких тысяч лет.
Кстати, это — не единственная система, которая обещает точность до года. Осадочные слои откладываются в ледниковых озерах. Как и годичные кольца, они меняются по сезонам и теоретически, здесь может быть использован тот же самый принцип, с той же степенью точности. У кораллов также есть годичные кольца, как и у деревьев. Они были использованы для определения даты древних землетрясений. Большинство других доступных нам систем датирования, включая все радиоизотопные методы, точны только в пределах погрешности, которая пропорциональна масштабу измеряемого времени.
Для тех, кто благополучно успел забыть физику, вначале расскажу базовые сведения о строении вещества и о том, что такое радиоизотопы, поскольку здесь мы имеем дело с физическими процессами.
Вся материя состоит из элементов, которые химически взаимодействуют с другими элементами. В природе существует 92 элемента минус технеций, немного больше, если считать искусственно синтезированные элементы. Атомная теория строения вещества, которую, я думаю, принимают даже креационисты, говорит нам, что элементы состоят из характерных атомов, являющихся наименьшими частицами, на которую можно разделить элемент, чтобы он не перестал быть этим элементом. На что похож атом, например азота, или меди, или углерода? На стоячую волну. Можно лишь использовать модели, чтобы помочь визуализировать атом. Все мы помним со школы планетарную модель атома, предложенную Нильсом Бором. Сегодня она является устаревшей, но в качестве модели подойдёт для наших целей. Роль «Солнца» играет ядро, а вокруг него вращаются электроны, играющие роль планет. Как и в солнечной системе, почти вся масса атома содержится в ядре («Солнце»), и почти весь объём занимает пустое пространство, отделяющее электроны («планеты») от ядра. Электроны ничтожны по сравнению с ядром, а пространство от них до ядра огромно по сравнению с размерами и того и другого.

В состав атома входят три вида частиц, по крайней мере, в модели Бора. С электронами мы уже знакомы. Две другие частицы, значительно большие, называются протонами и нейтронами, и они находятся в ядре и их размер почти одинаков. Количество протонов постоянно для любого конкретного элемента и равно количеству электронов. Это число называется атомным номером и пишется в нижнем индексе возле названия элемента. Это уникальная характеристика элемента, и в списке атомных номеров знаменитой периодической системы [Менделеева] нет никаких пробелов. Каждому номеру в ней соответствует ровно один и только один элемент. Элемент с атомным номером 1 — водород, 2 — гелий, 3 — литий, и так далее, до 92 у урана.
Протоны и электроны несут электрический заряд противоположного знака. Мы называем один из них положительным, а другой отрицательным, в соответствии с произвольным соглашением. Эти заряды важны, при образовании химических связей элементов друг с другом, главным образом через взаимодействие электронов. Протоны в атоме связаны в ядре с нейтронами и не имеют заряда, и они не участвуют в химических реакциях. Нейтроны, протоны и электроны в любом элементе точно такие же, как и в любом другом. Нет такого понятия как протон кислорода, или электрон калия, или нейтрон меди. Протон — он везде протон, а вот делает атом меди медью то, что в нём ровно 29 протонов (и 29 электронов). То, о чём мы думаем в повседневном смысле как о меди, является вопросом химии. Химия — танец электронов. Вся её суть заключается во взаимодействии атомов через свои электроны. Химические связи легко разрушаются и заново создаются, потому что только электроны отделяются или обмениваются в химических реакциях. Силы притяжения внутри атомных ядер гораздо могущественнее. Вот почему «расщепление атома» звучит так зловеще, но оно может происходить в «ядерных» (в отличие от химических) реакциях, и радиоактивные часы основаны на них.
У электронов незначительная масса, таким образом, полная масса атома, его «атомная масса», равна суммарному числу протонов и нейтронов. Как правило, она чуть более чем вдвое превышает атомный номер, потому что обычно в ядре, как правило, больше нейтронов, чем протонов. Атомная масса пишется верхним индексом возле обозначения элемента в периодической таблице. В отличие от числа протонов, число нейтронов в атоме не является уникальной чертой элемента. Атомы любого конкретного элемента могут быть в различных «версиях», называемых изотопами, различающихся количеством нейтронов, но всегда с одинаковым количеством протонов. У некоторых элементов, таких как фтор, есть только один встречающийся в природе изотоп. Атомный номер фтора — 9, а его атомная масса 19, из чего ясно, что у него 9 протонов и 10 нейтронов. У других элементов существует несколько изотопов. У свинца пять распространённых изотопов. У них одинаковое число протонов (и электронов) — 82, что является атомным номером свинца, но с различной атомной массой — от 202 до 208. У углерода три изотопа, встречающихся в природе. Углерод-12 это обыкновенный углерод с одинаковым количеством нейтронов и протонов — по 6. Существует также углерод -13, слишком короткоживущий для наших целей, и углерод -14, который редок, но не настолько, чтобы быть полезным для датировки органических образцов.
Следующий важный теоретическим фактом является то, что не все изотопы являются стабильными. Свинец-202 является нестабильным изотопом, а свинец-204, -206, -207 и -208 — стабильными. «Нестабильный» означает, что атомы спонтанно распадаются во что-то другое, с предсказуемой скоростью, хотя и в непредсказуемые моменты. Предсказуемость скорости распада — ключ ко всем радиометрическим часам. Синоним для слова «нестабильный» — «радиоактивный». Есть несколько видов радиоактивного распада, пригодных в качестве часов, в которых участвуют нейтроны. При одном виде (β--распад) нейтрон превращается в протон. Это означает, что атомная масса остается та же (у протонов и нейтронов одинаковая масса), а атомное число увеличивается на единицу, таким образом, атом становится иным элементом, на одну ячейку правее в периодической системе. Например, цезий-55 превращается в барий-56. При другом виде радиоактивного распада (β±распад) наоборот — протон превращается в нейтрон. Атомная масса вновь остаётся та же, но на этот раз атомное число уменьшается на единицу, а атом становится следующим элементом левее в периодической системе. Третий вид радиоактивного распада (электронный захват) имеет тот же результат. Протон способен захватить один из электронов оболочки своего атома и превратиться в нейтрон (испустив нейтрино). Опять же, нет никаких изменений в атомной массе, атомный номер уменьшается на один, и атом превращается в следующий элемент левее в периодической системе. Существует также более сложный вид распада, при котором атом испускает так называемую альфа-частицу. Она состоит из двух нейтронов и двух протонов, «склеенных» вместе (или ядро атома гелия без электронов). Это означает, что атомная масса уменьшается на четыре, а атомный номер понижается на два. Атом превращается в тот элемент, который находится на две ячейки левее в периодической таблице. Пример альфа-распада — превращение очень радиоактивного изотопа урана-238 (с 92 протонами и 146 нейтронами) в торий-234 (с 90 протонами и 144 нейтронами).
Теперь к сути дела. Каждый нестабильный изотоп распадается с точно известной скоростью, для каждого изотопа своей. Во всех случаях распад экспоненциальный. Общепринятой мерой скорости распада является «период полураспада». Это время, затраченное на распад половины его атомов. Период полураспада одинаков и не зависит от того, сколько атомов уже распалось. Например, период полураспада (T½) углерода-14 составляет 5730±40 лет. На 2010 год предельный возраст образца, который может быть точно определён радиоуглеродным методом — около 60 000 лет, то есть около 10 периодов полураспада 14C. За это время содержание 14C уменьшается примерно в 1000 раз (около 1 распада в час на грамм углерода) и мы должны будем обратиться к более медленным часам.
Изотопом, часто используемым в масштабе эволюционного времени, является калий-40 с периодом полураспада в 1,26 млрд. лет, и он будет использован в качестве примера для объяснения в целом идеи радиоактивных часов. Эти «часы» называют калий-аргоновыми, поскольку аргон-40 (он на ячейку левее в периодической системе) является одним из элементов, в которые распадается калий-40 (другим, в результате другого вида радиоактивного распада, является кальций-40, находящийся на единицу правее в периодической системе). Если начать с некоторого количества калия-40, то через 1260 миллионов лет половина калия-40 распадётся в аргон-40. Это называется периодом полураспада. Ещё через 1,26 миллиарда лет распадётся половина того, что осталось (¼ от исходного) и так далее. За промежуток времени более короткий, чем 1,26 миллиарда лет, распадётся соответственно меньшее количество исходного калия. Предположим, что у нас есть некоторое количество калия-40 в закрытой системе, без аргона-40. После того, как прошли несколько сотен миллионов лет, учёный наталкивается на это замкнутое пространство и измеряет относительные пропорции калия-40 и аргона-40. Из этой доли, независимо от абсолютных количеств, зная период полураспада калия-40 и предполагая, что аргона вначале не было, можно оценить время, прошедшее с момента запуска процесса, то есть, с того времени, как часы «были обнулены». Заметьте, что мы должны знать соотношение родительского (калий-40) и дочернего (аргон-40) изотопов. Более того, как говорилось ранее, необходимо, чтобы наши часы были обнулены.
Но что имеется в виду под «обнулением»? Процесс кристаллизации.
Как и все радиоактивные часы, используемые геологами, калий-аргоновый отсчёт времени работает только для так называемых магматических пород. Магматические породы затвердевают из расплавленных горных пород — подземной магмы в случае гранита, лавы из вулканов в случае базальта. Когда порода затвердевает, она кристаллизуется и формирует гранит или базальт. Эти, как правило, небольшие, прозрачные кристаллы, как кварц, слишком малы, чтобы выглядеть как кристаллы для невооруженного глаза. Некоторые из них, такие как полевые шпаты и слюда, содержат атомы калия. Среди них есть атомы радиоактивного изотопа калия-40. Когда кристалл формируется в момент отвердевания магмы (система «закрывается»), присутствует калий-40, но нет аргона (предполагается, что пузырьки этого газа, если они были, поднялись к поверхности жидкой лавы и смешались с атмосферным воздухом). Часы «обнуляются» в том смысле, что в кристалле нет атомов аргона. По прошествии миллионов лет калий-40 медленно распадается, и, один за другим, атомы аргона-40 заменяют в кристалле атомы калия-40 и остаются в нём, как в ловушке. Накапливающееся количество аргона-40 является мерой времени, прошедшего с момента кристаллизации. Но эта величина имеет смысл только тогда, когда выражается как соотношение калия-40 к аргону-40. Когда часы были обнулены, соотношение составляло 100% в пользу калия-40. Через 1,26 млрд. лет соотношение будет 50 на 50. Спустя ещё 1260 млн. лет, половина оставшегося калия-40 превратится в аргон-40, и так далее. Промежуточные пропорции показывают промежуточные времена, с момента, когда кристаллические часы были обнулены. Таким образом, измеряя соотношение 40K/40Ar в куске магматической породы сегодня, можно сказать, когда порода кристаллизовалась. Магматические породы, как правило, содержат много различных изотопов, и не только калий-40. Положительным моментом является то, что магматические породы в данном куске затвердевают одновременно, обнуляя все часы, что очень удобно для датировки. Однако во время кристаллизации минерала может происходить захват аргона извне. Как отличить этот аргон от того, что образовался позднее в ходе распада изотопа 40K? Можно исходить из предположения, что захваченный аргон имел такое же соотношение изотопов 40Ar / 36Ar, как в современной атмосфере. Измерив количество 36Ar, можно затем вычислить количество «чистого» радиогенного аргона 40Ar.
Однако есть проблема. Ископаемые крайне редко встречаются в магматической породе. Они формируются в осадочных породах, таких как известняк и песчаник, которые не являются застывшей лавой. Они встречаются в слоях грязи, ила или песка, постепенно отлагающихся на дне моря, озера или реки. Песок или ил уплотняется в течение многих веков и твердеет, как камень. Останки, попавшие в осадочную породу, имеют шанс фоссилизироваться (сохраниться как ископаемое). Хотя только небольшая часть трупов становится ископаемыми, осадочные породы — единственные, которые содержат ископаемые, о которых стоит говорить.
К сожалению, эти породы не могут быть датированы с помощью радиоактивности. Вероятно, отдельные частицы ила или песка, входящие в состав осадочных пород, содержат 40K и другие радиоактивные изотопы, но, к сожалению, эти часы бесполезны, потому что они не обнулены должным образом, или обнулены в различное время. Каждая песчинка имеет часы, обнуленные в своё время, вероятно, задолго до формирования этих пород и захоронения ископаемых, которые мы пытаемся датировать. Так, с точки зрения хронометрирования, осадочная порода — сплошной беспорядок. Лучшее, что мы можем сделать, и это довольно хорошее «лучшее» — это использовать возраст вулканических горных пород, которые находятся вблизи осадочных пород или внедрены в них.
Для датировки ископаемого не требуется в буквальном смысле найти его запрессованным между двумя плитами магматических пород, хотя это отличный способ для иллюстрации принципа. Фактически, используется более утончённый метод. Узнаваемые слои осадочных пород встречаются по всему миру. Задолго до того, как радиоактивное датирование было открыто, эти слои были идентифицированы и названы: кембрийский, ордовикский, девонский, юрский, меловой, эоцен, олигоцен, миоцен. Девонские отложения узнаваемы как девонские, не только в Девоне (графство на юго западе Англии, давшее им их название), но и в других регионах. Они явно похожи друг на друга, и они содержат те же виды ископаемых. Геологам уже давно известен порядок, в котором откладывались названные отложения. До появления радиоактивных часов мы просто не знали, когда они образовались. Мы могли расположить их по порядку, потому что, очевидно, более древние отложения, как правило, лежат ниже более молодых отложений. Девонские отложения, например, старше отложений каменноугольного периода (названного так потому, что каменный уголь часто встречается в этом слое), и мы знаем это, потому что в тех частях мира, где эти два слоя встречаются в одном месте, девонский слой лежит под каменноугольным (исключения встречаются в местах, где мы можем сказать, исходя из других свидетельств, что породы были наклонены, или даже перевёрнуты). Редко бывает так, чтобы обнаружился полный набор слоёв — от Кембрийского в нижней его части до современных на самом верху. Но, поскольку слои являются столь узнаваемыми, можно определить их относительные возрасты, выстраивая друг за другом и собирая их как паззл по всему миру.

Вернемся к датированию. Поскольку относительный порядок проименованных осадочных слоёв хорошо известен, и один и тот же порядок обнаруживается во всем мире, можно использовать магматические породы, которые лежат выше или ниже осадочных слоев, или которые внедрены в них, для датирования проименованных осадочных слоёв, и, следовательно, окаменелостей внутри них. Нам не обязательно искать магматические породы в окрестностях того или иного отдельного ископаемого для его датировки. Мы можем сказать, что наши ископаемые относятся к, скажем, концу девонского периода, по их позиции среди слоёв. И мы знаем по радиоактивному датированию магматических пород, обнаруженных в связи с девонскими слоями по всему миру, что девонский период закончился около 360 миллионов лет назад.
Калий-аргоновые часы — только одни из многих часов, доступных геологам, которые используют тот же принцип в различном масштабе времени. Более быстрые часы, такие как углерод-14, работают несколько иным способом по интересной причине, а именно — его запасы постоянно пополняются. Роль углерода-14 в датировании несколько иная, чем у более долгоживущих изотопов. В частности, что означает «обнулить эти часы»?
Из всех химических элементов этот кажется, наиболее важный для жизни, без которого жизнь на любой планете представить труднее всего из-за его замечательной способности к формированию цепочек, колец и других сложных молекулярных структур. Он вводится в пищевые цепи с фотосинтезом, процессом, при котором зелёные растения (и некоторые бактерии и животные) поглощают молекулы углекислого газа из атмосферы и используют энергию солнечного света, чтобы объединить атомы углерода с водой, создавая сахара. Весь углерод во всех живых существах происходит, в конечном счете, посредством растений, из углекислого газа в атмосфере. И он возвращается обратно в атмосферу когда мы выдыхаем, когда мы выделяем, и когда мы умираем.
Большая часть углерода в углекислом газе атмосферы это углерод-12, который не радиоактивен. Однако, примерно один атом на триллион является радиоактивным углеродом-14. Он распадается достаточно быстро, с периодом полураспада 5730 лет, как уже говорилось, в азот-14. Для биохимии растений нет разницы между этими двумя изотопами. Для растений углерод — всего лишь углерод. Таким образом, растения включают оба этих вида атомов углерода в сахара в той же самой пропорции, в какой они присутствуют в атмосфере. Углерод, входящий в состав атмосферы (вместе с такой же пропорцией атомов 14C) быстро (по сравнению с его периодом полураспада) распространяется через пищевую цепь, когда растения поедаются травоядными, травоядные хищниками и так далее. Все живые существа, будь то растения или животные, имеют примерно равное соотношение 14C/12C, которое является тем же самым соотношением, что и в атмосфере.

Итак, когда эти часы обнуляются? В момент, когда живое существо, будь то животное или растение, умирает. В этот момент оно отсекается от пищевой цепи, и от притока свежего 14C. С течением столетий 14C в трупе, или куске дерева, или части ткани, или иной органики постоянно распадается в азот-14. Поэтому соотношение 14C/12C в образце постепенно падает ниже стандартного соотношения, которое живущие существа делят с атмосферой. В конце концов, останется только 12C или, точнее, содержание 14C будет слишком малым, чтобы его измерить. И соотношение 14C/12C может быть использовано для расчета времени, которое прошло со дня смерти существа, отрезанного от пищевой цепи, и его обмена с атмосферой.

Это очень хорошо, но это работает только потому, что идет непрерывное пополнение запаса 14C в атмосфере. Без этого 14C с коротким периодом полураспада давно бы исчез с лица Земли, вместе со всеми другими естественными короткоживущими изотопами. 14C является особенным, потому что он непрерывно создается космическими лучами, бомбардирующими атомы азота в верхних слоях атмосферы.

Азот — самый распространённый газ в атмосфере, и его атомное число 14, такое же, как и у углерода-14. Различие лишь в том, что у углерода-14 6 протонов и 8 нейтронов, тогда как у азота-14 7 протонов и 7 нейтронов (нейтроны, помните, имеют почти ту же массу, что и протоны). Частицы космических лучей способны, бомбардируя протон в ядре атома азота, превратить его в нейтрон. Когда это происходит, атом становится углеродом-14, который стоит на одну ячейку левее, чем азот, в периодической системе. Скорость этого преобразования примерно постоянна (зависит от колебаний солнечной активности) и поэтому радиоуглеродное датирование работает. К счастью, у нас есть точная калибровка колебаний поставки 14C в атмосферу, и мы можем ввести поправку на них, чтобы уточнить наши вычисления возраста. Помните, что, примерно для того же самого временного диапазона, покрываемого датированием по радиоуглероду, есть альтернативный метод датирования древесины — дендрохронология, который абсолютно точен до года. Глядя на датируемые по радиоуглероду возрасты деревянных образцов, возраст которых независимо установлен датированием с помощью годичных колец, мы можем откалибровать эту колеблющуюся ошибку в датировании по углероду. Теперь мы можем использовать эти калибровочные измерения, когда мы возвращаемся к органическим образцам, для которых у нас нет данных годичных колец (для большинства).

Датирование по радиоуглероду — сравнительно недавнее изобретение, оно было предложено Уиллардом Либби в 1946 году (Нобелевская премия по химии, 1960). В первые годы требовались существенные количества органического материала для этой процедуры. Только, в 1970-х техника, называемая масс-спектрометрией, была адаптирована для датирования, и сейчас необходимы только крошечные количества органического вещества. Это произвело революцию в археологическом датировании. Самым известным примером является Туринская плащаница. Поскольку на этом пресловутом куске ткани оказался запечатлён, кажется таинственным образом, лик бородатого, человека (причём, по неясной причине, почему-то в цилиндрической проекции), многие люди надеялись, что он может происходить со времен Иисуса. Она впервые появляется в исторической летописи в середине четырнадцатого века во Франции, и никто не знает, где она была до этого. Она находилась в Турине с 1578, и в Ватикане с 1983 года. Когда масс-спектрометрия сделала возможным датирование по крошечному образцу плащаницы, а не значительному куску, который был бы необходим прежде, Ватикан позволил отрезать маленькую полосу. Она была разделена на три части и отправлена в три ведущих лаборатории, специализирующиеся на радиоуглеродном датировании, в Аризоне, Оксфорде и Цюрихе. Работающие абсолютно независимо, не сравнивая записей, эти три лаборатории представили свои отчёты о дате, когда лён, из которого соткана ткань, умер. Лаборатория Аризоны указала на 1304, Оксфорд — на 1200, и Цюрих — 1274 годы нашей эры. Все эти даты в пределах погрешности, совместимы друг с другом и с датой 1350 года, в котором саван впервые упомянут в истории. Датирование плащаницы остаётся спорным, но не по причинам, которые ставят под сомнение саму технику радиоуглеродного датирования. Например, углерод в саване мог быть внесён пожаром, который произошёл в 1532 г. Это хороший пример, чтобы проиллюстрировать метод и тот факт, что, в отличие от дендрохронологии, он не обладает точностью до года, только до столетия или около.

Известно много различных часов, которые можно использовать, и они работают лучше всего на различных, но перекрывающихся временных масштабах. Радиоактивные часы могут быть использованы для независимой оценки возраста одного и того же куска породы, если помнить, что все часы были обнулены одновременно, когда этот кусок породы кристаллизовался. Когда такие сравнения были сделаны, различные часы были сопоставлены друг с другом — в рамках ожидаемых пределов погрешности. Это даёт большую уверенность в правильности часов. Таким образом, взаимно откалиброванные и проверенные на известных породах, эти часы можно с уверенностью применять к интересным проблемам датирования, таким как возраст самой Земли. В настоящее время установленный Клэром Паттерсоном в 1956 г. возраст в 4,55±0,05 млрд. лет является оценкой, на которой сходятся несколько различных часов.