«Стрелы Дьявола» стоят в Англии уже 4000 лет: изотопный анализ наконец раскрыл, откуда доставили 25-тонные монолиты

На западной границе города Боробридж в графстве Северный Йоркшир стоят три массивных вертикальных камня, известные как «Стрелы Дьявола». Это самый высокий сохранившийся мегалитический ряд в Великобритании. Южный монумент поднимается над землей на 6,86 метра, центральный камень имеет высоту 6,7 метра, а северный — 5,5 метра. Масса каждого монолита достигает двадцати пяти тонн. Раскопки прошлых столетий показали, что в грунт камни погружены еще на полтора метра, где опираются на плоское искусственное основание.

Главная загадка этого монумента связана с геологическим несоответствием пород. Равнина Боробриджа сложена красноватыми мелкозернистыми песчаниками Шервудской свиты, которые сформировались в триасовом периоде около 250 миллионов лет назад. Сами же «Стрелы Дьявола» состоят из совершенно другого материала — серого крупнозернистого песчаника с включением кварцевой гальки и полевых шпатов, известного как миллистоун-грит. Он относится к каменноугольному периоду, и его возраст составляет примерно 320 миллионов лет.

Камни не могли возникнуть на этой равнине естественным путем. На протяжении десятилетий среди исследователей продолжался спор: принесли ли эти многотонные глыбы ледники четвертичного периода или люди позднего неолита организовали их добычу и транспортировку.

Новое исследование ученых из Университета Кёртин (Австралия) и Йоркского университета (Великобритания), опубликованное в научном журнале Proceedings of the Royal Society A, дало точный ответ на этот вопрос. Применив методы изотопного анализа отдельных минеральных зерен, исследователи определили конкретную точку на карте, откуда были доставлены плиты, а также проследили судьбу утраченных частей древнего ансамбля.

Принцип метода: радиоактивный распад в песчинках

Песчаник представляет собой осадочную породу. Миллионы лет назад древние реки разрушали горные хребты, несли обломочный материал в низины и прессовали его в новые пласты. Из-за этого кусок песчаника содержит частицы сотен давно исчезнувших геологических формаций.

Определить место добычи такого камня по внешнему виду или содержанию основных химических элементов невозможно. Выходы миллистоун-грита на севере Англии тянутся на десятки километров, и под микроскопом они выглядят практически одинаково.

Чтобы различить их, ученые используют акцессорные минералы — устойчивые микроскопические зерна циркона (силиката циркония) и апатита (фосфата кальция). Циркон обладает исключительной прочностью и химической стабильностью. Когда кристалл циркона зарождается в остывающем магматическом расплаве, его кристаллическая решетка захватывает атомы урана, но отталкивает свинец. С момента затвердевания породы радиоактивный уран начинает распадаться, превращаясь в свинец с постоянной и строго известной физической скоростью: изотоп уран-238 превращается в свинец-206, а изотоп уран-235 — в свинец-207.

Измерив точное соотношение урана и свинца в единичном кристалле, исследователи вычисляют возраст его кристаллизации в древней магме. Если проанализировать несколько десятков или сотен зерен циркона из одного образца песчаника, получается уникальный статистический график распределения возрастов. Этот спектр отражает историю размыва тех горных систем, из которых сформировался конкретный осадочный пласт.

Главная трудность заключалась в охранном статусе «Стрел Дьявола». Памятник защищен британским законодательством, поэтому скалывать куски камня или высверливать керны государственные службы запрещают.

Авторы работы применили щадящий метод отбора проб. На сухие участки монолитов на пять минут наклеивали полосы специальной клейкой ленты длиной 20 сантиметров. Клей захватывал микроскопические минеральные частицы, которые уже отделились от камня из-за естественного выветривания. В лаборатории клей растворяли скипидаром, а пробы промывали в ультразвуковой ванне с моющим раствором.

Затем минералы погружали в тяжелую жидкость — раствор гетерополивольфрамата с плотностью 2,85 грамма на кубический сантиметр. Легкие зерна кварца и полевого шпата всплывали, а тяжелые фракции циркона и апатита опускались на дно. Итоговый вес чистого минерального концентрата составил менее одной десятой грамма.

Каждое зерно исследовали на масс-спектрометре высокого разрешения с лазерным испарением: тончайший лазерный луч диаметром в несколько микрометров испарял точку внутри минерала, а прибор с высокой точностью подсчитывал изотопы урана и свинца.

Анализ изотопов и географическая привязка

Всего ученые выделили и датировали 236 зерен циркона из трех уцелевших камней «Стрел Дьявола». Первым результатом стало доказательство единства памятника. Статистические тесты Колмогорова — Смирнова и Койпера подтвердили, что спектры распределения возрастов всех трех монолитов совпадают с вероятностью более 95 процентов (p > 0,05). Это означает, что плиты добывали не в разных случайных местах, а вырубили из одного и того же геологического пласта.

Спектр цирконов охватил временной диапазон от 377 миллионов до 3,74 миллиарда лет. В нем четко выделились несколько периодов магматической активности:

• Палеозойская группа с пиком около 430 миллионов лет назад (эпоха Каледонского горообразования);
• Мезопротерозойская группа возрастом от 1,0 до 1,3 миллиарда лет;
• Палеопротерозойская группа возрастом от 1,5 до 1,8 миллиарда лет;
• Архейские зерна старше 2,5 миллиарда лет, включая древнейшие кристаллы возрастом 3,7 миллиарда лет, происходящие из древнего Северо-Атлантического кратона на востоке Гренландии.

Полученный изотопный профиль сопоставили с возможными источниками камня в регионе:

1. Подстилающие песчаники Шервуда были немедленно исключены из числа кандидатов (p = 0,00029). Их песчинки отражают совершенно другую речную систему и иные разрушенные хребты.
2. Скалы Пламптон, расположенные в 13 километрах к юго-западу от Боробриджа. На протяжении столетий краеведы считали их главным источником монолитов, поскольку тамошние обнажения песчаника имеют такие же вертикальные канавки выветривания, как и «Стрелы». Однако изотопный анализ показал значительное несовпадение (p = 0,000067): в породе из Плаптона резко преобладают силурийские минералы, а древние зерна почти отсутствуют.
3. Бримхэмские скалы, находящиеся в 18 километрах к западу от памятника на возвышенности Пеннинских гор. Распределение возрастов цирконов из этой локации статистически совпало со «Стрелами Дьявола» (p = 0,77). Совпали не только возрастные границы групп, но и процентные доли минералов каждой эпохи.

Дополнительным доказательством послужили зерна апатита. В отличие от прочного циркона, апатит менее устойчив к механическому истиранию в речном потоке и разрушается при выветривании. Тем не менее ученые зафиксировали в «Стрелах» зерна магматического апатита с датировками около 480, 1300 и 2600 миллионов лет, что точно соответствует образцам из Бримхэм-Рокс.

Кроме того, в мегалитах нашли фрагменты так называемого биоапатита — окаменевшего органического фосфата, оставшегося от древних раковин и растений каменноугольного периода. Этот фосфат обогатился обыкновенным свинцом около 93 миллионов лет назад, во время тектонического подъема территории в меловом периоде. Данная редкая геологическая особенность присутствует исключительно в пластах Бримхэма.

Опровержение ледниковой теории

Связь с Бримхэм-Рокс позволила окончательно отбросить предположение о том, что камни переместил ледник.

Реконструкции ледниковых потоков последнего (девенсийского) оледенения показывают, что ледниковый щит в долине Йорка двигался исключительно с северо-запада на юго-восток, перемещая материал вниз по речным долинам на юг. Бримхэмские скалы лежат к западу от Боробриджа, на высоте около 250-290 метров над уровнем моря, тогда как долина расположена на высоте всего 15-20 метров. Чтобы доставить глыбы из Бримхэма в Боробридж, ледник должен был двигаться на восток, перпендикулярно основному направлению регионального потока льда, преодолевая топографические хребты. Данные геоморфологии полностью исключают такое движение.

Кроме того, движение ледника неизбежно приводит к хаотичному перемешиванию пород. Ледниковые отложения состоят из валунов, захваченных на площадях в сотни квадратных километров. Если бы строители неолита просто подняли три случайных ледниковых валуна, найденных на равнине, каждый камень показал бы разный изотопный профиль. Идентичность всех трех плит доказывает, что их целенаправленно вырубили в одном месте и доставили к реке Юр люди.

Куда исчезли недостающие камни ряда

Исторические свидетельства говорят о том, что монумент в Боробридже первоначально состоял из большего числа плит.

В середине XVI века английский антиквар Джон Лиланд видел четыре стоящих камня. К концу того же века историк Уильям Кэмден застал четвертый камень уже поваленным на землю. В 1687 году натуралист Джон Обри зафиксировал рассказы местных жителей о том, что лежавший монолит разбили на части. Его основание заложили в фундамент моста Пег-Бридж через реку Татт, а верхний фрагмент отвезли в парк усадьбы Олдборо. В XIX веке исследователь Джон Уолбран выдвинул гипотезу, что из еще одного расколотого мегалита в XIV веке вытесали 5,5-метровый каменный крест Бэттл-Кросс, установленный в память о битве при Боробридже 1322 года.

Исследователи проверили эти свидетельства тем же методом клейких аппликаций, сняв образцы с креста Бэттл-Кросс и каменной кладки моста Пег-Бридж.

Результаты подтвердили исторические записи. Зерна циркона из креста Бэттл-Кросс показали ту же палеозойскую и архейскую структуру возрастов, что и монолиты «Стрел Дьявола». Пробы из моста Пег-Бридж также содержали характерные протерозойские минералы. Ни одно зерно из изученных исторических построек не вышло за пределы геохимического спектра Бримхэм-Рокс.

Это доказывает, что в древности комплекс насчитывал как минимум четыре или пять вертикальных плит, протянувшихся в единую линию вдоль реки, а в позднем Средневековье и раннем Новом времени поваленные камни систематически использовались в качестве бесплатного строительного материала.

Причины выбора: сопротивление камня и сакральная география

Идентификация Бримхэмских скал ставит главный исторический вопрос: почему древние строители выбрали месторождение, удаленное на 18 километров, если пласты миллистоун-грита выходят на поверхность значительно ближе — в пяти километрах к западу и в тринадцати километрах к юго-западу? Транспортировка 25-тонных плит на такое расстояние требовала колоссальных усилий сотен людей, наведения переправ через реки и преодоления пересеченного рельефа.

Исследователи объясняют этот выбор сочетанием двух факторов: механики добычи и представлений о пространстве.

1. Естественная геометрия трещин. Массив Бримхэм-Рокс сложен песчаниками, рассеченными регулярными природными трещинами двух типов: вертикальными трещинами отдельности и горизонтальными плоскостями напластования. Эти плоскости делят скальный массив на вытянутые прямоугольные призмы. Чтобы получить монолитный столб длиной семь метров в Бримхэме, строителям не требовалось выдалбливать породу по всему периметру каменными орудиями. Им было достаточно забить деревянные или каменные клинья в уже существующие глубокие трещины и отделить готовый блок от массива. В более близких к Боробриджу выходах породы песчаник лежит массивными сплошными пластами без выраженной прямоугольной сетки трещин, поэтому трудозатраты на высекание плиты нужного размера там были бы несоизмеримо выше.

2. Культурное значение ландшафта. Бримхэм-Рокс представляет собой возвышенное плато с десятками отдельно стоящих эрозионных скал причудливой формы, созданных процессами морозного выветривания. Для населения неолита эта территория была заметным ориентиром и ритуальным центром. Прямо у границы скального массива Бримхэм археологи зафиксировали трехметровый песчаниковый валун, сплошь покрытый петроглифами: двадцатью одним концентрическим кругом и чашевидными углублениями эпохи позднего неолита и ранней бронзы. Едва различимые следы аналогичных круглых углублений исследователи зафиксировали и у основания северного монолита в Боробридже.

«Стрелы Дьявола» стоят на южной границе ритуального района между реками Юр и Суэйл, где сосредоточена самая высокая плотность неолитических хенджей в Британии (включая крупные святилища Торнборо). Строительство мегалитов не подчинялось задаче минимизации физического труда. Вырубая камень в Бримхэме, люди связывали видимый скальный ландшафт возвышенности с ритуальным комплексом на речной равнине, физически перемещая кусок почитаемой скалы на новое место.

Этот вывод вписывается в общую картину неолитического строительства на Британских островах:

• Для Стоунхенджа шеститонный «Алтарь» везли из Оркадского осадочного бассейна на северо-востоке Шотландии за 750 километров, а «голубые камни» доставляли из юго-западного Уэльса за 225 километров;
• В каменных кругах Стеннес и Бродгар на Оркнейских островах использованы плиты, привезенные из удаленных карьеров, несмотря на наличие камня под ногами;
• В ирландских коридорных гробницах Ньюгрейндж и Ноут гранитные валуны перемещали за десятки километров.

Геохронологическое исследование «Стрел Дьявола» доказывает: мегалитические сооружения древней Европы создавались на стыке практического знания о физических свойствах камня и сложной географии сакральных территорий. Точный расчет прочности и естественной трещиноватости породы позволял неолитическим мастерам отделять многотонные глыбы, а культурная ценность исходного ландшафта оправдывала транспортировку этих монолитов на десятки километров.

Источник: Proceedings of the Royal Society A