Окаменелости даже могут быть датированы. Мы можем сказать, сколько им лет, в основном путём измерения радиоактивных изотопов в камне. Мы узнаем, что такое изотопы и атомы, в Главе 4. Вкратце, радиоактивный изотоп — это своего рода атом, который, распадаясь, превращается в другой вид атома: например, атом, называемый уран-238, превращается в атом, называемый свинец-206. Поскольку мы знаем, сколько времени это занимает, мы можем представить себе изотоп как о радиоактивные часы. Радиоактивные часы довольно похожи на водяные и свечные часы, которые люди использовали во времена до изобретения маятниковых часов. Вода из резервуара с отверстием в основании будет вытекать с известной скоростью. Если бак был заполнен на рассвете, вы можете сказать, какая часть дня прошла, измеряя имеющийся уровень воды. То же самое со свечными часами. Свеча горит с постоянной скоростью, так что вы можете сказать, как долго она горела, измеряя, сколько свечи осталось. В случае с изотопными часами, мы знаем, что требуется 4,5 миллиарда лет, чтобы половина урана-238 распалась на свинец-206. Это называется «периодом полураспада» урана-238. Таким образом, измеряя, сколько свинца-206 находится в камне, по сравнению с количеством урана-238, можно вычислить его возраст, так как изначально свинца-206 не было вообще, только уран-238: другими словами, часы были «обнулены».
И когда часы обнуляются? Что ж, это происходит только с магматическими породами, чьи часы обнуляются в момент, когда расплавленная порода застывает, становясь твёрдой. Это не работает с осадочными породами, которые не имеют такого «нулевого момента», и это печально, потому что окаменелости встречаются только в осадочных породах. Поэтому мы должны найти магматические породы рядом с осадочными слоями и использовать их в качестве наших часов. Например, если окаменелость находится в осадке со 120–миллионолетней магматической породой выше неё и 130–миллионолетней магматической породой ниже неё, вы знаете, что окаменелость датируются где‑то между 120 000 000 и 130 миллионами лет назад. Так получены все даты, которые я упоминаю в этой главе. Все даты приблизительны и не должны восприниматься как слишком уж точные.
Уран-238 — не единственный радиоактивный изотоп, который мы можем использовать в качестве часов. Существует множество других, с удивительно широким спектром периодов полураспада. Например, углерод-14 имеет период полураспада, составляющий всего 5,730 лет, что делает его полезным для археологов, изучающих историю человечества. Это прекрасный факт, что многие различные радиоактивные часы имеют перекрывающиеся шкалы времени, поэтому мы можем использовать их для проверки друг друга. И они всегда согласуются.
Часы углерода-14 работают не так, как остальные. Они не связаны с магматическими породами, а используют непосредственно останки живых организмов, например, старую древесину. Это одни из наших самых быстро идущих радиоактивных часов, но 5 730 лет — все же гораздо дольше, чем человеческая жизнь, поэтому вы можете спросить, откуда мы знаем о периоде полураспада углерода-14, не говоря уже о том, откуда мы знаем, что 4,5 миллиарда лет является периодом полураспада урана-238! Ответ прост. Нам не нужно ждать, пока половина атомов распадается. Мы можем измерить скорость распада лишь малой доли атомов и рассчитать полураспад (четверть распада, сотая часть распада и т. д.) исходя из этого.
Поездка в прошлое
Давайте проведём ещё один мысленный эксперимент. Возьмите несколько друзей и войдите в машину времени. Запустите двигатель и вернитесь на десять тысяч лет назад. Откройте дверь и взгляните на людей, которых вы встретите. Если вам случится высадиться там, где сейчас Ирак, они будут находиться в процессе изобретения земледелия. В большинстве большинстве других мест они будут 'охотниками — собирателями', передвигающимися с места на место, охотящимися на диких животных и собирающими дикие ягоды, орехи и корни. Вы не сможете понять, что они говорят, и они будут носить совсем другую одежду (если будут). Тем не менее, если одеть их в современную одежду и постричь их по — современному, они будут неотличимы от современных людей (или не больше отличаться от некоторых современных людей, чем люди отличаются друг от друга сегодня). И они будут вполне способны к скрещиванию с любым из современных людей на борту вашей машины времени.