Ядро атома углерода содержит шесть протонов – именно это делает его углеродом. Количество нейтронов в ядре может варьировать, так что существует углерод-12 (в его ядре шесть нейтронов) или углерод-13 (семь нейтронов). Оба стабильны и могут находиться в атмосфере сколь угодно долго. Но в очень небольшом количестве – примерно одна часть на триллион частей всего углерода Земли – существует и углерод-14 (восемь нейтронов). Он возникает, когда высокоэнергетические частицы из космоса – космические лучи – поражают атомы в верхних слоях атмосферы, выбивая из них нейтроны. Когда один из таких нейтронов сталкивается с атомом азота-14 (семь протонов, семь нейтронов), он проникает в ядро и, чтобы сохранить счет, выбивает из него протон. Возникает углерод-14. Эта форма углерода нестабильна, и она подвергается очень медленному радиоактивному распаду, превращаясь снова в азот-14.
Углерод-14 содержится в воздухе, и мы постоянно вдыхаем его в мизерном количестве и включаем в состав белков, жиров и углеводов, составляющих наши тела. Он постепенно превращается в азот, но, поскольку мы вдыхаем его на протяжении всей жизни, доля его в организме остается примерно такой же, как в атмосфере. Однако стоит человеку умереть, и процесс останавливается. Содержание углерода-14 в останках очень медленно снижается по мере распада и примерно за 6000 лет сокращается наполовину. Это относится ко всем живым организмам – от моряка на корабле до корабельного червя, проедающего ходы в деревянном корпусе, и дерева, пошедшего на его постройку.
Измеряя количество углерода-14 в древесине и сравнивая его с количеством углерода-12 и углерода-13, которое остается постоянным, можно узнать, когда дерево было срублено. Такой анализ позволял дать первую точную датировку остатков антикитерского корабля.
Обломки послали Элизабет Ральф – одному из немногих ученых, имевших на тот момент опыт работы с новомодной техникой. Она работала с ее создателем Уиллардом «Диким Биллом» Либби в Чикагском университете, но с 1951 г. перешла в Пенсильванский университет, где в подвале физического факультета основала вторую в стране лабораторию радиоуглеродного анализа.
Вскоре Ральф сообщила результаты: она пришла к выводу, что возраст дерева – между 260 и 180 гг. до н. э. Таким образом, 260 г. до н. э. – самое ранняя возможная дата кораблекрушения. Но корабль мог плавать и намного позже 180 г. до н. э., осторожно заметила она. Если клетки нашего тела обновляются на протяжении жизни, деревья устроены иначе. Как только в стволе формируется очередное годичное кольцо, клетки фактически мертвы. Жизнь и рост дерева происходят во внешнем слое по мере того, как ствол становится толще, и на концах веток и корней. Если фрагмент древесины взят из середины ствола очень толстого вяза, то он относится к тому времени, когда дерево было еще юным побегом. А срубить его могли лишь много десятилетий спустя. И если само дерево, которое пошло на постройку корабля, могло быть старым, то и корабль мог быть уже стар, когда затонул.
