Убийства без срока давности: как физики расследуют преступления, совершенные сотни лет назад

В 1963 году ученые попробовали ее проверить – вскрыли усыпальницу и подвергли останки химическому анализу. «Я читал составленный тогда отчет, и по нему трудно сделать какие-то выводы. Приводится лишь уровень токсичных элементов по всему содержимому саркофагов. Сегодня мы можем определить состав намного точнее – это позволяет историкам и антропологам делать более верные выводы», – рассказал нам Андрей Дмитриев из Лаборатории нейтронной физики Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне. Здесь, в Группе нейтронного активационного анализа, изучают останки и царицы, и самого грозного царя, и его приближенных.

Нейтронный активационный анализ (НАА) дает возможность установить точное содержание различных химических элементов в образце. «Метод чрезвычайно чувствительный, одно случайное прикосновение голой рукой может привести к неверному результату, – объясняет Андрей Дмитриев. – Поэтому, изучая образцы, сотрудники надевают халаты, перчатки, маски и прочие средства защиты». Если исходного материала достаточно, ученые стараются разделить его на части, чтобы исследовать наружные и внутренние слои ткани по отдельности. Это позволяет отсечь изменения состава, которые связаны с пребыванием тела в грунте и затрагивают в основном внешние слои.

Впрочем, с останками высокородных особ работать проще: они захоронены в белокаменных известняковых саркофагах, под церковным полом, где самая большая проблема – затопление грунтовыми водами. «Мы получаем разные образцы: биологические останки, археологическую керамику, фрагменты древних фресок, – говорит Ольга Филиппова, старший научный сотрудник группы НАА. – Кости обрабатывают спиртом и сверхчистой деионизированной водой и после выдержки в сушильном шкафу измельчают. Этот порошок тщательно взвешивают и упаковывают в герметичные контейнеры для облучения». Достаточно сотни микрограмм: метод позволяет определить присутствие отдельных элементов в миллионных, а то и миллиардных долях.

Для этого подготовленный образец облучают пучком частиц-нейтронов, и содержащиеся в нем элементы активируются, превращаясь в радиоактивные изотопы. Изотопы распадаются, а детекторы регистрируют спектр испускаемого при этом излучения. По набору характерных пиков можно качественно определить элементный состав образца, а по их площади – количество каждого элемента. Измерения производят как минимум трижды, чтобы отдельно зафиксировать спектры коротко-, средне- и долгоживущих изотопов: сразу после активации, спустя несколько дней и через пару недель.

Чтобы успеть измерить спектр короткоживущих изотопов, действовать приходится быстро. Счет идет на минуты, а то и на секунды, за которые требуется извлечь контейнер, перенести его в другое помещение и положить на детектор. Для этих операций в лаборатории используется пневматическая транспортная система, по которой образцы отправляются для нейтронной активации, а затем – для снятия спектра – обратно. Частицы для исторической криминалистики создает ИРЕН – Источник РЕзонансных Нейтронов. Пучок электронов разгоняется до скоростей, близких к световой, и получает энергию порядка сотни мегаэлектрон-вольт. «Выходя из ускорителя, электроны сталкиваются с вольфрамовой мишенью, порождая поток нейтронов и гамма-квантов, – объясняет заместитель главного инженера ИРЕН Евгений Голубков. – Разлетаясь во все стороны, нейтроны попадают в восемь экспериментальных каналов, позволяя разным научным группам работать параллельно».

Когда облучение образцов закончено, они той же пневмопочтой возвращаются с ИРЕН для анализа спектра наведенной радиации. Чтобы отследить распад изотопов с разным сроком жизни, каждый контейнер приходится измерять по несколько раз. Количество контейнеров исчисляется десятками, поэтому прежде ученым приходилось работать посменно, не прерывая процесс даже ночью. Но теперь эта задача автоматизирована: в лаборатории появилась машина, работающая с полусотней контейнеров одновременно.

Увидеть кости самого царя или его приближенных у нас не получилось: посторонним бесценные исторические артефакты показывают лишь на фотографиях. «Все это побывало в наших руках, – не скрывает гордости Андрей Дмитриев. – Вот ребро Скопина-Шуйского, народного любимца и одного из претендентов на престол после смерти Ивана. Его, по-видимому, отравили ядом биологического происхождения. А вот фрагмент косы царицы, в нем мы нашли огромное количество ртути». Знать того времени сталкивалась с этим металлом намного чаще, чем любой современный человек. Ртуть входила в состав средневековой косметики и лекарственных средств, однако в волосах Анастасии Романовны ее обнаружилось в сотни раз больше, чем можно ожидать при бытовом применении.

«Вот фрагмент ребра царевича Ивана, которого Грозный ударил посохом по голове, – продолжает Андрей. – Историки считают, что он долгое время болел сифилисом и лечился мазями на основе ртути. В его костях действительно обнаружено повышенное содержание этого элемента. Можно предположить, что, если бы не трагический случай, Иван Иванович вскорости умер бы от хронического отравления в результате такого лечения». Своей очереди дожидаются и кости самого Ивана Грозного – по одной из версий, он также был отравлен неверными боярами. Однако детальный состав образцов, установленный с помощью НАА, позволяет делать и более широкие выводы о жизни людей далекого прошлого. Что они ели и из какой посуды, чем лечились? Содержание микроэлементов может отражать даже род занятий человека – например, в организме кузнецов накапливаются металлы. Точное соотношение разных примесей уникально для руд из разных источников, поэтому по ним можно определить даже месторождение, откуда мастер получал материалы для своей работы.

Впрочем, НАА далеко не единственный метод исторической криминалистики, которым пользуются физики из Дубны. В некоторых случаях требуется проводить анализ без разрушения исходного объекта, и тогда в дело вступает рентгеновская флуоресценция. Колебательная спектроскопия позволяет определять не содержание элементов, а конкретные молекулы, в состав которых они входят. «Это важно, например, при анализе древнерусской фресковой живописи: одни и те же элементы могут входить в состав разных пигментов, – рассказывает Ольга Филиппова. – Желтая и красная охра почти не отличаются по составу, но одни и те же элементы у них складываются в разные соединения».

Зная набор пигментов и связующих, которые использовали древние мастера, современные реставраторы могут правильно выбирать технологии для сохранения старинных росписей. «Мы работали в Пскове, в Мирожском монастыре, а это XII век, домонгольская живопись уникальной сохранности, – продолжает Андрей Дмитриев. – Там планируются масштабные реставрационно-консервационные работы. Но сначала необходимо понять, что и как было сделано прежде. На основе каких пигментов был расписан собор изначально? Как и чем фрески обновляли позднее? Эти знания позволят, например, правильно подобрать растворители и другие вещества, с которыми будут работать реставраторы».

Проводя такие работы, ученые накапливают обширную базу данных по элементному составу источников стекла, глины, металлов и других материалов, которыми пользовались древние мастера. Это позволяет определять торговые пути, по которым двигались предметы быта в далеком прошлом. Параллельно идет сбор такой же базы по останкам древнерусской знати, чтобы лучше понять их образ жизни. Образцы костей Ивана Грозного все еще проходят нейтронный активационный анализ. «Про самого царя говорить пока не будем, исследования еще не завершены, – резюмирует Андрей. – Вот получим результаты, историки и антропологи сделают свои выводы – тогда и узнаете».