අපේ මුතුන් මිත්තන්, පොසිල ගත ඩයිනෝසෝරයන්, සහ අනෙකුත් ජීවීන්ගේ කාල සීමා නිර්ණය කරන්නේ කෙසේද?

පෞරාණික කාල රේඛා ප්‍රතිනිර්මාණය කිරීමට විකිරණමිතික කාල නිර්ණයනය(radiometric dating) ඉඩ සලසන්නේ කෙසේදැයි විශේෂඥයෝ පැහැදිලි කරති

එක්සත් ජනපදයේ අත්ලාන්තික් වෙරළ තීරයේ තිබී  ස්වදේශික ඇමරිකානුවන් විසින් වසර 4,000 කට පෙර අත්හැර දමා යන ලද බෙල්ලන් කටු සොයා ගැනීමට පුරාවිද්‍යාඥයින් සමත්ව ඇත. එසේම, මීට වසර මිලියන 168 කට පෙර පෘථිවියේ සැරිසැරූ ඩයිනෝසරයෙකුගේ පොසිල  මොරොක්කෝවේදී, කැණීම් මගින් පාෂාණ විද්‍යාඥයින් විසින්  සොයා ගන්නා ලදී. පර්යේෂකයන් මෙම වයස් නිර්ණය කළේ කෙසේද? අතීතයේ අවශේෂයන් පරීක්‍ෂා කිරීමේදී විශේෂඥයෝ නියැදියක තවමත් පවතින යම් යම් මූලද්‍රව්‍යවල විකිරණශීලී පරමාණු ගණන් කිරීමේ බහුකාර්ය තාක්‍ෂණය වන විකිරණමිතික කාල නිර්ණයනය් භාවිතා කරති. අධ්‍යයනය කරන ලද විශේෂිත මූලද්‍රව්‍යයන් මෙන්ම ක්‍රියාවලියේ විස්තර ද විද්‍යාඥයන් බලාපොරොත්තු වන වස්තුවේ ආසන්න වයස මත රඳා පවතී.

පසුගිය වසර 50,000 ක පමණ කාලයක මිනිස් හෝ සත්ව අවශේෂ සහ පුර්රාකෘති සඳහා පර්යේෂකයින් නියැදියේ කාබන් 14 මට්ටම් ගැන සොයා බලති. “රේඩියෝ කාබන්” ලෙසද හැඳින්වෙන මෙම සමස්ථානිකය උත්පාදනය වන්නේ පෘථිවි වායුගෝලයේ නයිට්‍රජන් සමඟ ගැටෙන විශ්ව කිරණ මගින් බව පෙන්සිල්වේනියා ප්‍රාන්ත විශ්ව විද්‍යාලයේ පුරාවිද්‍යාඥ ජෝසේ කැප්‍රිල්ස් පවසයි. රසායනිකව කාබන් 14 හැසිරෙන්නේ එහි ස්ථාවර සහෝදර සහෝදරියන් (කාබන් 12 සහ කාබන් 13) මෙන් වන අතර එමඟින් ප්‍රභාසංශ්ලේෂණයේදී ශාක වලට එය අවශෝෂණය කර ගැනීමට හැකි වන අතර පසුව එය ආහාර දාමය හරහා ගමන් කරයි. ජීවතුන් අතර සිටියදී සතුන් හා ශාක වල කාබන් 14 මට්ටම් තම පරිසරයේ මෙන් ම අඩංගු වේ. නමුත් “ජීවීන් මිය යන විට, ඒවා රේඩියෝ කාබන් පරිභෝජනය කිරීම හෝ ඇතුළත් කිරීම නැවැත්වීම,” සමස්ථානිකය නැවත නයිට්‍රජන් බවට දිරාපත් වීමත් සමඟ “විකිරණශීලී ක්‍රියාවලිය ආරම්භ වේ” යනුවෙන් කැප්රිල්ස් පවසයි. ඒ නිසා පර්යේෂකයෝ කාබන් 14 ප්‍රමාණය කාබන් 12 සහ කාබන් 13 මට්ටම් සමඟ සංසන්දනය කර ජීවියෙකු විනාශ වී කොපමණ කාලයක් ගත වී ඇත්දැයි තීරණය කරති.

මියගිය ජීවියෙකු තුළ ඇති කාබන් 14 ප්‍රමාණය සීඝ්‍ර ලෙස දිරාපත් වන අතර වසර 5,730 කට පමණ පසු එහි ආරම්භක අගයෙන් හරි අඩකින් පහත වැටේ. ත්වරණකාරක ස්කන්ධ වර්ණාවලීක්ෂයක්(accelerator mass spectrometer) භාවිතා කිරීමෙන් පර්යේෂකයන්ට නියැදියක ඇති විකිරණ කාබන් පහසුවෙන් මැනීමට පුළුවන. ඉතා සංකීර්ණ කර්තව්‍යය වන්නේ ජීවතුන් අතර සිටියදී ජීවියාගේ  කොපමණ ප්‍රමාණයක් පරිසරයේ තිබිය යුතුද යන්න තක්සේරු කිරීම වන අතර පසුව  සැසඳීම සඳහා තක්සේරුව මූලික පදනමක් ලෙස ක්‍රියා කරයි.

“ඉහළ වායුගෝලයේ රේඩියෝ කාබන් ප්‍රමාණය කොපමණද යන්න කෙරෙහි සූර්ය  ලෙළසිළු(solar flares)බ ලෝකය සහ අනෙකුත් සිදුවීම් බලපෑම් කළ හැකිය,” යනුවෙන් කැප්‍රිල්ස් පවසයි, “තවද,  රේඩියෝ කාබන් බෙදා හැරීමේ තරමක් වෙනසක් මුළු ලෝකය පුරාම ඇත”. ගස් වලලයන්ගෙ, අයිස් හරයන්ගේ සහ වෙනත් මූලාශ්‍රයන්ගේ මිනුම් මත පදනම්ව  කාබන් 14 සාන්ද්‍රණය කාලයත් සමඟ වෙනස් වී ඇති ආකාරය පෙන්නුම් කරන ක්‍රමාංකන වක්‍ර  පර්යේෂකයන් විසින් සකස් කරණු ලැබ ඇත. උතුරු අර්ධගෝලය, දකුණු අර්ධගෝලය සහ සාගර පරිසරය යන සියල්ලටම වෙනම ක්‍රමාංකන වක්‍ර ඇති බව කැප්‍රිලස් පවසයි. වඩාත් නිවැරදි කාල නිර්ණයනය සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා ඔහු සහ අනෙකුත් පුරාවිද්‍යාඥයින් විසින් වායුගෝලීය විකිරණ කාබන් වල දේශීය වෙනස්කම් ඇති කරන සාධක ද සලකා බලනු ලැබේ.

වසර 15,000 කට පමණ පෙර උතුරේ සිට පැමිණ, මහාද්වීපය පුරා විසිරී යාමට පටන් ගත් දකුණු ඇමරිකාවේ මුල්ම පදිංචිකරුවන් ගැන කැප්රිල්ස් අධ්‍යයනය කරයි. සෑම පුරාවිද්‍යාත්මක අධයයන ස්ථානයකම  “මිනිසුන් සිටියේ කිකල ද? ඔවුන් කොපමණ කාලයක් එහි ගත කළා ද? ඒ, කොපමණ තිව්ර් තාවයකින් ද? ” යනාදිය දැන ගැනීමට ඔහුට සහ ඔහුගේ සගයන්ට අවශ්‍යයි ඔහු පවසයි.

පුරාවිද්‍යාත්මක අඩවියක කාල රේඛාව ප්‍රතිනිර්මාණය කිරීම සඳහා, ඇටකටු, රෙදි, බීජ සහ  සොයා ගත හැකි ඕනෑම වෙනත් කාබනික ද්‍රව්‍ය මත “රේඩියෝ කාබන්කාල නිර්ණයනය භාවිතා කිරීම තරම්  හොඳ ක්‍රමයක් නැත” යනුවෙන් කැප්‍රිල්ස් තවදුරටත් පවසයි. කෙසේනමුත් වසර 50,000 කටත් වඩා පැරණි පුරාවිද්‍යාත්මක අඩවි වල මියගිය සජීවියෙකුගේ  කාබන් 14 සියල්ලම පාහේ දිරාපත් වී ඇති බැවින් පර්යේෂකයන් වඩාත් කල්ගතවූ මූලද්‍රව්‍ය වෙත යොමු විය යුතුය.

පෘථිවි ප්‍රාවරණයේ දී(mantle) උපත ලබන  සමහර විකිරණශීලී මූලද්‍රව්‍ය ගිනිකඳු ක්‍රියාවලීන් හරහා මතුපිටට පැමිණ පසෙහි සහ පාෂාණ වල ඛනිජ ස්ඵටික අතර සිරවී ඇත. වසර මිලියන ගණනක් පුරාවට, උදාහරණ ලෙස යුරේනියම් 235 සහ යුරේනියම් 238  බහුවිධ දිරාපත්වීම් වලට ලක්ව  ඊයම් වල සමස්ථානික ලෙසට පත්වන්නේ පාෂාණීය ධාතු විද්‍යාව සඳහා යෝග්‍ය වන අන්දමිනි: පර්යේෂකයන්ට යුරේනියම් සමස්ථානිකවලට ඊයම්වල අනුපාතය මැනීමෙන් නියැදියක වයස තීරණය කළ හැකිය. නමුත් වසර මිලියන ගණනකට පෙර ජීවත් වූ ඩයිනෝසෝරයන් වැනි ජීවීන්ගේ පොසිල හඳුනා ගැනීමට මෙම තාක්‍ෂණය භාවිතා කිරීම ඒසා සරල නොවේ. මෙසොසොයික් යුගයේ මුල් අවධියේදී මීට වසර මිලියන 230 සිට 150 දක්වා කාල පරිච්ඡේදයක මත්ස්‍ය පරිණාමය අධ්‍යයනය කරන ශාන්ත ක්ලවුඩ් ප්‍රාන්ත විශ්ව විද්‍යාලයේ පාෂාණීය ධාතු විද්‍යාඥ සාරා ගිබ්සන් පවසන්නේ “පොසිල සාමාන්‍යයෙන් කෙළින්මම දින නිර්ණය කළ නොහැකි ” බවයි.

පොසිල සෑදෙන්නේ විවිධ ක්‍රියාවලීන් හරහාය.  ඒවායින් වඩාත් සුලභ ක්‍රියාවලිය  හැඳින්වෙන්නේ ‘අධි ඛනිජායනය(permineralization) ලෙස ය. මියගිය ජීවියෙකු භූමදාන කරන විට, (එම ජීවියාගේ) අස්ථි වැනි  දෘඩ කොටස් අධි ඛනිජායනය කිරීමෙන් (ඒවා) ආරක්ෂා කර ගත හැකිය. අවශේෂ තුළට ජලය කාන්දු වන විට, ජලයේ ඇති ඛනිජ ලවණ අස්ථි වල හිඩැස් පුරවන අතර, එමඟින් කාබනික ද්‍රව්‍ය ප්‍රතිස්ථාපනය වන ස්ඵටිකරූපී ව්‍යුහයක් බවට ඝනීභවනය වේ. ඛනිජ ලවණ පොසිල සෑදෙන විට ඒවා තවදුරටත් “නැවුම්” නොවේ – ඇතුළත යුරේනියම් වසර මිලියන ගණනක් තිස්සේ දිරාපත් වෙමින් පවතී. සෘජුවම දින නිර්ණය කිරීමට උත්සාහ කිරීම වැරදි ප්‍රතිඵලයක් ලබා දෙනු ඇත – නිර්ණ කරණු ලබන දින ජීවියාටත් වඩා ඉතා පැරණි විය හැකිය. එහි ප්‍රතිඵලයක් වශයෙන් විද්‍යාඥයින් පොසිලවල වයස ගණනය කිරීම සඳහා “ඒවා වටා හෝ ඒ ආසන්නයේ පිහිටි භූ විද්‍යාත්මක සැකසුම් මත විශ්වාසය තැබිය යුතු” බව ගිබ්සන් පැහැදිලි කරයි. පොසිල සාමාන්‍යයෙන් දක්නට ලැබෙන්නේ අවසාදිත පාෂාණ ස්ථර වල බැවින්, පාෂාණමය ධාතු විද්‍යාඥයින්ට අවසාදිත පාෂාණයට ඉහළින් හෝ පහළින් ඇති ඛනිජ ලවණ පරීක්‍ෂා කිරීමෙන් ඒවා හඳුනා ගත හැකිය.

සර්කෝන් නම්  සාමාන්‍යයෙන් යමහල් පාෂාණ වල දක්නට ලැබෙන ඛනිජය විශේෂයෙන් ප්‍රයෝජනවත් බව සනාඅථ වේ. සිසිලනයවන මැග්මා වල සර්කෝන් සෑදෙන විට එහි පළිඟුමය ව්‍යුහවයෙහි යුරේනියම් අඩංගු වන නමුත් ඊයම් නොමැත. මේ අනුව, සර්කෝන් සාම්පලයක ඊයම් අඩංගු නමේවා  සෑදිය යුත්තේ යුරේනියම් විකිරණශීලී දිරාපත්වීම හරහා විය යුතුය. මෙම ලක්‍ෂණය, ප්‍රාග් ඓතිහාසික ස්ථරව්ලින් සමන්විත කේක් වැනි අතරතුර විසිරුණු අවසාදිත පාෂාණ ස්ථර වලින් සමන්විත යමහල් අළු ගැලීම් දින නිර්ණය පිළිබඳව භූ විද්‍යාඥයින්ට දැන ගැනීමට ඉඩ සලසයි. අවසාදිත පාෂාණ වල දක්නට ලැබෙන ඕනෑම පොසිලයක් පහළ ඇති අළු වලට වඩා බාල විය යුතු අතර ඉහළ අළු වලට වඩා පැරණි විය යුතුය.

මේ ආකාරයට සිදුවන්නේ නම්ප්‍රශ්නයක් නැත. නමුත් පොසිල ආසන්නයේ අළු ස්ථරයක් නොමැති නම් කුමක් කළ යුතුද? “එය සැම විටම කලින් තීරණය කළ නොහැකිය”යි  ගිබ්සන් පෙන්වාදෙයි. “ඊට විවිධ ශිල්පක්‍රම අවෂ්‍ය විය හැකිය.

පෘථිවියේ අතීතය ගැන විද්‍යාඥයින් වැඩිදුර ඉගෙන ගෙන ඇති හෙයින්, රේඩියෝ කාබන් කාල නිර්ණය සහ යුරේනියම් ඊයම් කාල නිර්ණයන්හි නිරවද්‍යතාවය සහ යථාතථ්‍යබව  මෑත දශක කිහිපය තුළ වැඩිදියුණු වී ඇත. ඇත්ත වශයෙන්ම රේඩියෝ කාබන් ක්‍රමාංකන වක්‍ර වල ප්‍රධාන යාවත්කාලීන කිරීමක් පර්යේෂකයන් විසින් මේ වසරේ දී නිකුත් කරන ලද්දේය.  ප්රථමයෙන් පහල වූ සතුන්ගේ සිට මානව ශිෂ්ටාචාරයේ නැගීම දක්වා කාලයේ මේ  “ක්ෂණික ඡායාරූපයක් සකසා ගනු වස් අපි සියලු දෙනාම එකට වැඩ කරමින්, එකිනෙකාගේ අධ්‍යයන ගොඩනඟා ගනිමින්ක්‍රියා කරන්නෙමු” යයි ගිබ්සන් කියා සිටියි.

Scientific American හී පළව ඇති How Do Scientists Determine the Ages of Human Ancestors, Fossilized Dinosaurs and Other Organisms? යන ලිපිය ඇසුරෙනි