காலக் கணிப்பான்!

சிவகங்கை மாவட்டம், கீழடியில் நடத்தப்பட்ட அகழாய்வில் 2,300 ஆண்டுகள் தொன்மையான நாகரிகத்தின் சுவடுகள் கிடைத்துள்ளன என்பது உலக அளவில் பெரும் பரபரப்பை ஏற்படுத்தியுள்ளது. இங்கு கிடைத்துள்ள தடயங்கள் சுமார் 2,300 ஆண்டுகள் தொன்மை வாய்ந்தவை என்பதைக் கணிக்க பல நவீன முறைகள் பயன்படுகின்றன. அவற்றை இங்கே காணலாம். ரேடியோ ஐசோடோப் முறை (Radioisotope dating)இதில் மிகப் பிரபலமானது 'ரேடியோ கார்பன் கால அளவிடுதல்' முறைதான் என்றாலும், பல்வேறு ஐசோடோப்புகளின் குணங்களைக் கொண்டு கால மதிப்பீடு செய்ய முடியும். எலும்பு, பல், மரத்துண்டு போன்ற உயிரிப் பொருட்களின் எச்சம் கார்பன் செறிவுடன் இருக்கும். எனவேதான் இவற்றைக் கரிமப்பொருட்கள் (ஆர்கானிக்) என்கிறோம். இயற்கையில் உள்ள மூன்று வகை கார்பன்1. ஆறு நியூட்ரான் மற்றும் ஆறு புரோட்டான்கள் கொண்ட இயல்பான 'கார்பன் 12'2. கூடுதலாக ஒரு நியூட்ரான் கொண்ட 'கார்பன் 13'3. மிகவும் நுண்ணிய அளவில் இரண்டு கூடுதல் நியூட்ரான்களைக் கொண்ட 'கார்பன் 14' நூறு கோடியில் ஒரு கார்பன் அணு, அதாவது 0.0000000001 சதவீத கார்பன் அணுக்கள், 'கார்பன் 14' ஐசோடோப்பாக இருக்கும். 'கார்பன் 14' இயற்கைக் கதிரியக்கம் கொண்டது. தானாகவே இவை பீட்டா கதிரியக்கம் செய்து, ஓர் எலக்ட்ரான் மற்றும் நியூட்ரினோவை உமிழ்ந்துவிடும். எனவே, கார்பனின் ஒரு நியூட்ரான் கதிரியக்க வினையின் காரணமாகப் புரோட்டான் துகளாக மாறும். எனவே, அந்தக் கார்பன் அணு, 'நைட்ரஜன் 14' அணுவாக மாறிவிடும். 'கார்பன் 14'இன் அரை வாழ்நாள் 5,730 ஆண்டுகள். இதன் பொருள் என்ன? முதலில் நூறு 'கார்பன் 14' அணுக்கள் இருக்கின்றன என கொள்வோம். சுமார் 5,730 ஆண்டுகள் கடந்த பின்னர், இதில் சரிபாதி, அதாவது ஐம்பது அணுக்கள், பீட்டா கதிரியக்க வினை புரிந்து 'நைட்ரஜன் 14' அணுவாக மாறியிருக்கும். மீதம் ஐம்பது அணுக்கள் 'கார்பன் 14'ஆக இருக்கும். மேலும் 5,730 ஆண்டுகளில், மீதமிருந்த ஐம்பதில் பாதி, 25 சிதைந்து போய்விடும். மேலும் 5,730 ஆண்டுகள் கடக்கும்போது, வெறும் 12 அணுக்கள் மட்டுமே 'கார்பன் 14'ஆக எஞ்சும்.உயிரினங்களில், எப்போதும் ஏற்கெனவே இருந்த செல்கள் சிதைந்து, புதிய புதிய செல்கள் உருவாகும் என நாம் அறிவோம். எனவேதான், இரத்த தானம் செய்யும்போது, புதிய இரத்தம் உருவாகி விடுகிறது. எல்லா செல்களும் கார்பன் செறிவு கொண்டவை. எனவே, ஓர் உயிரியின் உடலில் உள்ள 'கார்பன் 14' சிதைந்து போனாலும், சுற்றுப்புறச்சூழலிலிருந்து கார்பனை எடுத்துக் கொள்வதால் இயல்பு விகிதத்தில் 'கார்பன் 14' தொடர்ந்து இருக்கும். ஆனால், அதே உயிரி மடிந்த பின்னர், அதில் புதிய செல்கள் உருவாகாது. எனவே, அதில் புதிதாகக் கார்பன் வந்து சேராது. இதன் தொடர்ச்சியாக மடிந்து போகும்போது, அதன் உள்ளே எவ்வளவு 'கார்பன் 14' இருந்ததோ அது மெல்ல மெல்லச் சிதைந்து போகும். காலப்போக்கில் அதன் 'கார்பன் 14' செறிவு சதவீதம் குறைந்து போகும். அகழாய்வின்போது, அந்தக் காலத்தில் பயன்பட்ட மரத்துண்டு கிடைக்கலாம். அல்லது ஓர் உயிரியின் எலும்புத் துண்டு கிடைக்கலாம். அந்தத் தொல்லுயிரியில் எவ்வளவு 'கார்பன் 14' இப்போது இருக்கிறது, இயல்புநிலையில் எவ்வளவு இருக்க வேண்டும், இரண்டுக்கும் உள்ள இடைவெளியைக் கொண்டு அந்த உயிரி மடிந்து எவ்வளவு காலம் ஆகியிருக்கும் என கணக்கிடலாம்.இந்த முறையில் ஒரே ஒரு சிக்கல். 60,000 ஆண்டுகளில் சற்றேறக்குறைய எல்லா 'கார்பன் 14'இம் சிதைந்துவிடும் என்பதால், அறுபதாயிரம் ஆண்டுகள் தொன்மை வரை மட்டுமே கணக்கிட முடியும்.இயற்கைக் கதிரியக்கம் கொண்ட கார்பன் தவிர, பல்வேறு இயற்கைக் கதிரியக்க அணுக்களை அளவிட்டு அகழ்வாராய்ச்சித் துறையில் தொன்மைபற்றி மதிப்பீடு செய்கிறார்கள். எடுத்துக்காட்டாக, 'பொட்டாசியம் 40' எனும் ரேடியோ ஐசோடோப், ஆர்கன் 40 என்ற தனிமமாகச் சிதையும். இவ்வாறே 'பொட்டாசியம் 40' இப்போது எவ்வளவு இருக்கிறது எனபதைக் கணக்கிட்டு அதன் தொன்மையை அறியலாம். 'பொட்டாசியம் 40'இன் அரை வாழ்நாள் 1.25 பில்லியன் ஆண்டுகள். எனவே, மிகமிகத் தொன்மைக் காலத்தையும் அளவிட இந்த முறை உதவும். இதுபோன்று பல்வேறு ரேடியோ ஐசோடோப்புகளைப் பயன்படுத்தி தொன்மை வயதைக் கணக்கிடுவார்கள். மேலும், 'பெரிலியம் 10,' 'அலுமினியம் 26,' 'குளோரின் 36,' 'கால்சியம் 41,' 'நிக்கல் 59,' 'அயோடின் 129,' 'யுரேனியம்,' 'புளுட்டோனியம்' ஆகிய ஐசோடோப்புகளும் காலத்தைக் கணிக்க உதவுகின்றன. தொல் எச்சத்தில் உள்ள தனிமங்களை அளவிடுவது எளிதல்ல. மிக நுட்ப அளவில்தான் இந்த இயற்கைக் கதிரியக்க ஐசோடோப்புகள் இருக்கும். எனவே, நவீன ஆய்வுகளில் முடுக்கப் பொருண்மை நிறமாலை அளவி (Accelerator mass spectrometer) எனும் கருவியைப் பயன்படுத்துகிறார்கள். கோடிகோடியில் ஒரு பங்கு ஐசோடோப்புகளைக்கூட இந்தக் கருவி நுட்பமாக இனம் காணும். வெப்பவொளிவிடல் (Thermoluminescence)கல் கொண்டு செய்யப்பட்ட கருவி அல்லது வீடு கட்டப் பயன்பட்ட கற்களின் காலத்தை அளவிட இந்த முறை பயன்தரும். கால்சைட், பெல்ட்ஸ்பார் குவார்ட்ஸ் போன்ற படிகக் கற்பாறைகள் சூரியன் மற்றும் காஸ்மிக் கதிர்களில் வரும் எலக்ட்ரான்களை உறிஞ்சி தன்னுள் சிறைப்படுத்திவிடும். இந்த வகைப் படிகம் அடங்கிய கற்கருவிகளைத் தயாரிக்கும்போது, வெகு உயர் வெப்பநிலையில் தீயில் இட்டு வாட்டுவார்கள். தீயில் இட்டதும் அந்தக் கல்லில் ஏற்கெனவே சிறைப்பட்ட எல்லா எலக்ட்ரான்களும் வெளியேறிவிடும்.அதன் பின்னர், அந்தக் காலத்தில் கல்லால் ஆன கருவியைப் பயன்படுத்தும்போது, புதிதாகச் சூரியன் மற்றும் காஸ்மிக் கதிர்களில் வரும் எலக்ட்ரான்களை உறிஞ்சி சிறைப்படுத்தும். அகழாய்வில் நாம் அதனைக் கண்டெடுக்கும் வரை தொடர்ந்து உறிஞ்சிக் கொண்டிருக்கும். பல காலம் தொன்மையான கல்லில், கூடுதல் எலக்ட்ரான் சிறைப்பட்டு இருக்கும். அந்தக் கற்கருவியில் சிறைப்பட்ட எலக்ட்ரான் அளவு, அதன் தொன்மையைச் சுட்டி நிற்கும். கற்கருவி மட்டுமல்ல; குவார்ட்ஸ் செறிவான தீயில் சுட்ட செங்கல், மண் கலம், பீங்கான் முதலியவற்றின் காலத்தையும் இதே தொழில்நுட்பம் கொண்டு அளந்து அறிந்துகொள்ள முடியும். ஒரு நாகரிகம் மண்ணோடு மண்ணாகிப் போனபின், அந்தத் தொல்பொருள் மண்ணுக்குள் புதைந்த நிலையில் சூரிய ஒளிபட்டு அவை உறிஞ்சிச் சிறைப்பிடித்த எலக்ட்ரான்கள் வெளியேற முடியாது. எல்லா மண்ணிலும் கதிரியக்கம் உடைய யுரேனியம், தோரியம் முதலிய பொருட்கள் இருக்கும். இவை எலெக்ட்ரான்களை உமிழும். மண்ணுக்கு அடியில் இந்த எலக்ட்ரான்களை தொல்பொருள் உறிஞ்சி, சிறைப்படுத்திக் கொள்ளும். அகழாய்வில், ஒரு தொல்பொருள் அகப்படும்போது, சூரிய ஒளி படாமல் சோதனைச்சாலைக்கு எடுத்து வந்து குறிப்பிட்ட அலைநீள ஒளியைப் பாய்ச்ச வேண்டும். அப்போது அந்தப் பொருள், இடைப்பட்ட காலத்தில், உறிஞ்சிச் சிறைபடுத்தியுள்ள எலக்ட்ரான் அளவு தெரியவரும். அவை புதைபட்ட பகுதியில் மண்ணில் எவ்வளவு கதிரியக்க யுரேனியம், தோரியம் உள்ளது என கணித்து, எலக்ட்ரான் உமிழ்வு விகிதத்தைக் கணக்கிட முடியும். தொல்பொருளில் எவ்வளவு எலெக்ட்ரான்கள் உள்ளது என கணக்கிட்டால், எவ்வளவு காலம் இவை சூரிய ஒளியைப் பார்க்காமல் மண்ணுக்குள் புதைந்து கிடந்தது என அறியலாம். இது ஒளிக் கிளர்ச்சி வெப்பவொளி (Optically stimulated luminescence) முறை எனப்படுகிறது. உயிரற்ற கல் மட்டுமல்ல; பவளப்பாறை, பல் போன்ற சில உயிரிப் பொருட்களின் தொன்மையையும் இதே முறைகொண்டு கணிக்க முடியும்.மீள்நீர்பசை ஏறுதல் முறை (Rehydroxylation)மண்பாண்டங்கள், சுற்றுப்புறத்தில் உள்ள ஈரப்பசையை மெல்லமெல்ல உறிஞ்சிக்கொள்ளும். அவ்வாறு உறிஞ்சி உறிஞ்சி ஆயிரக்கணக்கான ஆண்டுகள் கடந்த பின்னர், நுண் அளவில் அதன் எடை கூடி இருக்கும். அகழாய்வில் ஒரு பானைத் துண்டு கிடைக்கிறது என கொள்வோம். முதலில் மிக நுட்பமாக அதன் எடையை அளவிடுவார்கள். பின்னர் அந்த மண் பாண்டம் எந்த வகை மண் சேர்க்கையால் உருவானது என கண்டுபிடிப்பார்கள். பின்னர் அந்தத் துண்டைச் சுமார் 500 டிகிரி வெப்பத்தில் வைத்து, அதில் உள்ள எல்லா நீர்ப் பசையையும் அகற்றி விடுவார்கள். நீர்ப் பசை ஏதும் இல்லாமல் உலர்ந்த துண்டை மறுபடி நுட்பமாக எடைபோடுவார்கள். எவ்வளவு நீர் அதில் இருந்தது என கண்டுபிடிப்பார்கள். எவ்வளவு ஆண்டுகளுக்கு முன்னர் அந்த மண்பாண்டம் அல்லது செங்கல் உருவாக்கப்பட்டது என இந்த முறையில் இருந்து அறியலாம்.மரவளையக் கணிப்பு முறை (Dendrochronology)வெட்டிச் சாய்க்கப்பட்ட அடிமரத்தைப் பாருங்கள். கைரேகைபோல அதில் வளையம் வளையமாக மைய வட்டங்கள் காட்சி தரும். மரம் வளர்ந்த வளர்ச்சியின் அடையாளமாக, ஒவ்வோராண்டும் ஒரு வளையம் கூடும். வளையங்களின் எண்ணிக்கை வெட்டும் வரை அல்லது இயல்பில் மரம் மடியும் வரை அதன் வயதைச் சுட்டும்.வெட்டி வீழ்த்திய மரத்தின் வயதை, வளையங்களின் எண்ணிக்கையைக் கணக்கிட்டு கணித்துவிடலாம். ஆனால், தொல் எச்சமாகக் கிடைக்கும் மரத்துண்டின் வளையங்களைக் கொண்டு காலக் கணிப்பு செய்வது எப்படி? மரவளையங்களில் மேலும் நுட்பமான செய்திகள் பொதிந்துள்ளன. மழை பொழிந்து செழிப்பான ஆண்டாக இருந்தால் அந்த ஆண்டு உருவாகும் வளையம் தடிமனாக இருக்கும். வறட்சி ஆண்டு என்றால் மெலிந்து இருக்கும். காட்டுத் தீ ஏற்பட்டு இருந்தால் அந்த ஆண்டு வளையத்தில் தீப்பட்ட வடு இருக்கும். அந்தக் காலத்தில் குறிப்பிட்ட பகுதியில் பயன்பட்ட மரம் அந்தப் பகுதியில் விளைந்த மரமாகவே இருக்கும். அந்த மரத்துண்டில் உள்ள செழிப்பு, வறட்சி தீ போன்ற குறிகளை அடுக்கி, எந்தெந்த ஆண்டு எப்படிக் காலச் சூழ்நிலை இருந்தது என வரிசை செய்யலாம். இரண்டு மரத்துண்டுகளின் வளையங்களைப் பொருத்திப் பார்க்கும்போது, எந்த மரம் முன்னர் வெட்டப்பட்டது என அறியலாம். எனவே, எந்த வீடு அல்லது கட்டுமானம் முன்னர் ஏற்பட்டது என அறிய முடியும். மேலே உள்ள படத்தைப் பாருங்கள். குறிப்பிட்ட பகுதியில் புதைபடிவமாகக் கிடைத்த முதல் இரண்டு துண்டுகளை ஒப்பிட்டுப் பார்க்கும்போது, 1810 -1820 வரை இரண்டு துண்டுகளின் மரவளையப் பாங்கு ஒத்துப் போகிறது. இதிலிருந்து முதல் துண்டு, காலத்தால் முற்பட்டது, இரண்டாம் துண்டு, பின்னர் வளர்ந்த மரம் என கணிக்க முடியும். மூன்றவதாக, ஒரு மரவீட்டில் கிடைத்த துண்டு இரண்டாம் துண்டோடு 1840 -1850 காலகட்டம் வரை ஒத்துப்போகிறது. எனவே, அந்த வீடு இரண்டாம் மரத்துண்டு வளர்ந்த பின்னர் கட்டப்பட்ட வீடு என விளங்கிக் கொள்ளலாம். தற்போது வளர்ந்து நிற்கும் மரத்தின் துண்டு, அந்த வீட்டில் கிடைத்த மரத்தின் கடைசிப் பகுதியோடு பொருந்துகிறது. எனவே, எவ்வளவு ஆண்டுகளுக்கு முன்னால் அந்த வீடு கட்டப்பட்டது என அறிய முடியும். இவ்வாறு தான் பல்வேறு துண்டுகளின் வளையவடிவங்களைப் பொருத்திக் காலக்கணிப்பு செய்கிறார்கள். எரிமலைச் சாம்பல்காலக் கணிப்பு முறை (Tephrochronology)எரிமலை லாவாவை உமிழ்வதற்கு முன்னர், அந்தப் பொருட்கள் பூமிக்கு அடியில் இருந்தன. எனவே, அவற்றைக் காஸ்மிக் கதிர்கள் தாக்க முடியாது. ஆனால், எரிமலை வெடித்த பின்னர் அவை வெளியே வரும். புவியின் மேற்பரப்பில் வந்ததும் காஸ்மிக் கதிர்கள் படும். காஸ்மிக் கதிர்கள் படும்போது, 'ஹீலியம் 3' போன்ற அரிய ஐசோடோப்புகள் உருவாகும். ஒரு குறிப்பிட்ட லாவா பாறையில் எவ்வளவு செறிவு 'ஹீலியம் 3' என்பது எவ்வளவு காலம் அது காஸ்மிக் கதிர்களால் தாக்கப்பட்டு வந்துள்ளது என்பதைக் குறிக்கும். அதாவது, அந்த லாவா பொருள் எவ்வளவு காலம் முன்னர் வெளியே வந்தது என்பதை இதிலிருந்து அனுமானம் செய்யலாம்.