എങ്ങനെയാണ് മനുഷ്യൻ ഭൂമിയുടെ പ്രായം അളന്നത് ?

ചരിത്രത്തിന്റെ പ്രായം അളക്കൽ

എങ്ങനെയാണ് മനുഷ്യൻ ഭൂമിയുടെ പ്രായം അളന്നത് ? എങ്ങനെയാണ് ഫോസിലുകളുടെ യും, ശിലകളുടെയും, അനേക വർഷങ്ങൾ പഴക്കമുള്ള മരങ്ങളുടെയും പ്രായം അളന്നത്?

ഇന്ന് നമ്മൾ മിനിറ്റുകളും, മണിക്കൂറുകളും അളക്കുവാൻ ഘടികാരങ്ങളും, ദിവസങ്ങളും, ആഴ്ചകളും, മാസങ്ങളും അളക്കുവാൻ കലണ്ടറുകളും ഉപയോഗിക്കുന്നു. പക്ഷേ പുരാവസ്തുക്കളുടെ പ്രായം അളക്കുവാൻ ഘടികാരത്തെ പോലെയോ കലണ്ടർ പോലെയോ ഉള്ള ഉപകരണങ്ങൾ അല്ല വേണ്ടത്. ഒരു സ്റ്റോപ്പ് വാച്ചിനെപോലെ സൗകര്യാർഥം പുനക്രമീകരിക്കാൻ ആവുന്ന ഒരു ഘടികാരം ആണ് അതിന് ആവശ്യം. ഈ ഘടികാരത്തെ ഏതെങ്കിലും ഒരു ഘട്ടത്തിൽ പൂജ്യത്തിൽ കൊണ്ട് നിർത്തേണ്ടതുണ്ട്. എങ്കിൽ മാത്രമേ അവിടെനിന്ന് ഇന്നേവരെയുള്ള സമയം അളക്കുവാൻ ആകൂ.

ഇത്തരത്തിൽ ചില നൂറ്റാണ്ടുകൾ മുതൽ നൂറുകണക്കിന് ദശലക്ഷങ്ങളും, ശതകോടികളും വർഷങ്ങൾ അളക്കുവാൻ ആവശ്യമായ ഘടികാരങ്ങൾ നിരവധി പ്രകൃതിയിൽ നമുക്ക് ലഭ്യമാണ്.
വൃക്ഷങ്ങളുടെ വാർഷിക വലയങ്ങൾ
പുരാതന കാലഘട്ടത്തിൽ നിർമ്മിക്കപ്പെട്ട കെട്ടിടത്തിന്റെ മേൽക്കൂരയിലെ ഉത്തരം പോലെ പ്രാചീനമായ തടി കഷണങ്ങളുടെ പ്രായം ഏതാണ്ട് ഒരു വർഷം അങ്ങോട്ടോ ഇങ്ങോട്ടോ എന്ന തോതിൽ അമ്പരപ്പിക്കുന്ന കൃത്യതയോടെ കണ്ടെത്താൻ സഹായിക്കുന്ന സങ്കേതമാണ് വൃക്ഷ വലയങ്ങൾ. മിക്കവർക്കും അറിയാവുന്നതുപോലെ ഇപ്പോൾ നിലംപതിക്കുന്ന ഒരു വൃക്ഷത്തിന്റെ പ്രായം കണ്ടെത്തുന്നത് അതിന്റെ ഏറ്റവും ബാഹ്യതലത്തിൽ ഉള്ള വലയം വർത്തമാനകാലത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നതായി പരിഗണിച്ചുകൊണ്ടാണ്. ഉഷ്ണം-ശൈത്യം, വരൾച്ച-ആർദ്രം തുടങ്ങിയ വ്യത്യസ്ത ഋതുക്കളിൽ സംഭവിക്കുന്ന മരത്തിന്റെ ഭിന്ന തോതിലുള്ള വളർച്ചയാണ് വലയങ്ങൾ സാക്ഷ്യപ്പെടുത്തുന്നത്. ഒരു മരത്തിന്റെ പ്രായം അറിയാൻ അത് മുറിച്ചിടേണ്ടതില്ല. ഒരു സൂചി ഉപയോഗിച്ച് മധ്യഭാഗം വരെ തുരന്ന് ഉള്ളിലെ പദാർത്ഥത്തിന്റെ സാമ്പിൾ ശേഖരിച്ചാൽ വൃക്ഷ നാശം ഒഴിവാക്കി അതിന്റെ വലയങ്ങളിലേക്ക് ഒളിഞ്ഞു നോക്കാം.

എന്നാൽ വെറുതെ വലയങ്ങൾ എണ്ണുന്നത് കൊണ്ട് മാത്രം നിങ്ങളുടെ പഴയ കെട്ടിടത്തിന്റെ ഉത്തരത്തിന് ഉപയോഗിച്ചിരിക്കുന്ന മരം ജീവിച്ചിരുന്നത് ഏത് നൂറ്റാണ്ടിലാണ് എന്ന് പറയാനാവില്ല. ഓരോ വലയത്തിലെയും തീയതി കൃത്യമായി അറിയാൻ കഴിയുന്നിടത്തൊക്കെ ഡെൻഡ്രോക്രോണോളജിസ്റ്റുകൾ അടുത്തിടെയുള്ള മരങ്ങളുടെ പ്രായം അളക്കാനായി, മരം മുറിച്ചിട്ട വർഷത്തിൽ ഏറ്റവും പുറത്ത് കാണപ്പെട്ട വലയത്തിൽ നിന്ന് പിന്നോട്ട് എണ്ണുകയാണ് ചെയ്യുന്നത്. ഇങ്ങനെ ലഭിക്കുന്ന അളവുകളിൽ നിന്ന് വലയങ്ങളുടെ ഒരു റഫറൻസ് കളക്ഷൻ നിർമ്മിക്കുന്നു. നിങ്ങൾക്ക് പ്രായം കണ്ടെത്തേണ്ടതായുള്ള പ്രാചീന മരത്തിന്റെ പുരാവസ്തു സാമ്പിളുകളുമായി ഇതിനെ താരതമ്യപ്പെടുത്തുന്നു. മരങ്ങളിലെ കനം കൂടിയതും കുറഞ്ഞതുമായ വലയങ്ങളുടെ പാറ്റേൺ നിരീക്ഷിക്കുകയും താരതമ്യ പഠനങ്ങൾക്ക് വിധേയമാക്കുകയും ആണ് ചെയ്യുന്നത്.
കാർബൺ ഡേറ്റിംഗ്

റേഡിയോ ആക്ടീവ് ഘടികാരം പ്രവർത്തിക്കുന്നത് എങ്ങനെ എന്ന് അറിയാൻ ആദ്യമായി റേഡിയോ ആക്റ്റീവ് ഐസോടോപ് എന്നാൽ എന്തെന്ന് അറിയണം. എല്ലാ വസ്തുക്കളും വിവിധ മൂലകങ്ങൾ സംയോജിച്ച് ഉണ്ടായ സംയുക്തങ്ങൾ കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത്. ഒരു മൂലകത്തെ വിഭജിച്ചാൽ ലഭിക്കുന്ന ഏറ്റവും ചെറിയ കണികയാണ് അതിന്റെ അണു അഥവാ ആറ്റം. ആറ്റത്തിന്റെ നിർമ്മിതിയിൽ മൂന്ന് കണങ്ങളാണ് ഉള്ളത്. ന്യൂക്ലിയസിനുള്ളിലെ പ്രോട്ടോണും, ന്യൂട്രോണും ചുറ്റുമുള്ള സെല്ലുകളിൽ കറങ്ങിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോണുകളും. തുല്യ എണ്ണം പ്രോട്ടോണുകളും വ്യത്യസ്ത എണ്ണം ന്യൂട്രോണുകളുമുള്ള ഒരേ മൂലകത്തിന്റെ ഭിന്നരൂപങ്ങളെ ഐസോടോപ്പുകൾ എന്നുവിളിക്കുന്നു. ഇവയുടെ ആറ്റോമിക ഭാരം വ്യത്യസ്തമായിരിക്കും എങ്കിലും രാസ ഗുണങ്ങളിൽ (chemical properties) മാറ്റമുണ്ടാവില്ല.

ചില ഐസോടോപ്പുകൾ സ്ഥിരതയുള്ളവയാണ് ചിലവ തികച്ചും അസ്ഥിരവും. അസ്ഥിരം എന്ന് പറയുന്നത്കൊണ്ട് ഉദ്ദേശിക്കുന്നത്. (ഈ അസ്ഥിരതയെ ‘റേഡിയോ ആക്ടീവ്’ എന്നു വിളിക്കുന്നു) അത്തരം മൂലകങ്ങൾ നിരന്തരം ശോഷിച്ച് (decay) മറ്റെന്തെങ്കിലുമായി മാറുന്നു എന്നാണ്. ആ ക്ഷയത്തിന്റെ സന്ദർഭം കൃത്യമായി പ്രവചിക്കാൻ ആവില്ലെങ്കിലും നിരക്ക് (rate) മുൻകൂട്ടി അറിയാനാവും. റേഡിയോ ആക്ടീവ് ശോഷണം അളക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഏറ്റവും സ്വീകാര്യമായ അളവുകോൽ അർദ്ധായുസ്സ് (half life) ആണ്.

ഒരു റേഡിയോ ആക്ടീവ് ഐസോടോപ്പിന്റെ അർദ്ധായുസ്സ് എന്നത് അതിന്റെ പകുതി ആറ്റങ്ങൾക്ക് ശോഷണം സംഭവിച്ച് മറ്റൊരു മൂലകമായി മാറാൻ വേണ്ടി വരുന്ന കാലയളവാണ്. അർദ്ധായുസ്സ് എല്ലായ്‌പോഴും ഒന്നായിരിക്കും. ഉദാഹരണത്തിന് കാർബൺ-14 ന്റെ അർദ്ധായുസ്സ് 5000-6000 വർഷമാണ്. 5000-6000 വർഷത്തിന് മുകളിൽ പ്രായമുള്ള വസ്തുക്കളുടെ കാലഗണനയിൽ കാർബൺ പരിശോധന ഉപയോഗശൂന്യമാണ്. അപ്പോൾ അർദ്ധായുസ്സ് കൂടിയ മറ്റൊരു മൂലകം കണ്ടെത്തേണ്ടിവരും. റുബിഡിയം-87 ന്റെ അർദ്ധായുസ്സ് 49 ബില്യൻ വർഷമാണ്. ഫെർമിയം-244 ന്റേത് 3.3 മില്ലി സെക്കൻഡും. ഇത്തരം അമ്പരപ്പിക്കുന്ന വ്യത്യാസങ്ങൾ പല മൂലകങ്ങളുടെയും അർദ്ധായുസ്സിനുണ്ട്.
ഇനി വിഷയത്തിലേക്ക് വരാം.

മൂലകങ്ങളിൽ വെച്ച് ജീവിതത്തിന് ഏറ്റവും അത്യന്താപേക്ഷിതമായ ഒന്നാണ് കാർബൺ. അതിനെ ഒഴിച്ചുനിർത്തിയാൽ ഏതെങ്കിലും ഗ്രഹത്തിൽ ജീവൻ അതിജീവിക്കും എന്ന് കരുതാൻ തന്നെ പ്രയാസമാണ്. പ്രകാശസംശ്ലേഷണം വഴിയാണ് അത് ഭക്ഷണത്തിൽ എത്തിപ്പെടുന്നത്. ഭൗമാന്തരീക്ഷത്തിൽ നിന്നും കാർബൺഡൈഓക്സൈഡ് തന്മാത്രകൾ സ്വീകരിച്ച് സൗരോർജ്ജം ഉപയോഗിച്ച് കാർബൺ ആറ്റങ്ങളെയും ജലത്തെയും സംയോജിപ്പിച്ച് പഞ്ചസാര (sugar) നിർമ്മിക്കുന്ന പ്രക്രിയയാണ് പ്രകാശസംശ്ലേഷണത്തിൽ നടക്കുന്നത്. നമ്മിലും മറ്റെല്ലാ ജീവജാലങ്ങളിലും ഉള്ള കാർബൺ വന്നുചേരുന്നത് സസ്യങ്ങൾ മുഖേന അന്തരീക്ഷത്തിലെ കാർബൺഡൈഓക്സൈഡിൽ നിന്നുമാണ്. ഇങ്ങനെ ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്ന കാർബൺഡൈഓക്സൈഡ് നിരന്തരം തിരിച്ചെടുക്കപ്പെടുന്നുണ്ട്. നാം ഉച്ഛ്വസിക്കുമ്പോഴും, വിസർജിക്കുമ്പോഴും, മരിക്കുമ്പോഴും അത് സംഭവിക്കുന്നു.
അന്തരീക്ഷത്തിലുള്ള കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന കാർബണിൽ അധികവും കാർബൺ-12 ആണ്. എന്നാൽ ഒരു ട്രില്യൻ (ഒരു ലക്ഷം കോടി ) കാർബൺ ആറ്റങ്ങളിൽ ഒരെണ്ണം റേഡിയോ ആക്ടിവിറ്റി ഉള്ള കാർബൺ-14 ആയിരിക്കും. അർദ്ധായുസ്സ് 5730 വർഷം മാത്രമായതിനാൽ ഇത് ക്ഷയിച്ച് നൈട്രജൻ-14 ആയിത്തീരും. എന്നാൽ സസ്യങ്ങളുടെ ജൈവസംവിധാനത്തിന് ഈ വ്യത്യസ്ത കാർബൺ ആറ്റങ്ങളെ തിരിച്ചറിയാനാവില്ല. ചെടികളെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം എല്ലാത്തരം കാർബണും കാർബൺ ആണ്. അതല്ലാതെ കാർബൺ-12, കാർബൺ-14 എന്നിങ്ങനെയുള്ള വേർതിരിവ് അവിടെ പ്രസക്തമല്ല. അതിനാൽ ചെടികൾ രണ്ടുതരം കാർബൺ ആറ്റങ്ങളും സ്വീകരിച്ച് പഞ്ചസാരയുണ്ടാക്കുന്നു. കാർബൺ-12ഉം,14ഉം അന്തരീക്ഷത്തിൽ കാണപ്പെടുന്ന അതേ അനുപാതത്തിൽ തന്നെയാണ് സസ്യങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുക. സസ്യാഹാരികൾ സസ്യങ്ങൾ ഭക്ഷിക്കുകയും, ആ സസ്യാഹാരികളെ പിന്നീട് മാംസാഹാരികൾ ഭക്ഷിക്കുകയും ചെയ്യുന്നതോടെ അന്തരീക്ഷത്തിൽ നിന്നും പിടിച്ചെടുക്കപ്പെടുന്ന കാർബൺ (അന്തരീക്ഷത്തിൽ കാണപ്പെടുന്ന അതേ അനുപാതത്തിൽ) പെട്ടെന്ന് ഭക്ഷ്യശൃംഖലയിലേക്ക് വ്യാപിക്കുന്നു. എല്ലാ ജീവികളിലും, അത് സസ്യമായാലും മൃഗമായാലും (അന്തരീക്ഷത്തിൽ കാണപ്പെടുന്ന ഏതാണ്ട് അതേ അനുപാതത്തിൽ) കാർബൺ-12ഉം കാർബൺ -14ഉം അടങ്ങിയിട്ടുണ്ട്.

ജീവനുള്ള വസ്തുക്കൾ, അത് സസ്യമായാലും മൃഗമായാലും മരിക്കുമ്പോൾ, ആ നിമിഷം അവ ഭക്ഷ്യശൃംഖലയിൽനിന്ന് പുറത്താവുകയും അന്തരീക്ഷത്തിൽ നിന്നും സസ്യങ്ങളിലൂടെയുള്ള കാർബൺ-14 ന്റെ പുതിയ ലഭ്യതയിൽ നിന്നും വേർപെടുകയും ചെയ്യുന്നു. ഒരു ശവശരീരം അല്ലെങ്കിൽ ഒരു കൂട്ടം തടികൾ അല്ലെങ്കിൽ ഒരു കഷണം തുണി അതുമല്ലെങ്കിൽ സമാനമായ എന്തുമായിക്കൊള്ളട്ടെ, അവയിലൊക്കെ അടങ്ങിയിട്ടുള്ള കാർബൺ-14 നൂറ്റാണ്ടുകൾ പിന്നിടുന്നതോടെ ക്ഷയിച്ച് നൈട്രജൻ-14 ആയി മാറുന്നു. കാർബൺ-12ഉം കാർബൺ-14ഉം തമ്മിൽ അന്തരീക്ഷത്തിലും ജീവനുള്ള വസ്തുക്കളിലും കാണപ്പെടുന്ന അനുപാതം ജഡവസ്തുക്കളിൽ ക്രമമായി കുറഞ്ഞു വരും. അവസാനം കാർബൺ-12 മാത്രം ബാക്കിയാവും. മറ്റൊരു രീതിയിൽ പറഞ്ഞാൽ കാർബൺ-14ന്റെ സാന്നിധ്യം അളക്കാനാവാത്ത വിധം തീരെ നിസ്സാരമായിത്തീരും. മരണത്തോടെ അന്തരീക്ഷസമ്പർക്കത്തിൽനിന്നും ഭക്ഷ്യശൃംഖലയിൽനിന്നും പുറത്താക്കപ്പെടുന്ന ഒരു ജീവിയുടെ മരണം എപ്പോഴായിരുന്നു എന്നറിയാൻ കാർബൺ-12ഉം കാർബൺ-14ഉം തമ്മിലുള്ള അനുപാതം പ്രയോജനപ്പെടുത്താം.

1940കളിൽ പ്രചാരത്തിലായ കാർബൺ ഡേറ്റിംഗ് പരിശോധന താരതമ്യേന ഒരു പുതിയ കണ്ടുപിടുത്തമാണ്. ആദ്യമൊക്കെ പരിശോധനയ്ക്കായി ജൈവവസ്തുക്കൾ വൻതോതിൽ വേണ്ടി വരുമായിരുന്നു. പിന്നീട് 1970കളിൽ mass spectrometry എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഒരു സാങ്കേതിക വിദ്യ കാർബൺ ഡേറ്റിംഗിൽ ഉപയോഗിച്ചുതുടങ്ങി. അതിൽപിന്നെ പരിശോധിക്കേണ്ട ജൈവവസ്തുവിന്റെ വളരെ ചെറിയ അളവ് മാത്രമേ വേണ്ടി വരുന്നുള്ളു. പുരാവസ്തുക്കളുടെ കാലഗണന പരിശോധിക്കുന്ന കാര്യത്തിൽ വിപ്ലവകരമായ മുന്നേറ്റമാണ് ഇതുമൂലം ഉണ്ടായത്.

അവലംബം
The greatest show on earth – Richard Dawkins