“ದಕ್ಷಿಣ ಅಮೇರಿಕಾದ ಆಂಡಿಸ್ ಪರ್ವತದ ಮೇಲೆ ಮಗುವೊಂದರ ಮಮ್ಮಿ (ಸಂಸ್ಕರಿಸಿದ ಕಳೇಬರ) ಸಿಕ್ಕಿದೆ, ಆ ಮಗು 2,000 ವರ್ಷಗಳ ಹಿಂದೆ ಜೀವಿಸಿತ್ತು” ಎಂಬ ಸುದ್ದಿಯೊಂದನ್ನು ಓದಿದ ತಕ್ಷಣ ನಮಗೆ ಅದು 2,000 ವರ್ಷಗಳ ಹಿಂದೆ ಜೀವಿಸಿತ್ತು ಎಂದು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಿಗೆ ಹೇಗೆ ಗೊತ್ತಾಯಿತು ಎಂದು ಅಚ್ಚರಿ ಪಡುತ್ತೇವೆ. ಭೂಮಿಯಲ್ಲಿ ಹುದುಗಿಕೊಂಡ ಪ್ರಾಚೀನ ಕಾಲದ ಯಾವುದೋ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಪ್ರಾಚ್ಯವಸ್ತು ಸಂಶೋಧಕರು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವುದನ್ನು ನಾವು ಪತ್ರಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಓದುತ್ತೇವೆ, ದೂರದರ್ಶನದಲ್ಲಿ ನೋಡುತ್ತೇವೆ. ಹೀಗೆ ಹೊಸ ವಸ್ತುವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದಾಗ ಈ ಸಂಶೋಧಕರು ಅದು ಎಷ್ಟು ಸಾವಿರ ವರ್ಷಗಳಷ್ಟು ಹಳೆಯದು ಎಂಬುದನ್ನು ಸಹ ಹೇಳುತ್ತಾರೆ. ಆದರೆ ಅದು ಹೇಗೆ ಅಷ್ಟು ಖಚಿತವಾಗಿ ಹೇಳುತ್ತಾರೆ? ಯಾವುದರ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಆ ಪ್ರಾಚೀನ ವಸ್ತುವಿನ ಕಾಲವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುತ್ತಾರೆ? ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯರಿಗೆ ಕುತೂಹಲದ ಪ್ರಶ್ನೆ. ಇದರ ಹಿಂದೆ ಒಂದು ನಿಖರವಾದ ವಿಜ್ಞಾನವಿದೆ. ಅದನ್ನು ಕಾರ್ಬನ್-14 ಡೇಟಿಂಗ್, ಅಥವಾ ರೇಡಿಯೋ ಕಾರ್ಬನ್-14 ಡೇಟಿಂಗ್ ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ.

ಕಾರ್ಬನ್ ಅಥವಾ ಇಂಗಾಲವು ಮೂರು ರೀತಿಯ ಪ್ರಾಕೃತಿಕವಾಗಿ ಲಭ್ಯವಿರುವ C12, C13 ಮತ್ತು C14 ಎಂಬ ಐಸೋಟೋಪ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಇವುಗಳಲ್ಲಿ C14 ವಿಕಿರಣಶೀಲವಾಗಿದ್ದು (ನಿರಂತರ ಶಕ್ತಿ ಪಸರಿಸುವಂತಹ ವಸ್ತು) ಆಗಿದ್ದು, ಇದು 5,730 ವರ್ಷಗಳ ಅರೆ-ಜೀವಿತಾವಧಿಯನ್ನು (ಅರೆ-ಜೀವಿತಾವಧಿ ಅಥವಾ half-life ಅಂದರೆ ಯಾವುದೇ ಒಂದು ವಸ್ತುವು ಅರ್ಧದಷ್ಟು ಕ್ಷಯಿಸಲು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಕಾಲ. ಇದನ್ನು ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತವಾಗಿ t½  ಎಂದು ಬರೆಯುತ್ತಾರೆ.) ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಪಳೆಯುಳಿಕೆಗಳ ಕಾಲವನ್ನು ಲೆಕ್ಕ ಮಾಡಲು ಈ C14 ಅನ್ನು ಬಳಕೆ ಮಾಡುತ್ತಾರೆ. ಈ ತಂತ್ರವನ್ನು 1949 ರಲ್ಲಿ ವಿಲ್ಲರ್ಡ್ ಲಿಬ್ಬಿ ಎಂಬ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಪಡಿಸಿದ. ಈ ವಿಜ್ಞಾನಿಗೆ 1960 ರಲ್ಲಿ ರಾಸಾಯನಿಕ ವಿಜ್ಞಾನ ವಿಭಾಗದಲ್ಲಿ ನೋಬೆಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿ ನೀಡಲಾಯಿತು.

ಕಾರ್ಬನ್14 ರಚನೆ

ಪ್ರತಿದಿನವೂ ಬೃಹತ್ ಸಂಖ್ಯೆಯಲ್ಲಿ ಕಾಸ್ಮಿಕ್ ಕಿರಣಗಳು (ವಿಶ್ವದಲ್ಲಿ ಪ್ರವಹಿಸುವ ಕಿರಣಗಳು) ಭೂಮಿಯ ವಾತಾವರಣವನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ಸಂಖ್ಯೆ ಎಷ್ಟು ಬೃಹತ್ ಎಂದರೆ ಪ್ರತೀ ಗಂಟೆಗೆ ಒಬ್ಬ ವ್ಯಕ್ತಿಯ ಮೇಲೆ ಐದು ಲಕ್ಷಗಳಷ್ಟು ಕಿರಣಗಳು ಬೀಳುತ್ತವೆ. ಹೀಗೆ ಬೀಳುವ ವ್ಯೋಮ ಕಿರಣವೊಂದು ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿನ ಒಂದು ಪರಮಾಣುವಿಗೆ ಡಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆದಾಗ ಅದರಿಂದ ಸಕ್ರಿಯ ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಎರಡನೇ ವರ್ಗದ ಕಿರಣದ ರಚನೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಇಂತಹ ಒಂದು ನ್ಯೂಟ್ರಾನು ನೈಟ್ರೋಜೆನ್-14 (ಏಳು ಪ್ರೊಟಾನುಗಳು, ಏಳು ನ್ಯೂಟ್ರಾನುಗಳು) ದ ಪರಮಾಣುವಿನೊಂದಿಗೆ ಡಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆದಾಗ ಕಾರ್ಬನ್-14 ಪರಮಾಣು (ಆರು ಪ್ರೊಟಾನುಗಳು, ಎಂಟು ನ್ಯೂಟ್ರಾನುಗಳು) ಮತ್ತು ಒಂದು ಜಲಜನಕ (ಒಂದು ಪ್ರೊಟಾನು, ಸೊನ್ನೆ ನ್ಯೂಟ್ರಾನು) ಉಂಟಾಗುತ್ತವೆ. ಹೀಗೆ ರಚನೆಗೊಳ್ಳುವ ಕಾರ್ಬನ್-14 ಒಂದು ರೇಡಿಯೋ-ಆಕ್ಟಿವ್ ಪರಮಾಣುವಾಗಿದ್ದು, ಅದರ ಅರೆ-ಜೀವಿತಾವಧಿ 5,700 ವರ್ಷಗಳಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಜೀವಿಗಳಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಬನ್-14

ಈ ವ್ಯೋಮ ಕಿರಣಗಳು ರಚಿಸುವ ಕಾರ್ಬನ್-14 ಪರಮಾಣುಗಳು ಆಮ್ಲಜನಕದೊಂದಿಗೆ ಸೇರಿದಾಗ ಇಂಗಾಲದ ಡೈ ಆಕ್ಸೈಡ್ ರಚನೆಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇದನ್ನು ಸಸ್ಯಗಳು ಸೇವಿಸಿ ದ್ಯುತಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂಲಕ ಫೈಬರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಶೇಖರಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಸಸ್ಯಗಳನ್ನು ತಿಂದಾಗ ಈ ಕಾರ್ಬನ್-14 ಮನುಷ್ಯರು ಮತ್ತು ಪ್ರಾಣಿಗಳ ದೇಹದಲ್ಲಿ ಸೇರುತ್ತದೆ.

ಸಾಮಾನ್ಯ ಇಂಗಾಲದ ಅಣುವಿನ ಪರಮಾಣು ಸಂಖ್ಯೆ 12 ಇದ್ದು, ಕಾರ್ಬನ್-12 ಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಬನ್-14 ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ಸಂಖ್ಯೆಯಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ಅಂದರೆ ಒಂದು ಟ್ರಿಲಿಯನ್ ಇಂಗಾಲದ ಅಣುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಕಾರ್ಬನ್-14 ಇರಬಹುದು. ಈ ಕಾರ್ಬನ್-14 ಪರಮಾಣುವು ನಿರಂತರವಾಗಿ ನಷ್ಟಗೊಳ್ಳುತ್ತಾ ಪುನಃ ರಚನೆಗೊಳ್ಳುತ್ತಾ ಇರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಈ ಎರಡರ ನಡುವಿನ ಅನುಪಾತ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಮತ್ತು ಎಲ್ಲ ಪ್ರಾಣಿ, ಸಸ್ಯಗಳ ದೇಹದಲ್ಲಿಯೂ ಇದು ಸಮಾನ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಇರುತ್ತದೆ.

ಇದು ಹೇಗೆ ಪಳೆಯುಳಿಕೆಗಳ ಕಾಲ ಅಳೆಯಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ?

ಒಂದು ಜೀವಿಯು ಸತ್ತಾಗ, ಅದರ ದೇಹವು ಹೊಸ ಕಾರ್ಬನ್ ಪರಮಾಣುವನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವುದು ನಿಲ್ಲುತ್ತದೆ. ಸಾಯುವ ಹೊತ್ತಿನಲ್ಲಿ ಆ ಜೀವಿಯಲ್ಲಿನ ಕಾರ್ಬನ್-14 ಮತ್ತು ಕಾರ್ಬನ್-12 ಇವೆರಡರ ನಡುವಿನ ಅನುಪಾತ ಬದುಕಿರುವ ಜೀವಿಗಳಷ್ಟೇ ಇರುತ್ತದೆ. ಆದರೆ ಕಾಲಕ್ರಮೇಣ ಮೃತದೇಹದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಬನ್-14 ಕ್ಷಯವಾಗುತ್ತಾ ಹೋಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಕಾರ್ಬನ್-12 ಹಾಗೇ ಉಳಿದಿರುತ್ತದೆ. ಕಾರ್ಬನ್-14 ನ ಅರೆ-ಜೀವಿತಾವಧಿ 5,700 ವರ್ಷಗಳಾಗಿರುತ್ತವೆ.

ಸತ್ತ ಜೀವಿಯಲ್ಲಿನ ಕಾರ್ಬನ್-14 ಮತ್ತು ಕಾರ್ಬನ್-12 ಇವೆರಡರ ನಡುವಿನ ಅನುಪಾತ ಮತ್ತು ಬದುಕಿರುವ ಜೀವಿಯಲ್ಲಿನ ಕಾರ್ಬನ್-14 ಮತ್ತು ಕಾರ್ಬನ್-12 ಇವೆರಡರ ನಡುವಿನ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಹೋಲಿಸುವ ಮೂಲಕ ಸತ್ತ ಜೀವಿ ಯಾವ ಕಾಲದಲ್ಲಿ ಬದುಕಿತ್ತು ಎಂಬುದನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಹೇಳಲು ಸಾಧ್ಯವಿದೆ. ಒಂದು ಮೃತ ಜೀವಿಯ ಪಳೆಯುಳಿಕೆ ಸಿಕ್ಕಾಗ, ಅದು ಎಷ್ಟು ಹಳೆಯದು ಎಂದು ಅಳೆಯಲು ಒಂದು ಸೂತ್ರವಿದೆ ಇದೆ. ಅದು:

t = [ ln (Nf/No) / (-0.693) ] x t1/2

ಇದರಲ್ಲಿ ln ನ್ಯಾಚುರಲ್ ಲಾಗಾರಿದಮ್, Nf/No  ಇದು ಬದುಕಿರುವ ಜೀವಿಯ ಅಂಗಾಂಶದಲ್ಲಿನ ಕಾರ್ಬನ್-14 ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದಂತೆ ಪಳೆಯುಳಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಬನ್-14 ಶೇಕಡಾ ಎಷ್ಟಿದೆ ಎನ್ನುವುದು, ಮತ್ತು t1/2  ಎಂಬುದು ಕಾರ್ಬನ್-14 ನ ಅರೆ ಜೀವಿತಾವಧಿ (5,700 ವರ್ಷಗಳು).

ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಒಂದು ಪಳೆಯುಳಿಕೆ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಬನ್-14 ಅಂಶವು ಶೇಕಡಾ 10 ಇದೆ ಎಂದುಕೊಳ್ಳೋಣ,

ಆಗ:

t = [ ln (0.10) / (-0.693) ] x 5,700 ವರ್ಷಗಳು

t = [ (-2.303) / (-0.693) ] x 5,700 ವರ್ಷಗಳು

t = [ 3.323 ] x 5,700 ವರ್ಷಗಳು. ಹಾಗಾಗಿ t = 18,940 ವರ್ಷಗಳಷ್ಟು ಹಳೆಯದು.

ಕಾರ್ಬನ್-14 ನ ಅರೆ ಜೀವಿತಾವಧಿ  5,700 ವರ್ಷಗಳು ಮಾತ್ರವಾದ್ದರಿಂದ ಈ ಪದ್ಧತಿಯನ್ನು  60,000 ವರ್ಷಗಳಷ್ಟು ಹಳೆಯ ಪಳೆಯುಳಿಕೆಗಳ ಕಾಲವನ್ನು ಲೆಕ್ಕ ಹಾಕಲು ಮಾತ್ರ ಬಳಸಬಹುದಾಗಿದೆ. ಆದರೆ ಈ ತತ್ವವನ್ನು ಇತರೆ ಐಸೋಟೋಪ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಕೂಡಾ ಬಳಸಬಹುದಾಗಿದೆ. ಆದರೆ ಈ ತತ್ವವನ್ನು ಇತರೆ ಐಸೋಟೋಪ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಕೂಡಾ ಬಳಸಬಹುದಾಗಿದೆ. ಅಂದರೆ ಪೊಟ್ಯಾಶಿಯಮ್-40 ನಮ್ಮ ದೇಹದಲ್ಲಿ ನೈಸರ್ಗಿಕವಾಗಿಯೇ ಲಭ್ಯವಿದ್ದು, ಅದರ ಅರೆ ಜೀವಿತಾವಧಿ 1.3 ಬಿಲಿಯನ್ ವರ್ಷಗಳಾಗಿರುತ್ತದೆ. ರೇಡಿಯೋಆಕ್ಟೀವ್ ಡೇಟಿಂಗ್ ಮಾಡಲು ಉಪಯುಕ್ತವಾದ ಇತರೆ ರೇಡಿಯೋಐಸೋಟೋಪ್‌ಗಳೆಂದರೆ ಯುರೇನಿಯಮ್ -235 (ಅರೆ ಜೀವಿತಾವಧಿ = 704 ಮಿಲಿಯನ್ ವರ್ಷಗಳು), ಯುರೇನಿಯಮ್ -238 (ಅರೆ ಜೀವಿತಾವಧಿ = 4.5 ಬಿಲಿಯನ್ ವರ್ಷಗಳು), ಥೋರಿಯಂ-232 (ಅರೆ ಜೀವಿತಾವಧಿ = 14 ಬಿಲಿಯನ್ ವರ್ಷಗಳು) ಮತ್ತು ರುಬಿಡಿಯಮ್-87 (ಅರೆ ಜೀವಿತಾವಧಿ = 49 ಬಿಲಿಯನ್ ವರ್ಷಗಳು).

ಈ ಎಲ್ಲ ರೇಡಿಯೋ ಐಸೋಟೋಪ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ಜೈವಿಕ ಮತ್ತು ಭೌಗೋಳಿಕ ವಸ್ತುಗಳ ಕಾಲವನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ನಿಖರವಾಗಿ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಬಹುದಾಗಿದೆ. ಆದರೆ 1940 ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಪರಮಾಣು ರಿಯಾಕ್ಟರ್‌ಗಳ ನಿರ್ಮಾಣ ಮತ್ತು ಪರಮಾಣು ಶಸ್ತ್ರಗಳ ಪರೀಕ್ಷೆಗಳ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ ಈ ರೇಡಿಯೋಐಸೋಟೋಪ್ ಡೇಟಿಂಗ್ ಮೂಲಕ ನಿಖರವಾಗಿ ಕಾಲ ನಿರ್ಣಯ ಮಾಡುವುದು ಕಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಹೇಳುತ್ತಾರೆ.