दुनिया भर में पुरातात्विक खोजों ने शोधकर्ताओं को मानव विकास और प्रवासन की कहानी को भरने में मदद की है। इस शोध में जानकारी का एक आवश्यक टुकड़ा जीवाश्मों और कलाकृतियों की उम्र है। वैज्ञानिक अपनी उम्र कैसे निर्धारित करते हैं? "द ग्रेट ह्यूमन माइग्रेशन" ( स्मिथसोनियन, जुलाई 2008) में चर्चा की गई वस्तुओं के उपयोग के कुछ तरीकों के बारे में यहां अधिक विवरण दिए गए हैं:
संबंधित सामग्री
- महान मानव प्रवास
कोप्रोलिट्स, पैस्ले 5 माइल प्वाइंट गुफाएं, ओरेगन
आयु: ~ 14, 300 वर्ष
विधि: रेडियोकार्बन डेटिंग
ओरेगन की एक गुफा में, पुरातत्वविदों ने हड्डियों, पौधे के अवशेष और कॉपोलॉइट्स - जीवाश्म मल पाए। कोप्रोलिट्स में शेष डीएनए ने उनकी मानव उत्पत्ति का संकेत दिया, लेकिन उनकी उम्र का नहीं। उसके लिए, वैज्ञानिकों ने प्राचीन गोबर के भीतर निहित कार्बन को देखा।
परिभाषा के अनुसार, किसी दिए गए तत्व के प्रत्येक परमाणु के नाभिक में प्रोटॉन की एक विशिष्ट संख्या होती है। उदाहरण के लिए, तत्व कार्बन में छह प्रोटॉन हैं। लेकिन नाभिक में न्यूट्रॉन की संख्या अलग-अलग हो सकती है। तत्व के ये विभिन्न रूप- जिन्हें आइसोटोप कहा जाता है- स्वाभाविक रूप से स्थिर या अस्थिर होते हैं। उत्तरार्द्ध को रेडियोधर्मी आइसोटोप कहा जाता है, और समय के साथ वे क्षय हो जाएंगे, कणों (न्यूट्रॉन या प्रोटॉन) और ऊर्जा (विकिरण) को छोड़ देंगे और इसलिए दूसरे आइसोटोप या तत्व में बदल जाएंगे। वे एक आइसोटोप के "अर्ध-जीवन" नामक एक स्थिर दर पर ऐसा करते हैं।
अधिकांश कार्बन कार्बन -12 (छह प्रोटॉन, छह न्यूट्रॉन) या कार्बन -13 के स्थिर रूपों में आता है, लेकिन रेडियोधर्मी कार्बन -14 (छह प्रोटॉन, आठ न्यूट्रॉन) के रूप में एक बहुत छोटी राशि (लगभग 0.0000000001%) मौजूद है। जीवित पौधे और जानवर अन्य कार्बन समस्थानिकों के साथ कार्बन -14 लेते हैं, लेकिन जब वे मर जाते हैं और उनके चयापचय कार्य बंद हो जाते हैं, तो वे कार्बन को अवशोषित करना बंद कर देते हैं। समय के साथ, कार्बन -14 नाइट्रोजन -14 में बदल जाता है; आधा ऐसा लगभग 5, 730 साल बाद होगा (यह आइसोटोप का आधा जीवन है)। लगभग 60, 000 वर्षों के बाद, सभी कार्बन -14 चले जाएंगे।
कुछ भी जो एक जीवित वस्तु का हिस्सा था - जैसे कि चारकोल, लकड़ी, हड्डी, पराग या ओरेगन में पाए जाने वाले कोप्रोलिट्स - को एक प्रयोगशाला में भेजा जा सकता है जहां वैज्ञानिक मापते हैं कि कार्बन -14 कितना बचा है। क्योंकि वे जानते हैं कि वायुमंडल में कितना कुछ रहा होगा और इसलिए, जीवित रहते हुए किसी ने कितना अवशोषित किया होगा, वे गणना कर सकते हैं कि मृत्यु या निक्षेपण के बाद से यह कितना लंबा है। कॉपोलॉइट्स की आयु लगभग 14, 300 वर्ष है और ये अमेरिका के सबसे पुराने मानव अवशेषों में से कुछ हैं।
होमिनिड खोपड़ी, हर्टो, इथियोपिया
आयु: ~ 154, 000 से 160, 000 वर्ष पुरानी
विधि: आर्गन-आर्गन डेटिंग
1997 में इथियोपिया में खुदाई करने वाले वैज्ञानिकों के एक दल ने पत्थर के औजार, हिप्पोपोटामस और तीन होमिनिड खोपड़ी सहित कई जानवरों की प्रजातियों के जीवाश्म अवशेष पाए। उनकी उम्र कितनी थी? कार्बन -14 डेटिंग के लिए जैविक अवशेष बहुत पुराने थे, इसलिए टीम दूसरी विधि में बदल गई।
कुछ पुरातात्विक खोजों के लिए रेडियोकार्बन डेटिंग अच्छी तरह से काम करती है, लेकिन इसकी सीमाएँ हैं: इसका उपयोग केवल कार्बनिक पदार्थों को लगभग 60, 000 वर्ष से कम पुरानी तिथि के लिए किया जा सकता है। हालाँकि, अन्य रेडियोधर्मी समस्थानिक हैं जिनका उपयोग गैर-कार्बनिक पदार्थों (जैसे चट्टानों) और पुरानी सामग्रियों (अरबों साल पुरानी) तक किया जा सकता है।
इनमें से एक रेडियो आइसोटोप पोटेशियम -40 है, जो ज्वालामुखी चट्टान में पाया जाता है। ज्वालामुखीय चट्टान के ठंडा होने के बाद, इसका पोटैशियम -40 आर्गन -40 में 1.25-बिलियन-वर्ष के आधे जीवन के साथ सड़ जाता है। पोटेशियम -40 के अनुपात से आर्गन -40 तक मापना और एक चट्टान की उम्र का अनुमान लगाना संभव है, लेकिन यह तरीका अभेद्य है। हालांकि, वैज्ञानिकों ने 1960 के दशक में पता लगाया कि वे न्यूट्रॉन के साथ एक चट्टान के नमूने को विकिरणित कर सकते हैं और इस तरह पोटेशियम -40 को आर्गन -39 में बदल देते हैं, एक आइसोटोप सामान्य रूप से प्रकृति में नहीं पाया जाता है और मापने में आसान होता है। हालांकि अधिक जटिल, यह प्रक्रिया अधिक सटीक तिथियों का उत्पादन करती है। उदाहरण के लिए, बर्कले में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के वैज्ञानिक इस घटना के सात वर्षों के भीतर ज्वालामुखी वेसुवियस के 79 ईस्वी पूर्व विस्फोट से नमूने लेने में सक्षम थे।
क्योंकि हर्टो में पाए जाने वाले होमिनिड खोपड़ी और अन्य कलाकृतियों को सीधे दिनांकित नहीं किया जा सकता था - कार्बनिक पदार्थ लंबे समय से जीवाश्म थे - शोधकर्ताओं ने इसके बजाय ज्वालामुखी चट्टान पर अपने विश्लेषण का प्रदर्शन किया जो जीवाश्म के पास बलुआ पत्थर में एम्बेडेड था। चट्टान लगभग 154, 000 से 160, 000 साल पुरानी थी, जिससे खोपड़ी सबसे पुरानी होमो सेपियन्स बनी हुई है।
उत्कीर्ण पत्थर, ब्लाम्बोस गुफा, दक्षिण अफ्रीका
आयु: ~ 77, 000 वर्ष
विधि: थर्मोल्यूमिनेशन डेटिंग
दक्षिण अफ्रीका में एक समुद्र तटीय गुफा की खुदाई से दो वस्तुओं का पता चला, जो स्पष्ट रूप से मानव निर्मित थीं - एक गंज पैटर्न के साथ गेरू पत्थर के टुकड़े। हालांकि, न तो पत्थर और न ही जिस चट्टान में उन्हें दफन किया गया था, वह मूल रूप से ज्वालामुखी था, हालांकि, इसलिए शोधकर्ताओं ने उनकी उम्र निर्धारित करने के लिए एक और तरीका चुना: थर्मोल्यूमिनेसेंस।
जैसे कि आर्गन-आर्गन डेटिंग में, थर्मोल्यूमिनिसेंस घड़ी भी आखिरी बार शुरू होती है जब एक चट्टान को उच्च तापमान पर गर्म किया गया था। चरम गर्मी कुछ क्रिस्टल में संग्रहीत इलेक्ट्रॉनों को समाप्त कर देती है - जैसे कि क्वार्ट्ज और फेल्डस्पार - चट्टान के भीतर। समय के साथ, क्रिस्टल ट्रैप इलेक्ट्रॉनों का उत्पादन पर्यावरण में पाए जाने वाले रेडियोधर्मी परमाणुओं की मात्रा का पता लगाते हैं। चट्टान को गर्म करने से, वैज्ञानिक संग्रहीत ऊर्जा को मुक्त कर सकते हैं, जिसे प्रकाश के रूप में बंद कर दिया जाता है और जिसे "थर्मोल्यूमिनसेंस" कहा जाता है। प्रकाश की तीव्रता से पता चलता है कि चट्टान के गर्म होने के बाद से यह कितना लंबा रहा है।
हर्टो की खोपड़ियों की तरह, ब्लाम्बोस गुफा से नक्काशीदार गेरू के पत्थरों की उम्र सीधे निर्धारित नहीं की जा सकती थी। हालांकि, एक ही चट्टान की परत में, जैसे कि ओचर्स जले हुए पत्थर के टुकड़े थे, जो संभवत: ओचर्स के समान उम्र के थे और थर्मोल्यूमिनसेंस डेटिंग के लिए आदर्श थे। जला हुआ पत्थर, यह पता चला था, यह लगभग 77, 000 साल पुराना था, जिसने उल्लुओं को अमूर्त डिजाइन के कुछ सबसे पुराने टुकड़े खोजे थे।
