जीवाश्म ईंधन के लिए धन्यवाद, कार्बन डेटिंग खतरे में है। एक वैज्ञानिक हो सकता है एक आसान तय है

सत्तर साल पहले, अमेरिकी रसायनज्ञ विलार्ड लिब्बी ने कार्बनिक पदार्थों को डेटिंग के लिए एक सरल तरीका तैयार किया था। उनकी तकनीक, जिसे कार्बन डेटिंग के रूप में जाना जाता है, ने पुरातत्व के क्षेत्र में क्रांति ला दी।

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अब शोधकर्ता कार्बनिक पदार्थों से बनी किसी भी वस्तु की आयु की गणना करके यह देख सकते हैं कि कार्बन का एक निश्चित रूप कितना है, और फिर यह निर्धारित करने के लिए कि जब पौधे या जानवर जिस पदार्थ से आए थे, उसकी मृत्यु हो गई थी। 1960 में लिब्बी नोबेल पुरस्कार जीतने वाली इस तकनीक ने शोधकर्ताओं को प्राचीन ममियों पर टैटू की तारीख करने की अनुमति दी है, यह स्थापित करते हुए कि एक ब्रिटिश पुस्तकालय ने दुनिया के सबसे पुराने कुरानों में से एक को रखा, और यह पता लगाया कि अधिकांश तस्करी हाथी दांत पिछले तीन के भीतर मारे गए हाथियों से आते हैं। वर्षों।

आज, पृथ्वी के वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड मनुष्यों की मात्रा पंप कर रही है, जो भविष्य के पुरातत्वविदों के लिए इस तकनीक की सटीकता को कम करने की धमकी दे रही है। ऐसा इसलिए है क्योंकि जीवाश्म ईंधन आज नए कार्बनिक पदार्थों के रेडियोकार्बन युग को स्थानांतरित कर सकते हैं, जिससे उन्हें प्राचीन लोगों से अलग होना मुश्किल है। शुक्र है, जर्नल एनवायरनमेंटल रिसर्च लेटर्स में कल प्रकाशित शोध, लिब्बी के काम को बचाने और इस महत्वपूर्ण डेटिंग तकनीक को पुनर्जीवित करने का एक तरीका प्रदान करता है: बस कार्बन के एक अन्य समस्थानिक को देखें।

एक आइसोटोप एक निश्चित संख्या में न्यूट्रॉन के साथ एक तत्व का एक रूप है, जो एक परमाणु के नाभिक में पाए जाने वाले उप-परमाणु कण होते हैं जिनके पास कोई शुल्क नहीं होता है। जबकि एक परमाणु में प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों की संख्या यह निर्धारित करती है कि यह किस तत्व का है, न्यूट्रॉन की संख्या एक ही तत्व के विभिन्न परमाणुओं के बीच व्यापक रूप से भिन्न हो सकती है। पृथ्वी पर सभी कार्बन का लगभग 99 प्रतिशत कार्बन -12 है, जिसका अर्थ है कि प्रत्येक परमाणु के नाभिक में 12 न्यूट्रॉन हैं। आप जो शर्ट पहन रहे हैं, वह कार्बन डाइऑक्साइड आपको अंदर ले जाती है और आपके द्वारा खाए जाने वाले जानवरों और पौधों को ज्यादातर कार्बन -12 का गठन किया जाता है।

कार्बन -12 एक स्थिर समस्थानिक है, जिसका अर्थ है कि किसी भी सामग्री में इसकी मात्रा वर्ष-दर-वर्ष, शताब्दी के बाद भी बनी रहती है। लिब्बी की ग्राउंडब्रेकिंग रेडियोकार्बन डेटिंग तकनीक ने कार्बन के बहुत अधिक दुर्लभ समस्थानिक: कार्बन -14 को देखा। कार्बन -12 के विपरीत, कार्बन का यह समस्थानिक अस्थिर है, और इसके परमाणु हजारों वर्षों की अवधि में नाइट्रोजन के समस्थानिक में क्षय करते हैं। न्यू कार्बन -14 का उत्पादन पृथ्वी के ऊपरी वायुमंडल में स्थिर दर पर होता है, हालाँकि, सूर्य की किरणें नाइट्रोजन परमाणुओं पर प्रहार करती हैं।

रेडियोकार्बन डेटिंग एक स्थिर और अस्थिर कार्बन आइसोटोप के बीच इस विपरीत का फायदा उठाती है। अपने जीवनकाल के दौरान, प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से एक संयंत्र लगातार वातावरण से कार्बन में ले रहा है। पशु, बदले में, पौधों को खाने पर इस कार्बन का उपभोग करते हैं, और कार्बन भोजन चक्र से फैलता है। इस कार्बन में कार्बन -12 और कार्बन -14 का स्थिर अनुपात शामिल है।

जब ये पौधे और जानवर मर जाते हैं, तो वे कार्बन में लेना बंद कर देते हैं। उस बिंदु से आगे, संयंत्र या जानवर से छोड़ी गई सामग्रियों में कार्बन -14 की मात्रा समय के साथ कम हो जाएगी, जबकि कार्बन -12 की मात्रा अपरिवर्तित रहेगी। एक कार्बनिक पदार्थ को रेडियोकार्बन तिथि करने के लिए, एक वैज्ञानिक अपरिवर्तित कार्बन -12 के शेष कार्बन -14 के अनुपात को माप सकता है, यह देखने के लिए कि सामग्री के स्रोत की मृत्यु हुए कितने समय हो चुके हैं। उन्नत तकनीक ने रेडियोकार्बन डेटिंग को कई मामलों में केवल कुछ दशकों के भीतर सटीक बनने की अनुमति दी है।

पुरातत्वविदों के लिए कार्बन डेटिंग एक शानदार तरीका है जिसका उपयोग उन प्राकृतिक तरीकों से किया जाता है जो परमाणु क्षय करते हैं। दुर्भाग्य से, मनुष्य चीजों को गड़बड़ाने की कगार पर हैं।

ऊपरी वायुमंडल में कार्बन -14 निर्माण की धीमी, स्थिर प्रक्रिया पिछले सदियों में मनुष्यों द्वारा हवा में जीवाश्म ईंधन से कार्बन उगल रही है। चूंकि जीवाश्म ईंधन लाखों वर्ष पुराना है, इसलिए उनमें कार्बन -14 की कोई औसत दर्जे की मात्रा नहीं होती है। इस प्रकार, जैसा कि लाखों टन कार्बन -12 वायुमंडल में धकेल दिया जाता है, इन दो समस्थानिकों का स्थिर अनुपात बाधित हो रहा है। पिछले साल प्रकाशित एक अध्ययन में, इंपीरियल कॉलेज लंदन के भौतिक विज्ञानी हीथर ग्रेवन ने बताया कि ये अतिरिक्त कार्बन उत्सर्जन रेडियोकार्बन डेटिंग को कैसे कम कर देंगे।

2050 तक, कार्बनिक पदार्थों के नए नमूनों में 1, 000 साल पहले के नमूनों के समान ही रेडियोकार्बन तिथि दिखाई देगी, नए अध्ययन के प्रमुख लेखक और पीटर और समुद्री अनुसंधान के लिए अल्फ्रेड वेगेनर इंस्टीट्यूट में भौतिक विज्ञानी पीटर कोल्लर कहते हैं। जलते जीवाश्म ईंधन से निरंतर कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन आगे भी अनुपात को कम करेगा। "कुछ दशकों में, हम यह भेद नहीं कर पाएंगे कि क्या कोई रेडियोकार्बन युग हम बाहर निकलते हैं या कार्बन अतीत या भविष्य से हो सकता है, " कोल्लर कहते हैं।

ग्रेवेन के शोध से प्रेरित, कोल्लर ने अपना ध्यान अन्य रूप से कार्बन के स्थिर समस्थानिक: कार्बन -13 पर केंद्रित किया। हालाँकि कार्बन -13 में पृथ्वी के वायुमंडल का सिर्फ 1 प्रतिशत से अधिक हिस्सा है, लेकिन प्रकाश संश्लेषण के दौरान पौधे कार्बन -12 की तुलना में अपने बड़े, भारी परमाणुओं को कम दर पर उठाते हैं। इस प्रकार कार्बन -13 पौधों से उत्पन्न जीवाश्म ईंधन और उन्हें खाने वाले जानवरों में बहुत कम स्तर में पाया जाता है। दूसरे शब्दों में, इन जीवाश्म ईंधन को जलाने से कार्बन -13 का वायुमंडलीय स्तर भी बौना हो जाता है।

यह मापने से कि क्या कार्बन -13 के इन स्तरों को रेडियोकार्बन डेटेड ऑब्जेक्ट में तिरछा किया जाता है, भविष्य के वैज्ञानिक तब जान पाएंगे कि क्या कार्बन -14 के ऑब्जेक्ट के स्तर को जीवाश्म ईंधन उत्सर्जन द्वारा तिरछा कर दिया गया है। किसी वस्तु में कार्बन -13 के अपेक्षित स्तर से कम एक लाल ध्वज के रूप में काम करेगा, जिसकी रेडियोकार्बन तिथि पर भरोसा नहीं किया जा सकता है। फिर शोधकर्ता तारीख की अवहेलना कर सकते हैं और ऑब्जेक्ट को डेटिंग करने के अन्य तरीकों की कोशिश कर सकते हैं।

"आप स्पष्ट रूप से देखते हैं कि यदि आप पर कार्बन -14 का प्रभाव है जो आपको एक समस्याग्रस्त आयु हस्ताक्षर देगा, तो आपके पास कार्बन -13 में भी यह हस्ताक्षर है, " कोल्लर ने कहा। "इसलिए, आप कार्बन -13 का उपयोग यह भेद करने के लिए कर सकते हैं कि क्या रेडियोकार्बन प्रभावित है और इसलिए गलत है या यदि यह नहीं है।"

कोहलर ने स्वीकार किया कि उनकी तकनीक गहरे समुद्र के क्षेत्रों से प्राप्त सामग्री के लिए काम नहीं करेगी जहां कार्बन बाकी वायुमंडल के साथ आदान-प्रदान करने के लिए धीमा है, लेकिन उनका मानना ​​है कि यह भविष्य के पुरातत्वविदों को हमारी प्रदूषणकारी उम्र के अवशेषों के माध्यम से छाँटने में मदद करेगा।

क्वीन यूनिवर्सिटी के जीवाश्म विज्ञानी पाउला रेइमर बताते हैं कि कार्बन -13 को मापना अक्सर आवश्यक नहीं होगा, क्योंकि पुरातत्वविद् आमतौर पर तलछटी परत का उपयोग कर सकते हैं जिसमें एक वस्तु को उसकी उम्र को दोगुना करने के लिए पाया गया था। लेकिन उन क्षेत्रों में पाई जाने वाली वस्तुओं के लिए जहां पृथ्वी की परतें स्पष्ट नहीं हैं या उन्हें ठीक से दिनांकित नहीं किया जा सकता है, यह तकनीक एक अतिरिक्त जांच के रूप में काम कर सकती है। कॉहमलर का काम "कुछ आश्वासन देता है कि [रेडियोकार्बन डेटिंग] भविष्य में एकल नमूनों के लिए उपयोगी रहेगी, " रीमर कहते हैं।

संपादक का ध्यान दें: इस लेख को पीटर कॉलर की संबद्धता को शामिल करने के लिए अद्यतन किया गया था।