தொன்மையான பொருட்களின் வயதை அறிவது எப்படி?

மதுரையைப் பழமையான நகரம் என்பார்கள். அதைக்காட்டிலும் பலமடங்கு பழமையான நகரம் ஒன்றை மதுரைக்கு அருகே, சிவகங்கை மாவட்டத் துக்கு உட்பட்ட ‘கீழடி’யில் நடத்தப்பட்ட அகழ்வாராய்ச்சியில் கண்டுபிடித்திருக் கிறார்கள். இங்கு ஹரப்பா நாகரிகத்தையொத்த 2,300 ஆண்டுகள் தொன்மையான நாகரிகத்தின் சுவடுகள் கிடைத்திருப்பது உலகின் கவனத்தை ஈர்த்திருக்கிறது.

1920-களில் நடந்த ஹரப்பா, மொகஞ்சதாரோ அகழ்வாராய்ச்சிகள், இந்திய நாகரிகமானது சீன, எகிப்திய நாகரிகங்களுக்கு இணையான தொன்மை வாய்ந்தது என்று உணர்த்தின. தற்போது தமிழகத்தில் மேற்கொள்ளப்படும் கீழடி அகழ்வாராய்ச்சியும் சிந்துச் சமவெளி நாகரிகத்துக்கு ஒப்பானதாக இருக்குமோ என்று வியப்போடு பார்க்கிறார்கள் தொல்லியலாளர்கள்.

ஒரு அகழ்வாய்வில் கிடைத்த தடயங்கள் பல ஆயிரம் ஆண்டுகள் தொன்மை வாய்ந்தது என்ற முடிவுக்கு எப்படி வருகிறார்கள்? தொல் பொருட்களின் வயதைக் கணக்கிட, உயிரிபாறை அடுக்கியல் (Biostratigraphy), தொல்காந்தவியல், எரிமலைச் சாம்பல் கொண்டு காலக்கணக்கிடுதல் (Tephrochronology), ரேடியோகார்பன் கால அளவை எனப் பல அளவை முறைகள் பயன்பாட்டில் உள்ளன. இதில் நவீன முறைகளில் ஒன்றுதான் வெப்பவொளிவிடல் (Thermoluminescence).

குவார்ட்ஸ் என்னும் பளிங்குக் கல் அல்லது சவக்காரம் போன்ற சிலிகேட் வகைப் பாறைகள் சூரியன் மற்றும் காஸ்மிக் கதிர்களிலிருந்து வரும் எலெக்ட்ரான்களை உறிஞ்சித் தன்னுள் சிறைப்படுத்தி வைத்துக்கொள்ளும் தன்மைகொண்டவை. இந்தக் கற்களைத் தீயிலிட்டால், அதிலுள்ள எலெக்ட்ரான்கள் வெளியேறிவிடும். பழங்காலத்தில் கற்களால் கருவிகளைச் செய்து முடித்த பின், அவற்றைத் தீயில் இட்டு வாட்டுவது வழக்கமாக இருந்திருக்கிறது. ஆக, அதில் ஏற்கெனவே சிறைபட்டிருந்த எலெக்ட்ரான்கள் வெளியேறி, கருவி படைக்கப்பட்ட பின் புதிதாக சூரியன் மற்றும் காஸ்மிக் கதிர்களிலிருந்து வரும் எலெக்ட்ரான்களை உறிஞ்சத்தொடங்கும். இவ்வாறு அகழ்வாராய்ச்சியில் நாம் அந்தப் பொருளைக் கண்டெடுக்கும் வரையில் தொடர்ந்து எலெக்ட்ரான்களை உறிஞ்சி, சிறைப்படுத்தியிருக்கும்.

இவ்வாறு தொன்மையான கல்லில் மிகமிக அதிகமான எலெக்ட்ரான்கள் சிறைப்பட்டிருக்கும் என்பதால், அந்தக் கல் கருவியில் சிறைபட்ட எலெக்ட்ரான் களின் அளவு அதன் தொன்மையைச் சுட்டிக்காட்டுவதாகத் திகழும்.

வீட்டின் மேற்கூரையில் இருக்கும் தண்ணீர்த் தொட்டியில் குறிப்பிட்ட வேகத்தில் தண்ணீர் விழுந்துகொண்டிருப்பதாக எடுத்துக்கொள்வோமே. தொட்டியில் எவ்வளவு தண்ணீர் நிரம்பியுள்ளது என்பதை வைத்து எவ்வளவு நேரம் மின்மோட்டார் ஓடியுள்ளது என்பதை அனுமானிக்க முடியுமல்லவா? அதுபோலவே அந்தக் கல், கருவியானது தொடங்கி இன்று வரையில் சிறைபட்ட எலெக்ட்ரான்களின் அளவை வைத்து, சூரியன் மற்றும் காஸ்மிக் கதிர்களில் வெளிப்படும் எலெக்ட்ரான் செறிவுடன் ஒப்பிட்டு, எவ்வளவு காலத்துக்கு முன்பு அந்த கல் கருவி உருவாக்கப்பட்டது என்பதை நாம் அறிந்துகொள்ளலாம். கல் கருவி மட்டுமல்ல, தீயில் சுட்ட செங்கல், மட்கலம், பீங்கான் ஆகியவற்றின் வயதையும் இதே தொழில்நுட்பத்தைக்கொண்டு அறிந்துகொள்ள முடியும்.

சில வகை குவார்ட்ஸ் கற்கள் வேறுபட்டவை. சூரியஒளி பட்டதும், அதில் அதுவரை சிறைபட்ட எலெக்ட்ரான்கள் வெளியேறிவிடும். எனவே, ஒரு நாகரிகம் மண்ணுக்கடியில் புதைந்த பின், அதற்குச் சாட்சியமான தொல்பொருள் சூரியஒளிபடாமல் தடுக்கப்பட்டுவிடும் என்பதால், அதிலிருந்து எலெக்ட்ரான்கள் வெளியேற முடியாது. அதேநேரத்தில், மண்ணில் இயற்கையாகவே இருக்கின்ற யுரேனியம், தோரியம் போன்ற கதிரியக்கப் பொருட்கள் எலெக்ட்ரான்களை உமிழ்ந்துகொண்டிருக்கும். அதே மண்ணுக்கடியில் புதைந்திருக்கும் தொல்பொருளானது, இந்த எலெக்ட்ரான்களை உறிஞ்சி சிறைப்படுத்திக் கொள்ளும்.

அகழ்வாராய்ச்சியில் அகப்படுகிற இந்தத் தொல்பொருளைச் சூரிய ஒளிபடாமல் சோதனைச் சாலைக்கு எடுத்துவந்து, குறிப்பிட்ட அலைநீள ஒளியைப் பாய்ச்சினால், அந்தப் பொருள் இடைப்பட்ட காலத்தில் உறிஞ்சி சிறைப்படுத்தியுள்ள எலெக்ட்ரான்களின் அளவு தெரியவரும். அவை புதைபட்டிருந்த மண்ணில் எவ்வளவு கதிரியக்க யுரேனியம், தோரியம் போன்றவை புதையுண்டிருந்தது என்பதைக் கணித்து, எலெக்ட்ரான் உமிழ்வு விகிதத்தைக் கணக்கிட்டால், எவ்வளவு காலம் இவை சூரிய ஒளியைப் பார்க்காமல் மண்ணுக்குள் புதைந்து கிடந்தன என்று அறியலாம். இது ‘ஒளிக் கிளர்ச்சி வெப்பவொளி முறை’ (Optically stimulated luminescence) எனப்படுகிறது. உயிரற்ற கல் மட்டுமல்ல, பல், பவளப் பாறை போன்ற சில உயிரிப் பொருட்களின் தொன்மையையும் இதே முறையைப் பயன்படுத்திக் கணிக்க முடியும்.

த.வி. வெங்கடேஸ்வரன், அறிவியல் எழுத்தாளர் மற்றும் மத்திய அரசின் விக்யான் பிரச்சார் மையத்தின் முதுநிலை விஞ்ஞானி. - தொடர்புக்கு: tvv123@gmail.com