इलेक्ट्रॉन संस्पंदन कालमापन ही पुरातत्त्वात वापरली जाणारी पद्धत सर्वसाधारणपणे तप्तदीपन पद्धतीप्रमाणेच आहे. निक्षेपातील पदार्थ किंवा खडकांच्या रचनेतील जालकांमध्ये (lattice) साठलेल्या इलेक्ट्रॉनचे मापन करणे, हे या दोन्हीमधील मूळ तत्त्व आहे. तथापि तप्तदीपन पद्धतीमध्ये जसे उष्णता देऊन इलेक्ट्रॉन बाहेर काढले जातात तसे न करता इलेक्ट्रॉनच्या समचुंबकीय (paramagnetic) गुणधर्मांचा वापर करून त्यांची गणती केली जाते. एम. अकेया यांनी १९७५ मध्ये अशा प्रकारे समचुंबकीय गुणधर्मांचा उपयोग कालमापनासाठी करता येईल, हे दाखवून दिले. सुरुवातीला ही पद्धत कॅल्साइट नमुन्यांसाठी वापरली असली, तरी आता ती दातांमधील दंतवल्क (enamel), प्रवाळ, शंखशिंपले, क्वार्ट्झ असलेले खडक आणि जळलेले फ्लिंट अशा अनेक प्रकारच्या नमुन्यांसाठीही उपयुक्त ठरली आहे. सर्वसाधारणपणे या पद्धतीने ४०,००० ते २,००,००० वर्षपूर्व या काळाच्या नमुन्यांचे कालमापन करता येते. परंतु वीस लक्ष वर्षपूर्व एवढ्या जुन्या जीवाश्मांतील दातांच्या दंतवल्काचे कालमापन इलेक्ट्रॅान संस्पंदन पद्धतीने करता येते. अनेक पुरातत्त्वीय स्थळांवर प्राण्यांचे व माणसांचे दात मिळत असल्याने ही पद्धत वापरणे सोईस्कर ठरते.
मूलद्रव्यांच्या केंद्रकाभोवती कक्षांमध्ये फिरणारे इलेक्ट्रॉन जोडीने असतात व त्यामधील एकाचे परिवलन (spin) घड्याळाच्या काट्यांच्या दिशेने, तर दुसऱ्याचे परिवलन घड्याळाच्या काट्यांच्या विरुद्ध दिशेने होत असते. जोडीने नसलेल्या इलेक्ट्रॉनना समचुंबकीय असे म्हणतात. पुरातत्त्वीय नमुन्यावर बाहेरून चुंबकीय क्षेत्राचा परिणाम घडवला जातो व त्याच्यावर विद्युत चुंबकीय प्रारणांचा मारा केला जातो. असे केल्यावर काही इलेक्ट्रॉन बाहेरच्या चुंबकीय क्षेत्राच्या दिशेने, तर काही विरुद्ध दिशेला असतात. बाहेरचे चुंबकीय क्षेत्र बदलत गेल्यावर एका ठरावीक तीव्रतेला इलेक्ट्रॉनचे संस्पंदन (resonance) होते. तांबे, जस्त, सोने, चांदी व कोबाल्ट या मूलद्रव्यांमध्ये हा संस्पंदनाचा गुणधर्म दिसतो. इलेक्ट्रॉन संस्पंदन पंक्तिमापी (ESR spectrometer) वापरून संस्पंदनाचे गणन करता येते. संस्पंदन होत असताना जेवढे इलेक्ट्रॉन जास्त तेवढी जास्त विद्युत चुंबकीय ऊर्जा शोषली जाते, या तत्त्वाचा उपयोग करून कालमापन केले जाते. तप्तदीपन पद्धतीप्रमाणे यात जालकातील इलेक्ट्रॉन बाहेर काढले न जाता तेथेच राहतात. त्यामुळे एकाच नमुन्याची अनेकदा निरीक्षणे नोंदविता येतात.
इझ्राएलमधील व आफ्रिकेतील मानवी जीवाश्म मिळालेल्या अनेक पुरातत्त्वीय स्थळांवर इलेक्ट्रॉन संस्पंदन कालमापनाचा वापर केलेला आहे. इझ्राएलमधील क्वाफझेह (Quafzeh) या ठिकाणी प्रारंभिक आधुनिक मानवाचे जीवाश्म व इतर पुरावशेष मिळाले आहेत. या स्थळावर मिळालेल्या फ्लिंटचे इलेक्ट्रॉन संस्पंदन कालमापन केल्यावर हे पुरावशेष एक लाख वीस हजार ते एक लाख वर्षपूर्व या काळातले असल्याचे दिसले. त्याचप्रमाणे दक्षिण आफ्रिकेतील क्लासीस रिव्हर माउथ (Klasies River Mouth) या पुरातत्त्वीय स्थळावरील मानवी जीवाश्मांचा (प्रारंभिक आधुनिक मानव) काळ ८८,००० ते ९४,००० वर्षपूर्व असा निश्चित करता आला. हे प्रारंभिक आधुनिक मानव यूरोपमधील आधुनिक मानवांच्या कितीतरी अगोदरचे असल्याचा निष्कर्ष इलेक्ट्रॉन संस्पंदन कालमापनामुळे काढता आला.
राजस्थानातील सिंगी तलाव या अश्युलियन संस्कृतीच्या पुरातत्त्वीय स्थळाचा, नजीकच्या अमरपुरा संचाच्या (Amarpura Formation) इलेक्ट्रॉन संस्पंदन कालमापनाने काळ सु. ८,००,००० वर्षपूर्व असल्याचे दिसून आले. कर्नाटकातील इसामपूर या अश्युलियन संस्कृतीच्या पुरातत्त्वीय स्थळावर मिळालेल्या गुरांच्या दोन दातांचे इलेक्ट्रॉन संस्पंदन कालमापन करण्यात आले असून त्यामुळे या संस्कृतीचा काळ बारा लक्ष सत्तर हजार वर्षपूर्व (अधिकउणे एक लक्ष सत्तर हजार) असल्याचे निश्चित करता आले. भारतातील पुराश्मयुग हे आफ्रिकेतील पुराश्मयुगाएवढेच जुने नाही, या प्रचलित पुरातत्त्वीय मताला त्यामुळे आव्हान मिळाले आहे.
संदर्भ :
- Dhir, R. P.; Tandon, S. K.; Sareen, B. K.; Ramesh, R.; Rao, T. K. G.; Kailath, A. J. & Sharma, N. ‘Calcretes in the Thar Desert: Genesis, Chronology and Palaeoenvironmentʼ, Proceedings of the Indian Academy of Sciences (Earth Planetary Science), 113 : 473-515, 2004.
- Ikeya, M. ‘Dating a stalactite by electron paramagnetic resonanceʼ, Nature, 255 : 48-50, 1975.
- Rink, W. J. ‘Electron spin resonance (ESR) dating and ESR applications in Quaternary science and archaeometryʼ, Radiation Measurements, 27 : 975-1025, 1997.
- Walker, Mike, Quaternary Dating Methods, Chichester, UK : John Wiley, 2005.
समीक्षक : अनुपमा क्षीरसागर
