किरणोत्सर्गाच्या तत्त्वावर आधारित कालमापनाची पद्धत. अरगॉन या मूलद्रव्याच्या समस्थानिकांचा वापर करून कालमापन करण्याची ही एक पद्धत असून पोटॅशियम-अरगॉन कालमापन ही या पद्धतीशी साम्य असलेली दुसरी पद्धत आहे. अरगॉन-अरगॉन कालमापन पद्धतीचा विकास १९६० ते १९७० या दशकात झाला. या पद्धतीत जास्त अचूक मापन होत असल्याने एक लाख वर्षांच्या आतील अवशेषांचे कालमापन अरगॉन-अरगॉन पद्धतीने करता येते. अरगॉन या मूलद्रव्याची अरगॉन-३६ (36Ar), अरगॉन-३८ (38Ar) व अरगॉन-४० (40Ar) अशी तीन नैसर्गिक समस्थानिके आहेत. हे सर्व प्रकार स्थिर असून ते किरणोत्सारी नाहीत. यांमधील अरगॉन-४० हे समस्थानिक पोटॅशियम-४० (40K) च्या किरणोत्सारी ऱ्हासामधून तयार होते. अरगॉन-३६, अरगॉन-३८ ही समस्थानिके आपली सूर्यमाला तयार होण्याच्या आधीपासूनची आहेत, तर पृथ्वीवर आढळणारे अरगॉन-४० हे समस्थानिक संपूर्णपणे किरणोत्सारी ऱ्हासामधून निर्माण झालेले आहे.
अरगॉन-अरगॉन या कालमापन पद्धतीत नमुन्यामधील अरगॉन-४० चे थेट मापन केले जाते. परंतु पोटॅशियम-४० चे मापन अप्रत्यक्षपणे केले जाते. त्यासाठी नमुना आण्विक संयंत्रात (Nuclear reactor) ठेवून त्यावर किरणांचा मारा केला जातो. या माऱ्यामुळे स्थिर असलेल्या पोटॅशियम-३९ याचे अरगॉन-३९ मध्ये रूपांतर होते. अरगॉन-३९ चे प्रमाण पोटॅशियम-३९ एवढे आणि पर्यायाने पोटॅशियम-४० इतकेच असल्याने अरगॉन-४० व पोटॅशियम-४० यांचे गुणोत्तर मिळते. ज्या खडकाचे अथवा खनिजाचे वय ठरवायचे आहे, त्याचा नमुना प्रयोगशाळेत सामान्य तापमानापासून पायऱ्या पायऱ्यांनी तो वितळेपर्यंत तापवत नेला जातो. उदा., सानिडाइन (Sanidine) १५०० अंश सेल्सियसपर्यंत तापवले जाते. अरगॉन-३९ आणि अरगॉन-४० हे दोन्ही प्रत्येक पायरीवर बाहेर पडतात. या बाहेर पडलेल्या वायूंचे प्रमाण मोजून नमून्याचे वय काढले जाते.
अरगॉन-अरगॉन कालमापन पुरातत्त्वात अनेक प्रकारे उपयोगी पडते. इंग्लंडमधील सुप्रसिद्ध स्टोनहेंजमध्ये ऱ्हायोलाइट (rhyolite) पासून बनवलेली दगडाची हातकुऱ्हाड मिळाली होती. हा दगड कुठून आणला असावा, हे शोधण्यासाठी या मिळालेल्या कुऱ्हाडीचे अरगॉन-अरगॉन कालमापन करण्यात आले. या कुऱ्हाडीचा दगड ३.४१५ कोटी वर्षे एवढा जुना असल्याचे आढळले. हा दगड दक्षिण वेल्समधील अग्निजन्य खडकांमधील असावा, असे मत होते. तथापि तो दगड या खडकांपेक्षा कमी वयाचा असून तो उत्तरेकडील स्कॅाटलंडमधील असल्याचे निष्पन्न झाले. अर्थात येथे हातकुऱ्हाड केव्हा बनवली असावी, याचे कालमापन झालेले नसून ते त्या दगडाचे आहे हे लक्षात घेणे गरजेचे आहे.
भारतीय प्रागैतिहासिक पुरातत्त्वात अरगॉन-अरगॉन कालमापनाचा चांगला उपयोग झाला आहे. महाराष्ट्रात बोरी येथील ज्वालामुखीतून उडालेल्या राखेचे (Tephra) वय अरगॉन-अरगॉन कालमापनाने ७,१४,००० (अधिकउणे ६२,४०० हजार) असल्याचे दिसून आले आहे. अशीच राख पुणे जिल्ह्यात मोरगाव येथे मिळाली असून तिचे वय अरगॉन-अरगॉन कालमापनाने ८,०९,३०० (अधिकउणे ५१,००० हजार) आहे, हे दिसले. या दोन्ही अश्मयुगीन स्थळांवरील अवशेषांची कालनिश्चिती अशा प्रकारे अरगॉन-अरगॉन कालमापनाने करता आली.
आफ्रिकेत इथिओपिया व केनियात मिळालेल्या मानवी उत्क्रांतीशी संबंधित जीवाश्मांच्या कालमापनासाठी पोटॅशियम-अरगॉन कालमापन पद्धतीप्रमाणेच अरगॉन-अरगॉन पद्धत उपयोगी ठरली आहे. उदा., इथिओपियात हडार (Hadar) येथे मिळालेल्या सुप्रसिद्ध ल्युसी या जीवाश्मांचे ३१.८ लक्ष वर्षे हे कालमापन अरगॉन-अरगॉन पद्धतीने करण्यात आले आहे. जॉर्जियामध्ये दमनिसी (Dmanisi) येथे मिळालेल्या होमो इरेक्टस जीवाश्मांचा कालखंड १७.७ लक्ष वर्षपूर्व असल्याचे अरगॉन-अरगॉन कालमापनाने निश्चित केले आहे. टांझानियात लेटोली येथील ऑस्ट्रॅलोपिथेकस अफारेन्सिस प्राण्यांच्या पाऊलखुणा ज्या ज्वालामुखीतून पसरलेल्या राखेत (Tuff) उमटल्या आहेत, त्या राखेचे ३६.६ लक्ष वर्षपूर्व असे अचूक कालमापन अरगॉन-अरगॉन पद्धतीने करता आले आहे.
संदर्भ :
- Deino, Alan, ‘40Ar/39Ar Dating of Laetoli, Tanzania, in Paleontology and Geology of Laetoli’, Human Evolution in Context : Volume 1 : Geology, Geochronology, Paleoecology and Paleoenvironment (Terry Harrison Ed.), pp.77-97, Springer, 2011.
- Westway, Rob; Mishra, Sheila; Deo, Sushama & Bridgland, David R. ‘Methods for Determination of the Age of Pleistocene Tephra, derived from Eruption of Toba, in Central Indiaʼ, Journal of Earth System Science, 120 (3) 503-530, 2011.
- Kelley, Simon Peter, ‘Excess argon in K-Ar and Ar-Ar geochronologyʼ, Chemical Geology, 188 (1-2) : 1-22, 2002.
- McDougall, I. & Harrison, T. M. Geochronology and Thermochronology by the 40Ar/39Ar Method, 2nd edition, Oxford, 1999.
- Walker, Mike, Quaternary Dating Methods, Chichester, UK : John Wiley, 2005.
- क्षीरसागर, अनुपमा, प्राचीन संस्कृतीचे कालमापन, पुणे, १९९८.
समीक्षक : अनुपमा क्षीरसागर
