पुरातत्त्वातील सापेक्ष कालमापनाची एक रासायनिक पद्धती. या पद्धतीमुळे प्राचीन हाडांमधील विशिष्ट घटकांचे विश्लेषण करून त्यांचा काळ ठरविता येतो. हजारो वर्षांपूर्वी वस्ती असलेल्या ठिकाणी केलेल्या उत्खननांमध्ये मानवी सांगाडे, प्राण्यांची हाडे विपुल प्रमाणात सापडतात. सापडलेल्या हाडांचा काळ आणि ती ज्या स्तरांमध्ये सापडली त्या स्तराचा काळ यांचा संबंध तपासून पाहण्यासाठी प्रामुख्याने रासायनिक पद्धती वापरल्या जातात. वर्षानुवर्षे जमिनीखाली गाडल्या गेलेल्या हाडांमध्ये काळ जाईल तसतसा रासायनिक बदल घडून येत असतो. याच गोष्टीचा उपयोग कालमापनात केला जातो.

हाडाची घडण सेंद्रिय आणि असेंद्रिय घटकांनी झालेली असते. हाडे जमिनीत गाडली गेल्यानंतर त्यांतील सेंद्रिय पदार्थ हळूहळू मातीत निघून गेल्यामुळे त्यात लहानलहान पोकळ्या निर्माण होतात. जमिनीच्या ओलाव्यातून विद्राव्य कॅल्शियम कार्बोनेट, सिलिका, लोह यांची संयुगे त्यात शिरतात आणि प्राचीन हाडे अश्मीभूत होण्याची प्रक्रिया सुरू होते. त्याचबरोबर हळूहळू त्या हाडांमध्ये युरेनियम, फ्लूरीन यांचे प्रमाण वाढते, तर नायट्रोजनाचे प्रमाण कमी होत जाते. ही गोष्ट तुलनात्मक कालमापनासाठी उपयोगी ठरते. अर्थात या स्वरूपाचे रासायनिक बदल हे हाडाचा नमुना, पोत, जमिनीची भौतिक व रासायनिक परिस्थिती, जमिनीतील सूक्ष्मजंतूंचे प्रमाण, तापमान, जमिनीखालील पाण्याचे अभिसरण, त्यातील विद्राव्य रसायनांचे प्रमाण अशा अनेक घटकांवर अवलंबून असतात. हाडातील फ्लूरीन, फॉस्फरस, नायट्रोजन, कॅल्शियम कार्बोनेट, कार्बन व सिलिका यांच्या रासायनिक विश्लेषणाने हाडांची अश्मीभूत होण्याची प्रक्रिया, त्यांच्यावरील भोवतालच्या वातावरणाचा परिणाम तसेच सापेक्ष कालमापनासंबंधी माहिती मिळू शकते.

फ्लूरीन हे मूलद्रव्य सर्वत्र भूजलात अत्यल्प प्रमाणात आढळते. हे मूलद्रव्य आणि हाडांमधील हायड्रॉक्सीअपेटाइट या असेंद्रिय घटकामध्ये आकर्षण असते. हाडांबरोबर फ्लूरीनचा संयोग झाल्याने तयार होणारे फ्ल्युओरॲपटाइट अविद्राव्य असल्याने व अनेक वर्षांनंतरही कायम टिकून राहत असल्याने ते वाढत्या काळाचे सूचक म्हणून उपयोगी आहे. फ्ल्युओरीन प्रतिस्थापनेचे स्पष्टीकरण असे देता येते,

Ca10 (PO4)6 (OH)2  ——-⟶     Ca10 (PO4)3 F

हायड्रॉक्सीॲपेटाइट                     फ्ल्युओरॲपटाइट

या कालमापनपद्धतीवर अमेरिका आणि युरोपातील काही देशांमध्ये विस्तृत प्रमाणावर संशोधन झाले आहे. जमिनीत पुरलेली हाडे भूजलातील फ्लूरीन शोषून घेतात याची कल्पना ब्रिटिश रसायनतज्ज्ञ मिडलटन यांना १८४४ मध्ये आली होती. त्यानंतर फ्रेंच तंत्रज्ञ कार्नोट आणि अमेरिकेत विल्सन यांनी ती पद्धती कालमापनासाठी वापरली.

ब्रिटिश तंत्रज्ञ केनेथ ओकले (१९११-१९८१) यांनी त्या पद्धतीचे नूतनीकरण आणि विस्तार केला. त्यांनी इंग्लंडमध्ये केलेल्या फ्लूरीन संशोधनाची स्वानस्कोंब आणि पिल्टडाउन येथील दोन प्रसिद्ध उदाहरणे आहेत. स्वानस्कोंब येथील गॅली हिल येथे होमो सेपियन्स जातीचा मानवी सांगाडा सापडला. त्याच रेतीत काही अंतरावर पुराश्मयुगीन हातकुर्‍हाडी आणि प्राण्यांची अश्मीभूत हाडे सापडली. त्यांचा कालखंड प्राचीन असावा. तिथेच आणखी खोलवर एक मानवी कवटी सापडली. या सर्व नमुन्यांची फ्लूरीन, नायट्रोजन व युरेनियमची तपासणी केली असता स्वानस्कोंब कवटी सर्वांत प्राचीन असल्याचे सिद्ध झाले. वादग्रस्त गॅली हिल सांगाडा खूपच अलीकडचा असून तो त्या रेतीमध्ये अंतर्वेशी (intrusive) होता, हे ठामपणे सिद्ध झाले.

सापेक्ष कालमापनासाठी ओकले यांनी फ्लूरीन/फॉस्फेट गुणोत्तर वापरण्यास सुचविले. जमिनीखालच्या हाडांमध्ये होणार्‍या बदलासाठी अनेक घटक कारणीभूत असतात म्हणून हाडातील फ्ल्युओरीनचे प्रमाण त्यातील हायड्रॉक्सीॲपेटाइट Ca10(PO4)6(OH)2 या असेंद्रिय भागाबरोबर तुलनेसाठी घेण्यात येते. फॉस्फरस हा दर्शक (index) असल्याने फ्लूरीन/फॉस्फेट (100F/P2O5) गुणोत्तराचा वापर केला जातो. हाडांच्या असेंद्रिय भागात फ्लूरीनचे कमाल शोषण झाल्यास फ्लूरीनचे हाडातील प्रमाण ३.८%, तर (100F/P2O5) सैद्धांतिक जास्तीत जास्त गुणोत्तर ८.९२% असते. फ्ल्युओरॲपटाइटच्या रेणूभारावरून हा निष्कर्ष काढला आहे.

भारतातील निरनिराळ्या कालखंडांतील आणि निरनिराळ्या भौगोलिक ठिकाणी सापडलेल्या प्राचीन हाडांवर फ्लूरीन पद्धतीचे यशस्वी प्रयोग १९८० पासून केले जात आहेत. ताम्रपाषाणयुगीन काळातील हाडांच्या नमुन्यातील फ्लूरीन/फॉस्फेट गुणोत्तर ०.१५%-०.२५% इतकेच आढळून आले. त्यानंतरच्या नवाश्मयुगीन काळातील नमुन्यांमध्ये  फ्लूरीन/फॉस्फेट १-२% तर आद्य पुराश्मयुगीन नमुन्यांमध्ये ते ७-८% इतके आढळून आले. एखाद्या ठिकाणी कालमापनायोग्य काही अवशेष सापडत नसतील, तर या गुणोत्तरावरून अंदाजे काळ ठरविता येतो. महाराष्ट्राच्या पश्चिम किनार्‍यावरील उरण येथे सापडलेल्या प्राचीन हाडाच्या नमुन्यातील फ्लूरीन/फॉस्फेट गुणोत्तर ४.८९% असल्याने ते उत्तर प्लाइस्टोसीन, गोव्यातील चांदोर येथील हाडाच्या नमुन्यातील गुणोत्तर १.९२% असल्याने ते उत्तर होलोसीन, तर तमिळनाडूतील चिंगलपुट येथील नमुन्यामध्ये ते ०.६२% असल्याने मध्य होलोसीन असे त्यांचे कालमापन करता आले. कर्नाटकातील हुंसगी नदीच्या खोर्‍यात सापडलेल्या विविध कालखंडांतील प्राण्यांच्या हाडांचे विश्लेषण केल्यानंतर हे गुणोत्तर वाढत्या कालखंडानुसार वाढत जाते, हे दिसून आले.

भारतात चतुर्थक कालखंडातील अवसादांमध्ये प्राण्यांची अश्मीभूत हाडे अश्मयुगीन हत्यारांबरोबर आढळतात. मोठ्या प्राचीन कालखंडाचे विभाजन ठरावीक काळातील ठरावीक प्राण्यांच्या अस्तित्वावरून करतात. तथापि त्यातही अनेकदा वेगवेगळ्या कालखंडांतील अश्मयुगीन हत्यारांबरोबर त्याचत्याच प्राण्यांची हाडे सापडतात. तेव्हा केवळ अश्मीभूत हाडांच्या आधारे असे विभाजन शक्य नसते. या पार्श्वभूमीवर फ्लूरीन पद्धती भारतात खूप उपयोगी ठरत आहे. पुराप्राणिवैज्ञानिकांनी अश्मीभूत हाडांच्या निरीक्षणावरून ठरविलेल्या प्लाइस्टोसीन काळातील कालक्रमाला फ्लूरीन पद्धतीने दुजोरा दिलेला आहे.

संदर्भ :

  • Aitken, M. J. Science-Based Dating in Archaeology, England, 1990.
  • Kshirsagar, Anupama, ‘The Role of Fluorine in the Chronometric Dating of Indian stone Age Culturesʼ, Man and Environment, XVIII(2): 23-32, 1993.
  • क्षीरसागर, अनुपमा, प्राचीन संस्कृतींचे कालमापन, पुणे, १९९८.

                                                                                                                                                                                                                    समीक्षक : प्रमोद जोगळेकर