প্রকৃতিতে কার্বনের বয়স এবং কার্বন-১৪ ডেটিং পদ্ধতি

La প্রকৃতিতে কার্বনের বয়স এটি কেবল একটি বৈজ্ঞানিক কৌতূহলের চেয়ে অনেক বেশি কিছু: এটি গ্রহের ইতিহাস, এর বাস্তুতন্ত্র এবং আমাদের নিজস্ব প্রজাতির পুনর্গঠনের জন্য আমাদের কাছে থাকা সবচেয়ে সুনির্দিষ্ট ঘড়িগুলির একটির ভিত্তি। ধন্যবাদ কার্বন-১৪ (অথবা রেডিওকার্বন) আমরা হাড়, বীজ, কাঠের টুকরো, কাপড়, শিল্পকর্ম, এমনকি সাম্প্রতিক অপরাধের সূত্রও খুঁজে পেতে পারি।

তবে, এই ঘড়িটির সামনে একটা কৌশল আছে। বায়ুমণ্ডলে কার্বন-১৪ এর ঘনত্ব এটি স্থির ছিল না; পারমাণবিক পরীক্ষার মাধ্যমে এটি পরিবর্তিত হয়েছে, জীবাশ্ম জ্বালানির ব্যাপক পোড়ানো এবং মহাজাগতিক বিকিরণের প্রাকৃতিক পরিবর্তনের মাধ্যমে। কার্বন-১৪ কীভাবে তৈরি হয়, জীবমণ্ডলের মধ্য দিয়ে সঞ্চালিত হয় এবং ক্ষয় হয় তা বোঝা এটির প্রদত্ত তারিখগুলি সঠিকভাবে ব্যাখ্যা করার এবং আজ এবং ভবিষ্যতে আমরা রেডিওকার্বন ডেটিংয়ের উপর কতটা নির্ভর করতে পারি তা জানার মূল চাবিকাঠি।

কার্বন-১৪ কী এবং প্রকৃতিতে এটি কীভাবে গঠিত হয়?

যখন আমরা প্রকৃতিতে কার্বন সম্পর্কে কথা বলি, তখন আমরা আসলে একটি মিশ্রণের কথা বলছি কার্বনের তিনটি ভিন্ন আইসোটোপকার্বন-১২, কার্বন-১৩, এবং কার্বন-১৪। তিনটিরই ৬টি প্রোটন আছে, কিন্তু নিউক্লিয়াসে নিউট্রনের সংখ্যার পার্থক্য রয়েছে: C-১২ এর ক্ষেত্রে ৬টি, C-১৩ এর ক্ষেত্রে ৭টি এবং C-১৪ এর ক্ষেত্রে ৮টি।

আইসোটোপ কার্বন-১২ এবং কার্বন-১৩ স্থিতিশীলঅর্থাৎ, সময়ের সাথে সাথে এগুলো ক্ষয়প্রাপ্ত হয় না। অন্যদিকে, কার্বন-১৪ অস্থির এবং তেজস্ক্রিয়: এটি বিটা বিকিরণ নির্গত করে অন্য একটি মৌলে (নাইট্রোজেন-১৪) রূপান্তরিত হওয়ার প্রবণতা রাখে। প্রকৃতিতে, আনুমানিক অনুপাত ৯৮.৮৯% C-১২, ১.১০% C-১৩, এবং নগণ্য পরিমাণে C-১৪, প্রায় ১ × ১০⁻¹⁰%।

El কার্বন-১৪ এর উৎপত্তিস্থল উপরের বায়ুমণ্ডলে. সেখানে, দ মহাজাগতিক রশ্মি মহাকাশ থেকে আগত নিউক্লিয়াস নাইট্রোজেন-১৪ পরমাণুর সাথে সংঘর্ষে লিপ্ত হয়। এই আঘাতের ফলে উচ্চ-শক্তিসম্পন্ন নিউট্রন উৎপন্ন হয় যা নাইট্রোজেন নিউক্লিয়াসে আঘাত করতে পারে এবং তাদের একটি প্রোটনকে নিউট্রনে রূপান্তরিত করতে পারে। একটি প্রোটন হারানোর (এবং একটি নিউট্রন অর্জনের) মাধ্যমে, নাইট্রোজেন ৬টি প্রোটন এবং ৮টি নিউট্রন সহ একটি কার্বন-১৪ পরমাণুতে পরিণত হয়।

একবার তৈরি হয়ে গেলে, C-14 অক্সিজেনের সাথে দ্রুত বিক্রিয়া করে এবং উৎপন্ন করে তেজস্ক্রিয় কার্বন ডাই অক্সাইড (CO₂ যার মধ্যে C-14 থাকে)। এই CO₂ বায়ুমণ্ডলের অন্যান্য গ্যাসের সাথে মিশে যায়, সমুদ্রে দ্রবীভূত হয় এবং বৈশ্বিক কার্বন চক্রমূল কথা হলো, যতক্ষণ পর্যন্ত মহাজাগতিক রশ্মি থাকবে, ততক্ষণ পর্যন্ত কার্বন-১৪ ক্রমাগত উৎপন্ন হতে থাকবে এবং বৃহৎ পরিসরে উৎপাদন এবং ক্ষয়ের মধ্যে একটি নির্দিষ্ট ভারসাম্য বজায় থাকবে।

সেই ভারসাম্যের জন্য ধন্যবাদ, হাজার হাজার বছর ধরে বাতাসে C-14 এবং C-12 এর অনুপাত সৌর কার্যকলাপের প্রাকৃতিক পরিবর্তন, পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্র বা সমুদ্র সঞ্চালনের কারণে এটি কমবেশি স্থির ছিল, সামান্য তারতম্যের সাথে। সম্পূর্ণ রেডিওকার্বন ডেটিং পদ্ধতিটি এই আপাত স্থিতিশীলতার উপর ভিত্তি করে তৈরি।

কার্বন-১৪ কীভাবে জীবিত প্রাণীদের মধ্যে প্রবেশ করে এবং তারা মারা গেলে কী ঘটে?

গাছপালা, এর মাধ্যমে সালোকসংশ্লেষণ, বায়ুমণ্ডলীয় CO₂ শোষণ করেকার্বন ডাই অক্সাইড অণুতে C-12, C-13, নাকি C-14 পরমাণু আছে তা পার্থক্য না করেই। তারা কেবল শর্করা, তন্তু, লিগনিন ইত্যাদি আকারে তাদের টিস্যুতে কার্বন মিশ্রিত করে। উদ্ভিদ জীবিত থাকাকালীন, এটি বায়ুমণ্ডলের সাথে কার্বন বিনিময় করতে থাকে, এবং তাই এর টিস্যুগুলির C-14/C-12 অনুপাত বাতাসের মতোই। এই বিনিময়গুলিকে নিয়ন্ত্রণ করে এমন অনেক ফাংশন সরাসরি ভূমিকা পালন করে বনভূমি এবং এর CO₂ শোষণ ক্ষমতা.

মানুষ সহ প্রাণী, আমরা আমাদের খাদ্যের মাধ্যমে কার্বন অর্জন করিতৃণভোজীরা গাছপালা খায়; মাংসাশীরা অন্যান্য প্রাণী খায় যারা পালাক্রমে গাছপালা খায়; সর্বভুক উভয় থেকে কার্বন গ্রহণ করে। শেষ পর্যন্ত, সমস্ত খাদ্য শৃঙ্খল এটি বায়ুমণ্ডলে বিদ্যমান কার্বন আইসোটোপের একই অনুপাত উত্তরাধিকারসূত্রে পায়, আইসোটোপিক ভগ্নাংশের কারণে সামান্য সূক্ষ্মতা রয়েছে যা পরীক্ষাগারগুলি সংশোধন করে।

যখন একটি জীব জীবিত থাকে, তখন তার দেহ এটি ক্রমাগত তার কার্বন মজুদ পুনর্নবীকরণ করেএটি শ্বাস নেয়, খায়, মলত্যাগ করে, বৃদ্ধি পায়, টিস্যু পরিবর্তন করে... এই পুনর্নবীকরণ C-14 থেকে C-12 এর অনুপাতকে "আপডেট" রাখে এবং পরিবেশের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ রাখে। ঘড়ির কাঁটা এখনও টিক টিক শুরু করেনি।

মৃত্যুর সাথে সাথেই আসে মোড়। যে মুহূর্তে কোন জীব মারা যায়, এটি জীবজগতের সাথে কার্বনের বিনিময় ব্যাহত করেবাস্তবে, C-12 এবং C-13 এর পরিমাণ হিমায়িত। অন্যদিকে, C-14 প্রতিস্থাপন না করেই ক্ষয় হতে শুরু করে। সেই মুহূর্ত থেকে, সময়ের সাথে সাথে C-14/C-12 অনুপাত অনুমানযোগ্যভাবে হ্রাস পায়।

কার্বন-১৪ এর ক্ষয় প্রক্রিয়ার মধ্যে রয়েছে এর একটি নিউট্রন স্বতঃস্ফূর্তভাবে একটি প্রোটনে রূপান্তরিত হয়, যা একটি বিটা কণা (একটি ইলেকট্রন) এবং একটি অ্যান্টিনিউট্রিনো নির্গত করে। সুতরাং, কার্বন-১৪ নাইট্রোজেন-১৪ তে রূপান্তরিত হয়যা স্থিতিশীল। এই প্রসঙ্গে, আমরা প্যারেন্ট আইসোটোপ (C-14) এবং কন্যা আইসোটোপ (N-14) এর কথা বলছি। পরোক্ষভাবে কত "পিতামাতা" এবং কত "কন্যা" অবশিষ্ট আছে তা পরিমাপ করে, আমরা মৃত্যুর পর কত সময় অতিবাহিত হয়েছে তা অনুমান করতে পারি।

কার্বন-১৪ এর অর্ধ-জীবন এবং তথ্যযোগ্য বয়সসীমা

C-14 এর ক্ষয় রৈখিক নয়, কিন্তু ঘৃণ্যমূল পরিমাণ হল "অর্ধ-জীবন" বা অর্ধ-জীবনকাল: একটি সিল করা নমুনায় C-14 এর প্রাথমিক পরিমাণ অর্ধেকে নেমে আসতে যে সময় লাগে। রেডিওকার্বনের জন্য, এই অর্ধ-জীবন প্রায় 5.730 বছর (কখনও কখনও পুরানো ফর্মুলেশনে 5.568 বছর ব্যবহার করা হয়)।

এর মানে হল, যদি আজ কোন জীব মারা যায়, ৫,৭৩০ বছরে তাদের দেহাবশেষ কেবল অর্ধেক ধরে রাখবে মৃত্যুর সময় তাদের কাছে থাকা C-14 এর পরিমাণ। আরও ৫,৭৩০ বছর (মৃত্যুর পর থেকে ১১,৪৬০ বছর), এক চতুর্থাংশ অবশিষ্ট থাকবে; ১৭,১৯০ বছর পরে, অষ্টমাংশ, ইত্যাদি। ৫,৭৩০ বছরের প্রতিটি "টিক" অবশিষ্ট রেডিওকার্বনকে অর্ধেক করে কমিয়ে দেয়।

এমন একটা সময় আসে যখন C-14 এর অবশিষ্ট পরিমাণ এত কম যে যা পরিমাপ যন্ত্রের পটভূমির শব্দ এবং সামান্য দূষণের সাথে সহজেই বিভ্রান্ত হয়। বাস্তবে, ধ্রুপদী পদ্ধতিতে কার্যকর তারিখ পাওয়ার যুক্তিসঙ্গত সীমা ৪৫,০০০ থেকে ৫০,০০০ বছরের মধ্যে, এবং সর্বোত্তম বর্তমান কৌশলগুলির সাহায্যে, অত্যন্ত সতর্কতার সাথে এটি আরও কিছুটা বাড়ানো যেতে পারে, প্রায় ৬০,০০০ বছর পর্যন্ত।

সেই সীমার চেয়ে পুরনো যেকোনো কিছু, যেমন ডাইনোসর জীবাশ্ম ৬৫ মিলিয়ন বছরেরও বেশি পুরনো হওয়ায়, এতে আর পরিমাপযোগ্য রেডিওকার্বন নেই। অতএব, C-14 ব্যবহার করে ডাইনোসরের তারিখ নির্ধারণের চেষ্টা অর্থহীন: সমস্ত মূল কার্বন-14 অনেক আগে নাইট্রোজেন-14 তে রূপান্তরিত হয়েছিল।

বিপরীতে, মানুষের দেহাবশেষের জন্য, প্রত্নতাত্ত্বিক নিদর্শন, মাটি, জৈব পদার্থ সমৃদ্ধ পলি, অথবা প্রাণী ও উদ্ভিদের অবশিষ্টাংশ গত সহস্রাব্দরেডিওকার্বন কৌশলটি অসাধারণভাবে শক্তিশালী এবং সাধারণত খুব সঠিক ফলাফল দেয়, বিশেষ করে প্রায় ২০,০০০ বছরের কম বয়সীদের জন্য।

রেডিওকার্বন, জীবমণ্ডল এবং সাম্প্রতিক কার্বনের "প্রাচীনতা"

La আজ প্রকৃতিতে আমরা যে কার্বন পাই তার বয়স আমরা যে বস্তুটি বিশ্লেষণ করছি তার বয়সের সাথে এটি সবসময় মিলে না। ১০০ বছর আগে কাটা একটি গাছের কাঠের টুকরোতে কার্বন থাকবে যা কয়েক দশক ধরে কাণ্ডে প্রবেশ করেছিল এবং সেই কার্বনের কিছু অংশ আমরা যে নির্দিষ্ট বলয়টি নমুনা করেছি তাতে স্থির হওয়ার আগে শতাব্দী ধরে বায়ুমণ্ডলে সঞ্চালিত হতে পারে।

এছাড়াও, বাস্তুতন্ত্রে বিভিন্ন বয়সের কার্বন থাকে মিশ্র। উদাহরণস্বরূপ, মাটিতে আমরা খুঁজে পেতে পারি কয়েক বছর আগের কার্বন ডেটিং সহ সাম্প্রতিক পাতা, পুরাতন শিকড় বা অত্যন্ত ক্ষয়প্রাপ্ত জৈব পদার্থের সাথে যার কার্বন 50-এর দশকের পারমাণবিক পরীক্ষার আগে সিস্টেমে প্রবেশ করেছিল। কার্বনের "বয়স" ব্যাখ্যা করার জন্য পরিবেশগত প্রেক্ষাপট অপরিহার্য।

এই অর্থে, পরীক্ষাগারগুলি মানসম্মত রেডিওকার্বন বক্ররেখা নিয়ে কাজ করে যা বর্ণনা করে C-14 এর বায়ুমণ্ডলীয় ঘনত্ব কীভাবে পরিবর্তিত হয়েছে সময়ের সাথে সাথে গ্রহের বিভিন্ন অঞ্চলে। এই বক্ররেখাগুলি আমাদের প্রতিটি যুগের জন্য পুনর্গঠিত বায়ুমণ্ডলীয় মানের সাথে এর রেডিওকার্বন সামগ্রীর তুলনা করে একটি নমুনার বয়স পরিমার্জন করতে দেয়।

একটি খুব বিশেষ ঘটনা হল তথাকথিত ঘনত্বের C-14 এর জন্য নেতিবাচক বা ধনাত্মক আধুনিক মানের সাথে সাপেক্ষে। যদি কোনও নমুনা "ঋণাত্মক" মান দেখায়, তাহলে এর অর্থ হল এতে বর্তমান বায়ুমণ্ডলের তুলনায় কম রেডিওকার্বন রয়েছে, যা সাধারণত ইঙ্গিত দেয় যে এর কার্বন 1950 সালের আগে, অর্থাৎ বোমা-পূর্ব যুগে বাস্তুতন্ত্রে অন্তর্ভুক্ত ছিল।

অন্যদিকে, যদি C-14 এর অতিরিক্ত বা "ধনাত্মক" মান সনাক্ত করা হয়, তবে এটি থেকে উৎপন্ন রেডিওকার্বনের সাথে সম্পর্কিত বায়ুমণ্ডলীয় পারমাণবিক অস্ত্র পরীক্ষা ১৯৫০ এবং ১৯৬০ এর দশক থেকে, যা কৃত্রিমভাবে C-14 ঘনত্ব বৃদ্ধি করেছিল। এই ক্ষেত্রে, সম্ভাব্য তারিখের পরিসর সাধারণত বিংশ শতাব্দীর মাঝামাঝি থেকে বর্তমান পর্যন্ত হয় এবং তথাকথিত "পাম্প পালস" বক্ররেখার সাথে তুলনা করে সূক্ষ্ম সমন্বয় করা হয়।

"পাম্প পালস" এবং সাম্প্রতিক উপকরণের ডেটিং

১৯৫০ এবং ১৯৬০ এর দশকের মধ্যে, শত শত বায়ুমণ্ডলে পারমাণবিক পরীক্ষাপ্রতিটি বিস্ফোরণে নিউট্রন নির্গত হত যা মহাজাগতিক রশ্মির মতো নাইট্রোজেনকে কার্বন-১৪-এ রূপান্তরিত করত। এর ফলে বাতাসে C-১৪-এর একটি সত্যিকারের কৃত্রিম স্পাইক তৈরি হত, যা প্রাকৃতিক ঘনত্বকে প্রায় দ্বিগুণ করে দিত।

সেই বছরগুলিতে বসবাসকারী উদ্ভিদ, প্রাণী এবং মানুষের টিস্যুতে এই অতিরিক্ত পরিমাণ রেকর্ড করা হয়েছিল। বায়ুমণ্ডলীয় পরীক্ষা নিষিদ্ধ হওয়ার পর থেকে, C-14 এর মাত্রা হ্রাস পাচ্ছে। ধীরে ধীরে নামছে কারণ এটি পুরোনো কার্বন মজুদের সাথে মিশে যায় এবং মহাসাগর এবং জীবমণ্ডল দ্বারা শোষিত হয়, একটি সুপরিচিত নিম্নগামী বক্ররেখা অনুসরণ করে।

তথাকথিত ডেটিং "পাম্প পালস" এটি অত্যন্ত নির্ভুলতার সাথে সাম্প্রতিক উপকরণগুলি তৈরি করতে এই বক্ররেখাটি ব্যবহার করে: দাঁত, হাড়, চুল, কাপড়, হাতির দাঁত, কাঠ ইত্যাদি। নমুনার C-14 উপাদানের সাথে বক্ররেখার আকৃতির তুলনা করে, কাপড়ের গঠনের বছরটি ত্রুটির ব্যবধানে নির্ধারণ করা যেতে পারে যা কিছু ক্ষেত্রে এক বছরেরও বেশি হতে পারে।

এই ধরণের ডেটিং গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করেছে ফরেনসিক তদন্তউদাহরণস্বরূপ, যেসব মানব দেহাবশেষ পাওয়া গেছে এবং ঐতিহাসিক হিসেবে ভুল ব্যাখ্যা করা হয়েছে, সেগুলো ১৯৬০-এর দশকে জন্মগ্রহণকারী এবং ১৯৭০ বা ১৯৮০-এর দশকে মারা যাওয়া ব্যক্তিদের কাছে পুনর্নির্ধারিত করা হয়েছে, যা আধুনিক অন্তর্ধানের ঘটনাগুলির সাথে তাদের যুক্ত করেছে এবং ডিএনএ সনাক্তকরণে সহায়তা করেছে।

এটি যুদ্ধের জন্যও ব্যবহৃত হয় হাতির দাঁত এবং অন্যান্য বন্যপ্রাণী পণ্যের অবৈধ পাচারহাতির দাঁতের ডেটিং করে, বিজ্ঞানীরা নির্ধারণ করতে পারেন যে আন্তর্জাতিক বাণিজ্য নিষেধাজ্ঞার আগে নাকি পরে হাতি মারা হয়েছিল। এই প্রমাণ, ভৌগোলিক উৎপত্তি নির্দেশ করে এমন জেনেটিক বিশ্লেষণের সাথে মিলিত হয়ে, "প্রাচীন হাতির দাঁত" ব্যবসা করার দাবিকারী পাচারকারীদের দোষী সাব্যস্ত করতে ব্যবহার করা হয়েছে।

রেডিওকার্বন ডেটিংয়ের মৌলিক নীতিমালা

রেডিওকার্বন ডেটিং হলো একটি পরম ডেটিং পদ্ধতি জৈব উৎপত্তির উপকরণগুলিতে প্রয়োগ করা হয়: হাড়, কাঠ, টিস্যু, কাঠকয়লা, বীজ, খোলস, চামড়া, পার্চমেন্ট, কাগজ, জৈব পদার্থ সমৃদ্ধ পলি ইত্যাদি। এটি ধাতু বা বেশিরভাগ শিলায় সরাসরি প্রয়োগ করা হয় না, যদি না তাদের মধ্যে সংশ্লিষ্ট জৈব অবশিষ্টাংশ থাকে।

মূলত, পদ্ধতিটি পরিমাপ করে C-14 এর অবশিষ্ট তেজস্ক্রিয়তা এমন একটি নমুনায় যা আর বাইরের সাথে কার্বন বিনিময় করে না। C-14 এর অর্ধ-জীবন এবং অতীতে প্রত্যাশিত বায়ুমণ্ডলীয় ঘনত্ব (ক্যালিব্রেশন কার্ভের জন্য ধন্যবাদ) জানার মাধ্যমে, জীবের মৃত্যুর পর থেকে অতিবাহিত সময় অনুমান করা সম্ভব।

১৯৪০-এর দশকের মাঝামাঝি সময়ে উইলার্ড লিবি এই পদ্ধতিটি প্রণয়ন করার পর থেকে, সি-১৪ ডেটিং প্রত্নতত্ত্ব, প্রাগৈতিহাসিক, কোয়াটারনারি ভূতত্ত্ব এবং অন্যান্য শাখার দীর্ঘ তালিকায় বিপ্লব এনেছে। অন্য কোনও ডেটিং সিস্টেম নেই এই প্রাকৃতিক পারমাণবিক ঘড়ির মতোই গত ৫০,০০০ বছরের কালক্রম সম্পর্কে আমাদের দৃষ্টিভঙ্গিও বদলে দিয়েছে।

প্রত্নতত্ত্বে, স্থান, সমাধিস্থল, কাঠের কাঠামো, বা দহন ধ্বংসাবশেষের জন্য প্রায় বস্তুনিষ্ঠ তারিখ নির্ধারণের সম্ভাবনা সম্ভব হয়েছে সময়ের সাথে সংস্কৃতি এবং ঘটনাগুলিকে ক্রমানুসারে সাজিয়ে তুলুন শুধুমাত্র শিল্পকর্মের ধরণ বা ধ্রুপদী গ্রন্থের উল্লেখের উপর নির্ভর না করে। রেডিওকার্বন ডেটিংয়ের জন্য নিয়ান্ডারথাল, প্রাথমিক কৃষি সমাজ, প্রাচীন শহর এবং মধ্যযুগীয় প্রেক্ষাপটগুলিকে একটি সুসংগত কালানুক্রমিক সিঁড়িতে স্থাপন করা হয়েছে।

সময়ের সাথে সাথে, এই কৌশলটি অন্যান্য ক্ষেত্রেও ছড়িয়ে পড়েছে: অতীত জলবায়ুর পুনর্গঠন (paleoclimatology), সমুদ্র সঞ্চালন, ভূগর্ভস্থ জলবিদ্যা, হিমবাহের গতিবিদ্যা, পরিবেশ দূষণ অধ্যয়ন, জৈব ওষুধ এবং এমনকি শিল্প বাজারে এবং "প্রাকৃতিক" পণ্যগুলিতে জালিয়াতি নিয়ন্ত্রণ।

রেডিওকার্বন পরিমাপের পদ্ধতি

C-14 তারিখ পেতে কেবল একটি নমুনার চেয়েও বেশি কিছুর প্রয়োজন হয়; এর জন্য একটি বিশেষায়িত পরীক্ষাগার এবং একটি নির্বাচন করাও প্রয়োজন পরিমাপ পদ্ধতি যথাযথ। ইতিহাস জুড়ে, তিনটি প্রধান পদ্ধতি বিকশিত হয়েছে:

প্রথম সব আছে আনুপাতিক গ্যাস গণনামূল লিবি পদ্ধতি। নমুনাটি দূষক থেকে পরিষ্কার করা হয় এবং পুড়িয়ে ফেলা হয় যতক্ষণ না এর সমস্ত কার্বন CO₂ তে রূপান্তরিত হয়। এই গ্যাসটি পরিশোধিত হয় এবং একটি আনুপাতিক কাউন্টারে প্রবেশ করানো হয়, যা C-14 এর বিটা ক্ষয় দ্বারা নির্গত ইলেকট্রন সনাক্ত করে। প্রতি ইউনিট সময়ের ক্ষয়ের সংখ্যা থেকে উপস্থিত রেডিওকার্বনের পরিমাণ অনুমান করা হয়।

তারপর তরল সিন্টিলেশন গণনাতরল আকারে নমুনা বা বেনজিনের মতো জৈব দ্রাবকে দ্রবীভূত করার সময় এটি বিশেষভাবে কার্যকর। C-14 থেকে বিটা বিকিরণ একটি ঝলমলে তরলকে উত্তেজিত করে যা আলোর ঝলক নির্গত করে; একটি ফটোমাল্টিপ্লায়ার এই ঝলকগুলি সংগ্রহ করে এবং একটি কাউন্টার সেগুলি রেকর্ড করে। এটি বিটা কণা গণনার একটি পরোক্ষ উপায় যা আনুপাতিক গ্যাস পদ্ধতির চেয়ে বেশি দক্ষ।

তবে, প্রকৃত গুণগত উল্লম্ফনটি এসেছিল অ্যাক্সিলারেটর ভর স্পেকট্রোমেট্রি (AMS)। C-14 পরমাণুগুলির ক্ষয় হওয়ার জন্য অপেক্ষা করার পরিবর্তে, এই সিস্টেমটি নমুনা পরমাণুগুলিকে ত্বরান্বিত করে এবং আয়নিত করে এবং একটি ভর স্পেকট্রোমিটারে তাদের ভর অনুসারে পৃথক করে। এইভাবে, C-12, C-13 এবং C-14 পরমাণুগুলি সরাসরি গণনা করা হয়।

AMS ক্ষুদ্র নমুনার সাথে কাজ করার অনুমতি দেয় (মিলিগ্রাম বা তার কম ক্রমানুসারে), নির্ভুলতা বৃদ্ধি করে এবং পরিমাপের সময় কমায়যখন উপাদানটি খুবই মূল্যবান বা দুর্লভ হয়, যেমন ঐতিহাসিক পাণ্ডুলিপির টুকরো, প্রত্নতাত্ত্বিক বস্ত্র, অথবা ছোট প্রাচীন বীজ, তখন এটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

আজ, বৃহৎ রেডিওকার্বন ল্যাবরেটরিগুলি প্রাথমিকভাবে AMS ব্যবহার করে, যদিও অন্যান্য পদ্ধতিগুলির এখনও ঐতিহাসিক আগ্রহ রয়েছে এবং কিছু ক্ষেত্রে, নির্দিষ্ট প্রয়োগ রয়েছে। সমস্ত ক্ষেত্রে, মূল বিষয় হল একটি সাবধানে নমুনা প্রস্তুতি এবং কঠোর দূষণ নিয়ন্ত্রণে।

নমুনা প্রস্তুতি এবং ক্রমাঙ্কনের তারিখ

একটি ভালো রেডিওকার্বন তারিখ পাওয়া পরিমাপ প্রযুক্তির উপর যতটা নির্ভর করে নমুনার মান যা পরীক্ষাগারে পৌঁছায়। আদর্শ কৌশল হল প্রত্নতাত্ত্বিক, ভূতাত্ত্বিক এবং C-14 বিশ্লেষকদের জন্য খনন করার আগে একসাথে পরিকল্পনা করা যে কোন তারিখটি থাকবে এবং কীভাবে এটি উত্তোলন করা হবে।

সাধারণত, চেষ্টা করা হয় সু-সংজ্ঞায়িত প্রেক্ষাপট থেকে বেশ কয়েকটি উদাহরণআলো এবং আধুনিক কার্বন উৎস থেকে সুরক্ষিত, সংরক্ষণের একটি সাধারণ পদ্ধতি হল অ্যালুমিনিয়াম ফয়েলে মুড়িয়ে দূষণকারী প্লাস্টিকের সংস্পর্শ এড়িয়ে চলা। নমুনার সাথে সমস্ত সম্ভাব্য প্রাসঙ্গিক তথ্য রয়েছে: স্তর, সঠিক অবস্থান, অন্যান্য ধ্বংসাবশেষের সাথে সম্পর্ক, আনুমানিক তারিখ ইত্যাদি।

পরীক্ষাগারে, প্রথম ধাপ হল রাসায়নিক প্রিট্রিটমেন্ট আধুনিক বা পুরাতন কার্বন দিয়ে দূষণকারী পদার্থ দূর করুন (কার্বনেট, তাজা হিউমাস, প্রিজারভেটিভ ইত্যাদি)। এই পদক্ষেপটি কয়েক দিন বা সপ্তাহ সময় নিতে পারে, তবে একটি নির্ভরযোগ্য ফলাফলের জন্য এটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। যদি উপাদানটি মারাত্মকভাবে পরিবর্তিত বা দূষিত হয়, তাহলে পরীক্ষাগার এমনকি এটি প্রত্যাখ্যান করতে পারে।

পরিমাপের ফলে প্রাপ্ত তারিখটি প্রাথমিকভাবে প্রকাশ করা হয় রেডিওকার্বন বছর "বিপি" (বর্তমান পূর্বে), যেখানে "বর্তমান" প্রচলিতভাবে ১৯৫০ সালে সেট করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, ২৭৫০ ± ৩০ বিপি ফলাফল ১৯৫০ সালের আগে ২,৭৫০ বছর রেডিওকার্বন বয়স নির্দেশ করে, যেখানে পরিসংখ্যানগত ত্রুটির মার্জিন ±৩০ বছর।

তবে, সময়ের সাথে সাথে বায়ুমণ্ডলে C-14 এর অনুপাত স্থির থাকেনি, তাই সেই BP বছরগুলি সরাসরি ক্যালেন্ডার বছরের সাথে সঙ্গতিপূর্ণ নয়। এটি সংশোধন করার জন্য, নিম্নলিখিতগুলি করা হয়: ক্রমাঙ্কন, গাছের বলয় (ডেনড্রোক্রোনোলজি), প্রবাল, স্পেলিওথেম এবং অন্যান্য স্বাধীন রেকর্ড থেকে তৈরি বক্ররেখার সাথে রেডিওকার্বন তারিখের তুলনা করা।

ক্রমাঙ্কন বক্ররেখা এবং কালানুক্রমিক নির্ভুলতা

ক্রমাঙ্কন উচ্চ-নির্ভুলতা ডাটাবেসের উপর নির্ভর করে যেখানে উপকরণের C-14 উপাদান পরিমাপ করা হয়েছে। ক্যালেন্ডার বয়স জানা যায় অন্যান্য পদ্ধতি দ্বারা। সবচেয়ে ক্লাসিক উদাহরণ হল দীর্ঘজীবী গাছ: তাদের বলয় গণনা এবং তারিখ নির্ধারণের মাধ্যমে আমরা সাম্প্রতিক অতীতের প্রতিটি বছরকে একটি নির্দিষ্ট রেডিওকার্বন পরিমাপের সাথে যুক্ত করতে পারি।

এই সিরিজগুলি থেকে, IntCal-এর মতো বৈশ্বিক বক্ররেখা তৈরি করা হয়েছে, যা পৌঁছায় প্রায় ১৪,০০০ বছর আগে পর্যন্ত এবং যার সাহায্যে একটি BP যুগকে একটি ক্যালেন্ডার তারিখ পরিসরে অনুবাদ করা যেতে পারে (খ্রিস্টের আগে / খ্রিস্টের পরে অথবা বর্তমানের আগের বছরগুলি প্রকৃত ক্যালেন্ডারের পরিভাষায়)।

ক্রমাঙ্কন প্রক্রিয়া সাধারণত একটি তারিখ তৈরি করে না, বরং একটি সম্ভাব্য বছরের পরিসর একটি নির্দিষ্ট পরিসংখ্যানগত সম্ভাব্যতা সহ। কখনও কখনও বক্ররেখায় "মালভূমি" থাকে যেখানে একই C-14 মান বিভিন্ন সময়কালের সাথে মিলে যায়; অন্যান্য ক্ষেত্রে, সম্পর্ক প্রায় একের সাথে এক। এই ফলাফলগুলি সঠিকভাবে ব্যাখ্যা করার জন্য অভিজ্ঞতার প্রয়োজন হয় এবং প্রায়শই বেশ কয়েকটি তারিখ একত্রিত করা হয়।

এই সম্মিলিত প্রচেষ্টার জন্য ধন্যবাদ, রেডিওকার্বন ডেটিং একটি চিত্তাকর্ষক নির্ভুলতার স্তর হলোসিনের একটি বৃহৎ অংশের জন্য (গত ১১,৭০০ বছর)। অনেক প্রত্নতাত্ত্বিক প্রেক্ষাপটে, একটি ঘটনার কালক্রম কয়েক দশক বা এমনকি বছর পর্যন্ত পরিমার্জিত করা যেতে পারে, বিশেষ করে যদি স্তরগত, টাইপোলজিক্যাল এবং অন্যান্য ডেটিং কৌশলগুলিকে একীভূত করা হয়।

তবে এটা মনে রাখা দরকার যে নিখুঁত ক্রমাঙ্কনের সাথেও, সর্বদা একটি থাকবে অনিশ্চয়তার অন্তর্নিহিত সীমা এটি তেজস্ক্রিয় ক্ষয়ের পরিসংখ্যানগত প্রকৃতি এবং সামান্য দূষণের সম্ভাবনার কারণে। অতএব, নির্দিষ্ট দিনের পরিবর্তে "আনুমানিক" তারিখ ব্যবহার করা হয় এবং ধারাবাহিক তারিখের সেট পাওয়া অত্যন্ত মূল্যবান।

প্রত্নতত্ত্বের বাইরেও রেডিওকার্বন ডেটিং অ্যাপ্লিকেশন

কার্বন-১৪ এর জনপ্রিয় চিত্রটি সাধারণত এর সাথে সম্পর্কিত প্রধান প্রত্নতাত্ত্বিক আবিষ্কারমৃত সাগরের স্ক্রোল, মিশরীয় সমাধিস্থলের নৌকা, ফারাওদের দেহাবশেষ, তুরিনের কাফনের মতো বস্ত্র এবং মধ্যযুগীয় নথিপত্রের উপর রেডিওকার্বন ডেটিং করা হয়েছে, যা ঐতিহাসিক কালক্রমকে নিশ্চিত বা পরিমার্জিত করেছে।

কিন্তু প্রয়োগের ক্ষেত্রটি এর বাইরেও অনেক বেশি। ভূতত্ত্ব এবং ভূবিজ্ঞানে, C-14 খেজুর ব্যবহার করা হয়েছে পলির ক্রম ক্রম করুন, হিমবাহের মোরেনের বয়স নির্ধারণ, বরফ এবং হ্রদের অগ্রগতি এবং পশ্চাদপসরণ পুনর্গঠন, অথবা সাম্প্রতিক ভূমিধস এবং আগ্নেয়গিরির অগ্ন্যুৎপাতের কালক্রম স্থাপন।

সমুদ্রবিদ্যা এবং বায়ুমণ্ডলীয় বিজ্ঞানে, রেডিওকার্বনকে ট্রেসার হিসেবে ব্যবহার করা হয় জলের ভরের সঞ্চালন এবং CO₂ বিনিময় অধ্যয়ন করা বায়ুমণ্ডল এবং মহাসাগরের মধ্যে। গভীর জলের সাথে ভূপৃষ্ঠের কার্বন মিশে যেতে কত সময় লাগে তা জানা আমাদের CO₂ নিঃসরণে সমুদ্রের ভূমিকা মূল্যায়ন করতে এবং জলবায়ু সম্পর্কে আরও ভালভাবে বুঝতে সাহায্য করে।

প্যালিওক্লাইমেটোলজি সি-১৪ ডেটিংকে রেকর্ডের সাথে একত্রিত করে যেমন বরফের কেন্দ্র, পিট বগ, হ্রদের জমা, অথবা গাছের বলয় সহস্রাব্দ ধরে তাপমাত্রা, বৃষ্টিপাত এবং গাছপালার পরিবর্তন পুনর্গঠন করা। এই গবেষণাগুলি IPCC-এর মতো সংস্থাগুলির জন্য অতীত জলবায়ুর মডেলগুলি যাচাই করার এবং ভবিষ্যতের পরিস্থিতি প্রজেক্ট করার জন্য মৌলিক ভূমিকা পালন করেছে।

এমনকি জৈবচিকিৎসা এবং বিশ্লেষণাত্মক রসায়নেও, C-14 ব্যবহার করা হয় কোন জৈব যৌগ কোনটি থেকে এসেছে তা পার্থক্য করার জন্য সাম্প্রতিক জৈববস্তুপুঞ্জ বা জীবাশ্ম জ্বালানিজীবাশ্ম জ্বালানিতে কার্যত কোনও C-14 থাকে না এই সুযোগ গ্রহণ করে "প্রাকৃতিক" খাবার, প্রসাধনী, জৈব জ্বালানি বা ওষুধের সত্যতা নিয়ন্ত্রণের ক্ষেত্রে এটি প্রযোজ্য।

পদ্ধতির সীমাবদ্ধতা এবং ডেটাবেল কার্বনের সর্বোচ্চ বয়স

যদিও রেডিওকার্বন ডেটিং একটি অত্যন্ত শক্তিশালী হাতিয়ার, এটিতে রয়েছে স্পষ্ট সীমাবদ্ধতা যা নির্ধারণ করে যে আমরা এর সাথে কতদূর যেতে পারি। প্রথমটি স্পষ্ট: এটি কেবল জৈব কার্বন ধারণকারী পদার্থের ক্ষেত্রে বা এটি অন্তর্ভুক্ত কিছু অজৈব পদার্থের ক্ষেত্রে প্রয়োগ করা যেতে পারে।

এটি শুরু থেকেই অনেককে বাদ দেয়। প্রাচীন খনিজ ও শিলা জীবমণ্ডলের সাথে সাম্প্রতিক যোগাযোগ নেই। আজ পর্যন্ত খুব পুরনো ভূতাত্ত্বিক গঠনে, অন্যান্য রেডিওমেট্রিক ঘড়ি ব্যবহার করা হয়, যেমন পটাসিয়াম-আর্গন, ইউরেনিয়াম-থোরিয়াম, ইউরেনিয়াম-সীসা, অপটিক্যালি স্টিমুলেটেড লুমিনেসেন্স (OSL), থার্মোলুমিনেসেন্স ইত্যাদি।

দ্বিতীয় সীমাবদ্ধতাটি আরোপ করেছে সি-১৪ অর্ধ-জীবনইতিমধ্যেই উল্লেখ করা হয়েছে, প্রায় ৪৫,০০০-৬০,০০০ বছরের পরে, অবশিষ্ট রেডিওকার্বনের পরিমাণ এত কম যে অনিশ্চয়তা এবং শব্দ প্রাধান্য পায়। এই বিন্দুর পরে, এমনকি যদি একটি সংকেত প্রযুক্তিগতভাবে পরিমাপ করা হয়, ফলাফল এতটাই অনিশ্চিত যে এটি একটি নির্ভরযোগ্য তারিখ হিসাবে কার্যকর হয় না।

অধিকন্তু, অনেক প্রসঙ্গে নমুনাটি ক্ষতিগ্রস্ত হতে পারে তরুণ কার্বন দূষণ (শিকড়, হিউমাস অনুপ্রবেশ, আধুনিক প্রিজারভেটিভ ইত্যাদি) অথবা C-14-এর অভাবযুক্ত পুরাতন কার্বন (উদাহরণস্বরূপ, প্রাচীন কার্বনেট) সহ। এই সংযোজনগুলি কৃত্রিমভাবে নমুনার আপাত বয়সকে পুনরুজ্জীবিত করতে পারে বা বয়স্ক করতে পারে যদি প্রিট্রিটমেন্টের সময় সঠিকভাবে অপসারণ না করা হয়।

পরিশেষে, এটা বিবেচনা করা উচিত যে C-14 এর প্রাকৃতিক উৎপাদন সাম্প্রতিক ভূতাত্ত্বিক সময় জুড়ে এটি পুরোপুরি স্থির ছিল না, এবং সৌর কার্যকলাপ বা পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্রের পরিবর্তনের মতো বাহ্যিক কারণগুলি মহাজাগতিক বিকিরণের ঘটনার হারকে পরিবর্তন করে। এই সমস্ত বৈচিত্রগুলি ক্রমাঙ্কন বক্ররেখায় অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছে, তবে এগুলি সর্বদা বিতর্ক এবং সম্ভাব্য ভবিষ্যতের সংশোধনের জন্য কিছু জায়গা রেখে যায়।

মানব প্রভাব: পারমাণবিক পরীক্ষা, জীবাশ্ম জ্বালানি এবং C-14 এর ভবিষ্যৎ

মানুষের কার্যকলাপ মারাত্মকভাবে ব্যাহত করেছে বায়ুমণ্ডলীয় কার্বনের আইসোটোপিক গঠন মাত্র কয়েক শতাব্দীর মধ্যে। আমরা ইতিমধ্যেই ১৯৫০ এবং ষাটের দশকের "পালস বোমা"-এর কথা উল্লেখ করেছি, যা C-14-এর মাত্রা নাটকীয়ভাবে বৃদ্ধি করেছিল। একই সময়ে, শিল্প বিপ্লবের পর থেকে, কয়লা, তেল এবং গ্যাসের ব্যাপক পোড়ানোর ফলে প্রচুর পরিমাণে CO₂ নির্গত হয়েছে, যার ফলে বায়ুমণ্ডলে কার্যত কোনও C-14 নেই।

এই ঘটনা, হিসাবে পরিচিত সুয়েস প্রভাবএটি মোট CO₂ মিশ্রণে "প্রাকৃতিক" রেডিওকার্বনকে পাতলা করে। যেহেতু জীবাশ্ম জ্বালানি এত পুরনো জৈব পদার্থ থেকে আসে যে এটি ইতিমধ্যেই তার সমস্ত C-14 হারিয়ে ফেলেছে, তাই তাদের দহন বাতাসে C-14 এর সামগ্রিক অনুপাতকে হ্রাস করে। অন্য কথায়, নতুন কার্বনের সাথে রেডিওকার্বন ছাড়াই ক্রমবর্ধমানভাবে আরও "পুরাতন" কার্বন মিশ্রিত হচ্ছে।

যদি জীবাশ্ম CO₂ নির্গমন চরম পরিস্থিতির হারে বৃদ্ধি পেতে থাকে, তাহলে কিছু গবেষক সতর্ক করে দিয়েছেন যে, কয়েক দশকের মধ্যে, সম্প্রতি উৎপাদিত একটি বস্তুতে একই C-14 সংকেত থাকতে পারে প্রায় ২০০০ বছর আগের অন্য যুগের তুলনায়, দুটোকেই ভবিষ্যৎ থেকে দেখা যায়। এটি শতাব্দীর স্কেলে একে অপরের কাছাকাছি যুগের মধ্যে পার্থক্য করার ক্ষমতাকে চ্যালেঞ্জ করবে।

এই সমস্যাটি রেডিওকার্বন ডেটিংকে কতটা গুরুতরভাবে প্রভাবিত করবে তা নিয়ে বিশেষজ্ঞদের মধ্যে বিতর্ক রয়েছে। কেউ কেউ বিশ্বাস করেন যে এখনও সময় আছে এবং এই কৌশলটি বেশ কিছুদিন কার্যকর থাকবে, আবার কেউ কেউ জোর দিয়ে বলেন যে নির্ভুলতার উপর লক্ষণীয় প্রভাব ইতিমধ্যেই লক্ষ্য করা যাচ্ছে এবং আরও উন্নয়ন প্রয়োজন হবে। ক্রমাঙ্কন বক্ররেখা আরও পরিমার্জন করুন মানুষের নির্গমনের প্রভাব অন্তর্ভুক্ত করা।

যাই হোক না কেন, এটা বিদ্রূপাত্মক যে, যে উপাদানটি আমাদের পৃথিবী এবং মানবজাতির সাম্প্রতিক ইতিহাসকে বিস্তারিতভাবে পুনর্গঠন করতে সাহায্য করেছে, সেই একই উপাদান এখন দেখা যাচ্ছে আমাদের নিজস্ব কার্যকলাপের দ্বারা হুমকির সম্মুখীনআমরা পরীক্ষাগারে যে "কার্বনের যুগ" পরিমাপ করি তাতে ইতিমধ্যেই শিল্প ও পারমাণবিক যুগের স্পষ্ট ছাপ রয়েছে এবং সেই ছাপ ভবিষ্যতের বিজ্ঞানীদের যে সংকেতগুলি বোঝার প্রয়োজন হবে তার অংশ হবে।

প্রকৃতিতে কার্বনের বয়স, কার্বন-১৪ এবং বায়ুমণ্ডল থেকে পলি পর্যন্ত এর চক্রের মাধ্যমে অধ্যয়নের ফলে দেখা গেছে যে সবচেয়ে প্রভাবশালী ডেটিং পদ্ধতিগুলির মধ্যে একটি আধুনিক বিজ্ঞানের: এটি প্রত্নতাত্ত্বিক কালক্রম নির্ধারণ করেছে, জলবায়ু সংক্রান্ত ঘটনাবলী স্পষ্ট করেছে, পাচারকারীদের বিরুদ্ধে বিচারে ভূমিকা রেখেছে, নিখোঁজ ব্যক্তিদের মামলা সমাধান করেছে এবং গত কয়েক হাজার বছর ধরে বোঝার জন্য একটি স্তম্ভ হিসেবে কাজ করে চলেছে, যদিও এর ভবিষ্যত নির্ভুলতা নির্ভর করে, বিপরীতভাবে, আমরা আজ আমাদের নির্গমন কীভাবে পরিচালনা করি এবং কার্বনের সাথে আমাদের সম্পর্কের উপর।

সম্পর্কিত নিবন্ধ:

কোম্পানি, প্রতিষ্ঠান এবং পর্যটন কোম্পানিগুলি তাদের কার্বন পদচিহ্ন কমাতে প্রতিশ্রুতিবদ্ধ: স্পেনে উদ্যোগ, ফলাফল এবং নতুন নিয়মকানুন।