አይዞክሮን ዴቲንግ

አይዞክሮን ዴቲንግ

የአይዞክሮን የዕድሜ ስሌት አሠራር ቴክኒክ ከአንድ በላይ የሆኑ ናሙናዎችን በመውሰድ ለአንድ ዋና አለት ወይም ቅሪተ አካል ዕድሜን ማስላት ነው። አይዞክሮን በግራፍ ላይ በመስመር የሚወከል የአይዞቶፖች ጥምርታ (ratio) ሲሆን፣ የዚህ መስመር ተዳፋት (slope) ደግሞ የናሙናውን ዕድሜ ያመለክታል።

የአይዞክሮንን ስሌት አሠራር መንገድ ለማወቅ እንዲቀለን የሚከተለውን ምሳሌ እንመልከት።

እሳተ ገሞራ በአቅራቢያችን ፈነዳ ብለን እናስብ። ይህ በመሬት ውስጥ ፈሳሻማ ወይም ሞልቶ የነበረው ቅልጥ ዓለት ወደ ምድር ገጽ ሲፈስ፣ ከላቫነት ክሪስታላይዝ (crystallize) አድርጎ ግራናይት የተባለውን አለት ይመሰርታል። ጥቂት ናሙናዎችን ከዚህ አለት ወስደን እንመልከት።

ቀድሞ በነበረው አሰላል መሠረት የወላጅ እና ልጅ ንጥረ ነገሮችን ብቻ በመውሰድ በማሽን ከመቁጠር ይልቅ፣ ሶስተኛ ንጥረ ነገር እናካትታለን፤ ይህም የልጅ ንጥረ ነገር አተም አይነት የሆነ ሌላ አይዞቶፕን ነው።

ለምሳሌ: በወሰድነው ናሙና ውስጥ ሩቢዲየም-87 (Rb-87) ወላጅ አተም ሲሆን፣ በመበስበስ ሂደት ውስጥ ስትሮንቲየም-87 (Sr-87) ን ይሰጠናል። ይኸው አለት ሲመሰረት ሌላ በውስጡ የሚኖረው ሌላ የስትሮንቲየም አተም አይዞቶፕ አለ። እሱም ስትሮንቲየም-86 (Sr-86) ይባላል። ነገር ግን ይህ ስትሮንቲየም-86 የተባለው አይዞቶፕ በሌላ ወላጅ አተም የመበስበስ ውጤት የማይገኝ እና ራሱም ወደ ሌላ ልጅ አተም ወይም አይዞቶፕ የማይበሰበስ ነው። ይህም የተረጋጋ (stable) አይዞቶፕ ያስብለዋል። ስለዚህ፣ እነዚህን ሦስት አይዞቶፖች (Rb-87, Sr-87, Sr-86) ለስሌታችን እንጠቀማለን።

የአይዞክሮን ዴቲንግ ውስንነቶች: 

በግምቶች ላይ የተመሰረተ ትክክለኛነት

የአይዞክሮን ዴቲንግ ዘዴ ከሌሎች የራዲዮሜትሪክ ዴቲንግ ዘዴዎች የተሻለ እንደሆነ ቢታሰብም፣ በውስጡ በሚያካትታቸው ቅድመ ግምቶች (Assumptions) የተነሳ፣ ውጤቱ ሙሉ በሙሉ ፍጹም እና ጥርጥር የሌለው ሊሆን አይችልም። እነዚህ ግምቶች የሚከተሉት ናቸው።

1) “ዝግ ስርዓት” (Closed System) ግምት 

የመጀመሪያው ግምት፣ ናሙናው የተወሰደበት አለት ወይም አካል፣ ወደ ግዑዝነት ከተለወጠበት ጊዜ አንስቶ እስካሁን ድረስ በፍጹም ዝግ ስርዓት ውስጥ ነበር ብሎ ማሰብ ነው። ይህ ማለት፣ ምንም አይነት ንጥረ ነገር ወደ ውስጥም ሆነ ወደ ውጭ አልገባም ወይም አልወጣም ማለት ነው።

ምንም እንኳን ይህንን በተቻለ መጠን እርግጠኛ ለመሆን ዘመናዊ የፎረንሲክ ቴክኒኮች ቢከተሉም፣ ሙሉ በሙሉ እርግጠኛ መሆን አይቻልም። ከብዙ በጥቂቱ፣ እንደ ሃይድሮ ተርማል እንቅስቃሴ (hydrothermal activity) (በሙቅ ውሃ ምክንያት የሚከሰት ለውጥ)፣ አዮኒክ እንቅስቃሴ (ionic activity) (የኤሌክትሪክ ክፍያ ያላቸው ቅንጣቶች እንቅስቃሴ)፣ በከፊል የናሙናው አካል የመቅለጥ ዕድል (partial melting) እና ከጠፈር በሚመጣ ጨረር (cosmic rays) ምክንያት የሚፈጠር ኑክሌር ሪአክሽን (nuclear reaction) የመሳሰሉት፣ የንጥረ ነገሮችን (elements) በ አለት ውስጥ ያላቸውን ስርጭት ላይ ተጽዕኖ ያደርጋሉ። እነዚህ ሁሉ ነገሮች የራዲዮአክቲቭ ንጥረ ነገሮችን ሚዛን በማዛባት፣ የተሳሳተ የዕድሜ ስሌት ሊያስከትሉ ይችላሉ።

2) የመበስበስ ፍጥነት ቋሚነት ግምት

ሁለተኛው ግምት ደግሞ፣ የወላጅ ንጥረ ነገር (parent element) የመበስበስ ሂደት ፍጥነቱ፣ ያ አለት ወደ ግዑዝነት ከተለወጠበት ጊዜ አንስቶ እስካሁን ድረስ ተመሳሳይ ነው ብሎ ማሰብ ነው።

ይህ ማለት፣ ራዲዮአክቲቭ ንጥረ ነገሮች የሚበሰብሱበት ፍጥነት በቢሊዮኖች ለሚቆጠሩ ዓመታት ሳይለወጥ ቆይቷል ተብሎ ይታሰባል። ሆኖም ግን፣ ከፍተኛ ሙቀት፣ ከፍተኛ ግፊት፣ ወይም ሌሎች ያልታወቁ የፊዚክስ ክስተቶች የመበስበስ ፍጥነቱን ለውጠውት ሊሆን ይችላል የሚል ስጋት አለ። እነዚህ ሁኔታዎች በቤተ ሙከራ ውስጥ ሙሉ ለሙሉ ተባዝተው ሊፈተሹ የማይችሉ በመሆናቸው፣ ይህ ግምት ሁልጊዜም እንደ ግምት ይቀራል።

ከቅርብ ግዜ ወዲህ አንዳንድ የቤተ ሙከራ ምርምሮች የ ራዲዮ አክቲቭ ኢለመንት የመበስበስ ሂደት ፍጥነት ወጥነት አስመልክቶ ሊለዋወጥ እንደሚችል አሳይተዋል። ለምሳሌ ያህል አንዱ ፍጥነቱን ሊቀያይሩ ከሚችሉ ክስተቶች መካከል በመጽሃፍ ቅዱስ ላይ እንደተጠቀሰው የኖህ ዘመን ጎርፍ የመበስበስ ፍጥነትን በመጨመር የ አንድን አለት ወይም ናሙና ዕድሜ በጣም ብዙ እንደሆነ ሊያስመስል ይችላል። 

3)  የሆሞጀኒቲ ግምት እና የተዛቡ ውጤቶች

የአይዞክሮን ዴቲንግ ዘዴ ከሚመካባቸው ግምቶች አንዱ፣ “የልጅ ንጥረ ነገሮች” (daughter elements) ናሙና ከተወሰደበት አካል ላይ በተመጣጣኝ ሁኔታ እንደተሰራጩ፣ ነገር ግን “የወላጅ ንጥረ ነገሮች” (parent elements) ደግሞ ባልተመጣጠነ ሁኔታ እንደተሰራጩ ማሰብ ነው። ይህ ግምት በራሱ ውስብስብ እና አከራካሪ ነው።

በተለያዩ የአይዞክሮን ዘዴዎች የተሰሉ የተሳሳቱ ዕድሜዎች ምሳሌዎች

የአይዞክሮን ዴቲንግ ዘዴ በንድፈ ሃሳብ ደረጃ የተሻለ ቢመስልም፣ በተግባር ግን ትክክለኛ ያልሆኑ ውጤቶችን ሊሰጥ እንደሚችል የሚያሳዩ ምሳሌዎች አሉ።

ናሩሆዬ ተራራ (ኒው ዚላንድ) -> የፈነዳው ትክክለኛ ዓመት: 1954 እ.ኤ.አ. (ማለትም ዕድሜው 66 ዓመት ገደማ) በሩቢዲየም-ስትሮንቲየም ዘዴ ሲሰላ: 133 ሚሊዮን ዓመት በሳማሪየም-ኒዮዲሚየም ዘዴ ሲሰላ: 200 ሚሊዮን ዓመት በሊድ-ሊድ ዘዴ ሲሰላ: 3.9 ቢሊዮን ዓመት

ይህ ምሳሌ እንደሚያሳየው፣ ለአንድ ድንጋይ በተለያዩ የአይዞክሮን ዘዴዎች የተለያየ፣ ትክክለኛውን ዕድሜ በእጅጉ የሚዘል የዕድሜ ስሌት ተገኝቷል።

ቪርኑጋ ቶሮ አንኮሌ (ምስራቅ አፍሪካ ስምጥ ሸለቆ): በዚህ አካባቢ ያለው የቅልጥ አለት በፕሊዮሲን (Pliocene) ዘመን (ቢበዛ 5 ሚሊዮን ዓመታት በፊት) እንደተፈጠረ ይታመናል። ከተገኘው ቅልጥ አለት የተወሰደ ናሙና በሩቢዲየም-ስትሮንቲየም አይዞክሮን ዘዴ ሲሰላ: 773 ሚሊዮን ዓመታት ሲሆን እንደዚህም ቢሆን፣ ተቀባይነት ካለው የጂኦሎጂካል ዕድሜ አንጻር ሲታይ፣ የአይዞክሮን ዘዴው እጅግ የራቀ እና የተጋነነ ዕድሜ መስጠቱ ይታያል።

እነዚህ ምሳሌዎች እንደሚያሳዩት፣ ምንም እንኳን የአይዞክሮን ዴቲንግ የቀድሞዎቹን ዘዴዎች ችግሮች ለማስተካከል የታሰበ ቢሆንም፣ በውስጡ ባሉት ግምቶች ምክንያት የራሱ የሆኑ ከፍተኛ ስህተቶች ሊኖሩት ይችላል። ይህ ደግሞ በራዲዮሜትሪክ ዴቲንግ ዘዴዎች የሚሰጠው የዕድሜ ስሌት ትክክለኛነት ላይ ጥያቄዎችን ያስነሳል።

በራዲዮሜትሪክ ዴቲንግ ዘዴዎች ላይ የሚነሱትን ጥያቄዎች በተመለከተ በርካታ የምርምር ወረቀቶች ለሳይንስ ማኅበረሰቡ ሪፖርት ተደርገዋል። ከእነዚህም መካከል በጀርመን አገር በሚገኘው የጎቲንገን ዩኒቨርሲቲ የጂኦኬሚካል ተቋም ተመራማሪ የሆኑት ዜንግ በዓለም አቀፍ የኬሚካል ጂኦሎጂ ጆርናል ላይ ያቀረቡት የምርምር ወረቀት ይህንን አስመልክቶ የሚከተለውን አስፍሯል።

“የሩቢዲየም-ስትሮንቲየም አይዞክሮን ዘዴ በጂኦክሮኖሎጂ (የምድርን ዕድሜ የማጥናት ሳይንስ) ከፍተኛ ሚና እየተጫወተ ይገኛል። ነገር ግን በውስጡ በያዛቸው ግምቶች የተነሳ አሁን ላይ አጠያያቂ ሆኗል። ይህ ዘዴ በመጀመሪያ ሲረቀቅ በውስጡ የያዛቸው ግምቶች፣ ናሙናዎች የተወሰዱበት አለት

(1) ሁሉም እኩል ዕድሜ እንዳለው፣ 

(2) እኩል የሆነ የስትሮንቲየም-87/ስትሮንቲየም-86 ጥምርታ እንደነበራቸው፣ እና (3) ከተፈጠረ ጀምሮ እስካሁን ድረስ ዝግ ስርዓት (closed system) እንደነበረ ነው።

ይህ በእንዲህ እንዳለ፣ የሰጠውን ውጤት ትክክለኛነት ለመገምገም የስትሮንቲየም-87/ስትሮንቲየም-86 ጥምርታን ከሩቢዲየም-87/ስትሮንቲየም-86 ጥምርታ ንጽጽር እንጠቀማለን። ሆኖም፣ በተለያዩ ጂኦሎጂካል ምርምሮች ላይ ሲውል ግልጽ እየሆነ የመጣው ጉዳይ፣ ይህ የንጽጽር ዘዴ ትክክል ያልሆነ እና ምንም ጂኦሎጂያዊ ትርጉም የሌለው የአይዞክሮን ውጤት ሊሰጥ እንደሚችል ነው። ብዙ ትክክል ያልሆኑ የአይዞክሮን ውጤቶች በሳይንሳዊ ጽሑፎች (literature) ላይ ሪፖርት ተደርጓል።”

የጎቲንገን ዩኒቨርሲቲ ተመራማሪ የሆኑት ዜንግ፣ የአይዞክሮን ዴቲንግ ዘዴዎችን ውስንነት በማጠቃለል እንዲህ ሲሉ ገልጸዋል፡-

“እንደ ማጠቃለያም፣ በሩቢዲየም-ስትሮንቲየም አይዞክሮን ዘዴ ያሉት እነዚህ መሠረታዊ ግምቶች መሻሻል አለባቸው። ምንም እንኳን ትክክለኛነቱን ለመገምገም የስትሮንቲየም-87/ስትሮንቲየም-86 ጥምርታን ከሩቢዲየም-87/ስትሮንቲየም-86 ጥምርታ ንጽጽር ብንጠቀምም፣ በዚህ ዘዴ የተገኘው ውጤት ናሙና የተወሰደበት አካል ትክክለኛ ዕድሜ ነው ማለት ላይሆን ይችላል። ይሄንኑ ጥያቄ በሳማሪየም-ኒዮዲሚየም እና በዩራኒየም-ሊድ አይዞክሮን ዘዴዎች ላይም ይነሳል።”

ይህ የሚያሳየው፣ የአይዞክሮን ዴቲንግ ዘዴዎች፣ ምንም እንኳን የቀደሙትን የራዲዮሜትሪክ ዴቲንግ ችግሮችን ለማቃለል ቢሞክሩም፣ አሁንም ድረስ በውስጣቸው ባሉ ቅድመ ግምቶች ምክንያት ለስህተት የተጋለጡ መሆናቸውን ነው።

 

ማጣቀሻዎች

1. Morris, J. 2007. The Young Earth. Green Forest, AR: Master Books, 52