पुरातत्त्वीय कालमापन : कोणत्याही उत्खनित अवशेषांवरून जे कालमापन केले जाते, त्यास पुरातत्त्वीय कालमापन म्हणतात. या कालमापनाच्या विविध प्रक्रिया व पद्धती आहेत. पुरातत्त्वविद्येचे सुरुवातीच्या काळातील स्वरूप व हेतू आणि नंतरचे तिचे स्वरूप यांत कालांतराने फरक दिसून येतो. सुरुवातीच्या काळात केवळ कलात्मक वस्तूंचा छंद वा हौस म्हणून संग्रह करणे, एवढ्या पुरतेच या विद्येचे स्वरूप होते. धनिकांनी असे संग्रह केल्यानंतर त्यांतून प्राचीन कलाभ्यासाचे पुनरूज्जीवन यूरोपात झाले खाजगी व सार्वजनक संग्रहालये निघाली व त्यांतूनच या विविध वस्तूंचा कालक्रम कसा लावावा यांबाबत विचारमंथन सुरू झाले. क्रीश्चन टॉमसन याने अश्मयुग, ब्राँझयुग व लोहयुग अशी त्रियुग कल्पना प्रथम मांडली व या क्रमाने प्राचीन अवशेषांची मांडणी करावी, असे मत प्रतिपादिले. अर्थात या मांडणीत कालमापनाची कल्पना नव्हती, तरी कालक्रमपद्धती अभिप्रेत होती. विसाव्या शतकात स्तरीय उत्खनन पद्धतीमुळे निरनिराळ्या अवशेषांचा तौलनिक क्रम ठरविता आला आणि पुरातत्त्वीय संशोधनात कालनिबद्ध चौकटीत विविध वस्त्यांच्या क्रमाच्या अभ्यासास चालना मिळाली. तथापि या पद्धतीत कालमापन सापेक्षरीत्याच ठरविता येऊ लागले. खालचा थर वरच्या थरापेक्षा कालदृष्ट्या नंतरचा हा भूवैज्ञानिक सिद्धांत पुरातत्त्वीय उत्खननालाही लावता आला.
या सापेक्ष अथवा तौलानिक कालमापनाला निश्चित काळ ठरविण्याच्या दृष्टीने फारसा अर्थ नव्हता. अर्थात प्रत्येक थरात सापडलेल्या अवशेषांच्या साह्याने, उदा., नाणी वा लेख, त्या थराचा काळ निश्चित करण्यात मदत होत होती. परंतु गेल्या पंचवीस वर्षांत पुरातत्त्वीय संशोधनाच्या कक्षा वाढल्या. ज्या वस्तू उत्खननांत सापडल्या त्यांचा केवळ वस्तू म्हणून अभ्यास न करता, ज्या मानवाने त्या बनविल्या त्या मानवाच्या तत्कालीन परिस्थितीच्या संदर्भात जास्तीत जास्त संपूर्ण अभ्यास करणे, हे पुरातत्त्वविद्येचे ध्येय झाले. त्यामुळे या अभ्यासात इतर अनेक विज्ञांनाची आणि शास्त्रज्ञांची मदत घेणे अपरिहार्य ठरले. यातूनच मानवी जीवन व परिस्थिती यांबरोबरच कालमापनाच्या विविध पद्धती शास्त्रज्ञांनी शोधून काढल्या.
पुरातत्त्वीय कालमापनाच्या दोन पद्धती : (१) सापेक्ष व (२) निरपेक्ष. यांतील पहिली सर्वसाधारणपणे ढोबळ स्वरूपाची असते, तर दुसरी निश्चित स्वरूपाची असते. बऱ्याच काळापर्यंत तौलनिक कालमापनच पुरातत्त्वीय संशोधनात प्रचलित होते कारण शास्त्रीय कालमापनपद्धतीचा शोध लागलेला नव्हता परंतु गेल्या काही वर्षांत निरनिराळ्या शास्त्रीय पद्धतींचा शोध लागून पुरातत्त्वीय कालमापन जास्तीतजास्त निश्चित होऊ लागले आहे. या निश्चित कालमापनपद्धतीचा अवलंब करण्यासाठी पुरातत्त्वीय उत्खननातही शास्त्रीय तंत्रांचा वापर करावा लागणे अपरिहार्य ठरले आहे.
निश्चित कालमापन : गेल्या काही वर्षांत विविध विज्ञानांच्या मदतीने पुरातत्त्वीय पुराव्यांचे अचूक आणि निश्चित कालमापन करण्याच्या अनेक पद्धती शोधून काढल्या गेल्या. त्यामुळे पुरातत्त्वीय कालमापनात अचूकपणा आला आहे. एवढेच नव्हे, तर त्याला शास्त्रीय बैठक लाभली आहे. पूर्वी ज्या संस्कृतींचा काळ तौलनिक दृष्ट्या ठरविला गेला होता, त्यांना आता दुजोरा मिळाला आहे, तर काहींचा पूर्वी ठरविलेला काळ चूक होता, हे सिद्ध झाले आहे. पुढील पुरातत्त्वीय कालमापनपद्धती सर्वत्र आहेत मात्र यांपैकी काहींचा वापर अद्यापि भारतात होत नाही.
निश्चित कालमापन करण्याच्या पद्धतीला निरपेक्ष कालमापन असे म्हणणे योग्य ठरेल. या पद्धतीला इंग्रजीत ॲब‌्सोलूट डेटिंग किंवा क्रोनोमेट्रीक डेटिंग असे म्हणतात. या पद्धती पुढीलप्रमाणे : (१)कार्बन–१४ कालमापन (२) पोटॅशियम आर्गॉन कालमापन, (३) पुराचुंबकीय कालमापन, (४) भंजनरेखा कालमापन, (५) औष्णिक दीप्ती कालमापन,(६) ज्वालाकाच जलसंयोग कालमापन, (७) वृक्षवलय कालमापन, (८) हिमवाहित मृत्तिकाथर मापन, (९) बीटा क्रियाशीलता मापन,(१०) रासायनिक पद्धतीच्या चाचण्या, (११) इतर चाचण्या व (१२) पॅटिनेशन कालमापन.
कार्बन– १४ कालमापन : ही पद्धती डब्ल्यू. एफ्. लिबी यांनी १९४६ साली शोधून काढली व ती मान्य होऊन त्याबद्दल लिबींना पुढे रसायनशास्त्राचे नोबेल पारीतोषिक देण्यात आले (१९६०). ही पद्धत अशी : अखिल सजीव व निर्जीव सृष्टीत कार्बन–१२ च्या जोडीने अत्यल्प, पण काही ठराविक प्रमाणात कार्बन-१४ हा किरणोत्सर्गी समस्थानिक आढळतो [→किरणोत्सार्गी कार्बन कालनिर्णय पद्धति]. वातावरणाच्या वरच्या थरात विश्वकिरणांच्या माऱ्यामुळे नायट्रोजनच्या अणुकेंद्राचे विघटन होऊन कार्बन–१४ निर्माण होतो. ऑक्सिडीभवनाने त्याच्या कार्बन- डायऑक्साइड होऊन तो वातावरणातून पाण्यात वनस्पतींमध्ये आणि त्यांच्यातून प्राण्यांत येतो. कार्बन–१४ किरणोत्सर्गी असून त्याचा ठराविक वेगाने क्षय होतो व त्याच्यापासून पुन्हा नायट्रोजन तयार होतो. हे चक्र निसर्गात सतत सुरू असते. किरणोत्सर्गी विघटनामुळे जेवढा कार्बन–१४ चा क्षय होत आहे, तेवढ्याच प्रमाणात नवीन कार्बन–१४ ची निर्मिती वातावरणात होते. त्यामुळे सध्या वातावरण, जलावरण आणि जीवावरण यांच्यातील कार्बन–१४ चे प्रमाण स्थिर राहिलेले आहे. सजीव वनस्पती आणि प्राणी यांच्या पेशींतील कार्बन–१४ चे प्रमाण स्थिर राहिलेले असते पण प्राणी किंवा वनस्पती मृत होताच शरीरात कार्बन घेण्याची क्रिया थांबते आणि पेशींत अगोदर असलेल्या कार्बन–१४ चे विघटन सुरूच राहिल्यामुळे अशा पेशींतील कार्बन–१४ चे प्रमाण घटू लागते. कार्बन–१४ चा अर्धायुकाल ५,५६८ वर्षे आहे. त्याचा अर्थ असा होतो, की एखाद्या जुन्या लाकडाच्या पेशीतील कार्बन–१४ चे प्रमाण सजीव लाकडाच्या पेशीतील कार्बनच्या निम्म्याने आहे, असे आढळल्यास ते लाकूड ५,५६८ वर्षांपूर्वीचे आहे, असा निष्कर्ष निघतो.
कार्बन–१४ च्या अर्धायुकालाच्या मापनातील अपेक्षित चूक जास्तीतजास्त तीस वर्षांची धरण्यात आली होती. म्हणून हा अर्धायुकाल ५,५६८ ±३० वर्षे असे देण्यात येई. विलर्ड लिबींनी कार्बन–१४ च्या अर्धायुकालाचे परिमाण ५,५६८ ±३० हे निश्चित करताना ५,५८०±४५ वर्षे, ५,५८९ ±७५ वर्ष आणि ५,५१३ ±१६५ वर्षे अशा तीन परिमाणांची सरासरी विचारात घेतली होती. १९६२ आणि १९६५ साली कार्बन-१४ कालमापन पद्धतीविषयक भरलेल्या जागतिक परिषदांत लिबी यांनी मांडलेल्या अर्धायुकालाच्या मापनात आणखी काटेकोरपणा आणून ५,७३० ±४० हे अर्धायुकालाचे परिमाण वापरावे असे निश्चित करण्यात आले. या परिमाणाचा वापर १९६५ पासून सुरू करण्यात आला. सर्व जगभर कार्बन–१४ या कालमापनासाठी १९५० हे साल संदर्भवर्ष म्हणून धरण्यात आले. त्यामुळे एखाद्या वस्तूचा इ.स.पू. काळ काढावयाचा झाल्यास कार्बन –१४ पद्धतीने केलेल्या कालमापनातून १,९५० वजा करतात. कालमापन करताना पुरातन वस्तूचे वय बी.पी. म्हणजे वर्तमान पूर्व असे देतात किंवा बी. सी. म्हणजे इसवी सन पूर्व असे देतात.
निसर्गात कार्बन–१२/ कार्बन–१४ हे प्रमाण स्थिर राहते, असे विलर्ड लिबी यांनी गृहीत धरले होते पण आधुनिक काळात मानवी हस्तक्षेपामुळे या प्रमाणात बरीच ढवळाढवळ होत आहे. गेल्या शंभर सव्वाशे वर्षांत औद्योगिकीकरणामुळे इंधनासाठी दगडी कोळसा आणि खनिज तेल यांचा वापर अतोनात वाढला आहे. हे दोन्ही पदार्थ कित्येक कोटी वर्षांपूर्वी मृत झालेल्या वनस्पती आणि प्राणी यांच्या अवशेषांपासून बनलेले असल्यामुळे त्यांच्यातील कार्बन–१४ विघटनाने पूर्णपणे नष्ट झालेला आहे. त्याच्या ज्वलनातून हवेत मिळणाऱ्या कार्बन-डाय-ऑक्साइडमध्ये कार्बन–१४ चा अंश मुळीच नसतो. या प्रक्रियेच्या उलट आण्विक स्फोटातून आणि अणुभट्ट्यांतून बाहेर पडणाऱ्या किरणोत्सर्गी प्रारणांमुळे नवीन कार्बन–१४ ची निर्मिती होत आहे. या दोन्ही प्रक्रियांमुळे मूळचे कार्बन–१२-कार्बन–१४ हे प्रमाण बदलत राहते. अमेरिकेतील कित्येक विद्यापीठांनी या बाबतीत संशोधन करून निरनिराळ्या कालावधीला लागू पडेल असा कालमापनाचा एक तक्ताच तयार केला आहे. भारतात अहमदाबादच्या भौतिकी संशोधन प्रयोगशाळेत कार्बन–१४ पद्धतीने कालमापन केले जाते. तेथेही असा कालमापनाचा नवा तक्ता तयार केलेला आहे. त्यात इ.स. पू. ४००० ते इ. स. पू. १००० अशा तीन हजार वर्षांच्या कालखंडांंतील वये निश्चित करण्यासाठी आवश्यक असणारे घटक (दुरुस्त्या) दिलेल्या आहेत.
कार्बन–१४ पद्धतीच्या कालमापनासाठी नमुना निवडताना खालील खबरदारी घ्यावी : (१) नमुना विशुद्ध थरातील असावा. ज्या थरात अनेक खड्डे प्राचीन काळीच खोदलेले असतील व ज्यामुळे थरघटकांत वा थरांत सरमिसळ झालेली असेल, अशा थरांतील नमुना घेऊ नये. (२) नमुना पाण्याशी संपर्क आलेल्या अथवा पाण्याच्या जवळचा घेऊ नये. (३) जवळपास उगवलेल्या झाडझाडोऱ्याच्या मुळाजवळचा वा मुळे चिकटलेल्या स्वरूपातील नमुना घेऊ नये. (४) नमुना मूळ जागेवरून उचलताना धातूच्या चिमट्याने अथवा काचेच्या साहाय्यानेच उचलावा. ज्या चिमट्याने वा काचेच्या तुकड्याने नमुना उचलावयाचा तो, त्याचप्रमाणे ज्यात तो नमुना ठेवावयाचा, उदा., अल्युमिनियम कागदाची पिशवी, ही दोन्ही उपकरणे सेंद्रिय कार्बनचा अंश नसणारी असावीत. (५) ॲल्युमिनियमच्या कागदाच्या पिशवीत नमुना बांधून तो काचेच्या अथवा धातूच्या बरणीत ठेवावा. (६) काचेच्या वा धातूच्या बरणीला त्या नमुन्याचे स्थळ, थर, खोली, अचूक त्रिमितिमापनाची नोंद, नमुन्याचा प्रकार व दिनांक लिहिलेली चिठ्ठी बांधावी. उत्खनकाने नमुना अत्यंत काळाजीपूर्वक घेतला नाही तर कालमापन चुकते.
काही प्रयोगशाळांत नमुन्याचे शुद्धीकरण करण्याची पद्धत अवलंबिली जाते. नमुना प्रयोगळेकडे पाठविताना खालील नोंदी आवश्यक असतात : (१) उत्खनित स्थळ (२) अक्षांश (३) रेखांश (४) जिल्हा (५) राज्य (६) वस्तूचा प्रकार (७) नमुन्याचे वजन (८) नमुना क्रमांक (९) नमुना सापडण्याचे स्थळ (खड्डाक्रमांक), त्रिमितिमापन, थर, खोली इत्यादी (१०) उत्खनित स्तरआलेख व त्यांतनमुना सापडलेली जागा (११) तौलनिक काल (१२) नमुन्याबरोबर सापडलेला इतर पुरावा (१३) नमुना काढल्याची तारीख (१४) नमुन्याची वैशिष्ट्य : पुरातत्त्वीय–उदा., दफनातील, घरातील वा भट्टीतील भूविज्ञानीय उदा., वाळूतील इ रासायनिक –उदा., नमुना चुनखडीतील आहे का जड पाण्याच्या सान्निध्यातील, का झाडझाडोऱ्याजवळील, का पुरातील निक्षेपातील आहे हे स्पष्ट करावे (१५) नमुना बांधण्याची पद्धती (१६) नमुना जरूर पडल्यास जास्त प्रमाणात पाठविता येईल का ?(१७) नमुन्यात काही विकृती सापडण्याचा संभव आहे का ? उदा., झाडाची मुळे (१८) या नमुन्याच्या कालमापनामुळे कोणता प्रश्न सुटण्यास मदत होईल व (१९) पाठविणाऱ्याचे नाव, संस्था व पूर्ण पत्ता.
ज्या सेंद्रिय वस्तूंत कार्बनचे प्रमाण बरेच आहे, त्या वस्तू कार्बन –१४ कालमापनास उपयुक्त ठरतात व त्यांचे कालमापनही विश्वासार्ह स्वरूपात येते. कोळसा, लाकूड, हाडे, शंख, शंख-शिंपले यांव्यतिरिक्त लोखंड, कागद, ताडपत्र, कापड, जनावरांच्या कातडीपासून काढलेले धागे, पाने, पराग, कार्बनयुक्त माती, सेंद्रिय घटक मिसळलेल्या माती पासून केलेली मृ‌‌‌द्‌भांडी, मातीच्या व कूडाच्या वास्तूंचे अवशेष त्याच प्रमाणे गुहांमध्ये प्राचीन काळी साठलेली छतावरील काजळी, यांचेही कार्बन–१४ पद्धतीने कालमापन करता येते.
वस्तू फार कमी प्रमाणात घेऊन ती प्रयोगशाळेकडे पाठविली तर तिचा उपयोग होत नाही. त्याकरिता काही वस्तू विशिष्ट प्रमाणात जमा करणे आवश्यक असते. उदा., कोळसा १५ ग्रॅम, लाकूड २० ग्रॅम, शिंग २०० ग्रॅम, शिंपले २५० ग्रॅम व हाडे ३५० ग्रॅम.
कार्बन–१४ पद्धतीनुसार सत्तर हजार वर्षांइतक्या अवधींचे कालमापन करता येते. विविध ठिकाणच्या व विविध वस्तूंच्या कालमापनाची कार्डे शास्त्रीय पद्धतीने नोंदण्याची प्रथा सर्वमान्य झालेली आहे. या प्रत्येक कार्डावर सर्व तपशील दिलेला असतो. ए. जे. येलिनेक यांनी १९६२ पर्यंत तारखांची अशी कार्डयादी तयार केलेली आहे. भारतात अशी यादी अहमदाबादच्या भौतिकी संशोधन प्रयोगशाळेत केली आहे व या तारखा वेळोवेळी प्रसिद्ध केल्या जातात.
पोटॅशियम आरगॉन कालमापन : ही पद्धती जे. एफ्. एव्हर्नडेन आणि जी. एच्. कर्टिस यांनी १९६१ मध्ये शोधून काढली. या पद्धतीला संक्षिप्तपणे k–Ar असेही म्हटले आहे.
पृथ्वीच्या कवचातील सर्व खडकांत फेल्स्पार, फेल्सपॅथाईडे आणि अभ्रक या खनिजांच्या स्वरूपांत पोटॅशियम हा खडक मोठ्या प्रमाणात आढळतो. निसर्गात आढळणाऱ्यापोटॅशियममध्ये अत्यल्प म्हणजे ८,४०० भागात एक या प्रमाणात पोटॅशियम–४० हा किरणोत्सर्गी समस्थानिक असतो [→खडकांचे वय]. पोटॅशियम–४० या समस्थानिकाचे विघटन होताना सु. ८९% अणूंचे रूपांतर कॅल्शियममध्ये होते आणि ११ % अणूंचे रूपांतर ऑर‌्गॉन वायूत होते. पोटॅशियम ऑर‌्गॉन या विघटन प्रक्रियेत पोटॅशियमचा क्षय होण्याचा अर्धायुकाल १·३ अब्ज वर्षे इतका मोठा असल्याने या पद्धतीच्या कालमापनाचा आवाका फार मोठा आहे. या पद्धतीने प्राचीन खडकांचे कालमापन करता येते आणि त्यामुळे या पद्धतीचा उपयोग भूशास्त्राला जास्त होतो. पुरातत्त्वविद्येत प्रागैतिहासिक अश्मयुगीन हत्यारांचा काळ ठरविण्यासाठीही या पद्धतीचा उपयोग होतो. मात्र हा काळ हत्यारांच्या बनावटीत वापरलेल्या दगडाचाठरतो. हत्यार तितकेच प्राचीन असेल असे म्हणता येत नाही. इटली, पूर्व आफ्रिका, जावा इ. प्रदेशांतील लाव्हाजन्य खडक व तत्सम वस्तूंचा काळ ठरविण्यास या पद्धतीने मदत झाली. एव्हर्नडेन आणि कार्टिस यांनी १९६१ साली एल्. एस्. बी. लीकी याच्या सहकार्याने आफ्रिकेतील टांझानिया प्रदेशातील ⇨ओल्डूवायी गॉर्जयेथे सापडलेल्या पुराणाश्मयुगीन पुराव्यांचे पोटॅशियम ऑर‌्गॉन पद्दतीने मापन करून ते १७ लक्ष वर्षांपूर्वीचे असल्याचे सिद्ध केले.
पुराचुंबकीय कालमापन : या पद्धतीचा शोध नव्यानेच लागला आहे. १९६६ साली ई. थेलिएर यांनी या पद्धतीला आर्किओमॅग्नटिझम किंवा पॅलिओमॅग्नेटिझम असे नाव दिले. फ्रान्स, रशिया, जपान, चेकोस्लोव्हाकिया, इंग्लंड आणि तुर्कस्तान या प्रदेशांत या पद्धतीच्या वापरास उपयोगी पडणारा पुरावा मोठ्या प्रमाणात ताडून पाहण्यात आलेला आहे. एम्. जे. एटकेन, व्ही. बुश, आर्. कुक, ई. तार्होव्ह, जॉन वीव्हर इ. शास्त्रज्ञांनी या पद्धतीच्या प्रयोगास मोठा हातभार लावला आहे.
या पद्धतीत प्राचीन अवशेषांतील अथवा वस्तूंतील अवशिष्ट चुंबकत्वाचे मापन केले जाते. पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राची दिशा म्हणजे नती आणि दिक‌्पात. त्याचप्रमाणे त्याची तीव्रता दोन घटक कालांतराने बदलत जाते, हे शास्त्रज्ञांना माहीत झालेले आहे. गाळात किंवा गाळयुक्त मातीत चुंबकीय खनिजे असतात. ती माती एका विशिष्ट तापमानापर्यंत तापविल्यावर थंड होताना त्या मातीतील खनिजांना चुंबकीय क्षेत्रांची दिशा व तीव्रता ही वैशिष्ट्य प्राप्त होतात. थंड झाल्यावरही ती माती किंवा मातीचा पदार्थ चुंबकीय क्षेत्राची दिशा व तीव्रता कायम ठेवतात. या दिशेचे व तीव्रतेचे मापन केल्यास त्या मातीच्या वस्तूचे वय ठरविता येते परंतु यासाठी त्या विशिष्ट प्रदेशातील वा स्थळातील कालानुसार बदलत्या चुंबकीय क्षेत्राची माहिती असणे अत्यावश्यक असते.
पृथ्वी ही जणू एक मोठा चुंबकच आहे. तिच्या चुंबकीय क्षेत्रात भूतकाळापासून आजतागायत अनेक बदल होत आलेले आहेत. या चुंबकत्वात बदल होण्याची संभाव्य कारणे तीन मानली जातात : (१) पृथ्वीच्या गाभ्याशी चालू असलेल्या घ़डामोडी, (२) पृथ्वीला मिळणाऱ्या सौरप्रारणात होणारे बदल आणि (३)पृथ्वी स्वत:च्या आसाभोवती ज्या वेगाने फिरते त्या वेगात होणारा बदल.
या बदलणाऱ्या चुंबकीय क्षेत्राची तपशीलवार नोंद भूभौतिकीविज्ञ करीत असतात. यामुळे गेल्या दोन-तीन शतकांतील अशा बदलाचा तपशीलवार तक्ता उपलब्ध आहे. या पूर्वीच्या काळातील चुंबकत्वाची माहिती पुरात्त्वीय उत्खननांत मिळालेल्या वस्तू, खनिजे आणि अश्मास्थी यांच्यात आढळणाऱ्या शेष चुंबकत्वाची दिशा व तीव्रता यांचे मापन करून मिळविता येते.
फ्रान्स, जर्मनी, इंग्लंड आणि अमेरिकेची सयुक्त संस्थाने या देशांत पुराचुंबकत्वात बदल कसे झाले, याचे अद्ययावत नकाशे शास्त्रज्ञांनी तयार केले आहेत. द्युब्वा याने उत्तर ध्रुव प्रदेशांचे असे नकाशे अत्यंत अचूकपणे तयार केले आहेत. एटकेन यांनी इंग्लंडचे असे नकाशे तयार केलेले असून आशियात विशेषतः जपानमध्ये हे काम चालू आहे. पुराचुंबकीय कालमापनात पृथ्वीचे त्या स्थळाशी निगडित चुंबकत्व माहीत असणे आवश्यक असल्याने, विविध प्रदेशांतील असे नकाशे तयार केल्याशिवाय या पद्धतीच्या कालमापनास मर्यादा पडतात, हे उघड आहे.
पुराचुंबकीय कालमापनपद्धतीसाठी योग्य अवशेष म्हणजे मातीपासून बनविलेल्या वस्तू ५००० अंश ते ९००० अंश से. या तापमानात भाजलेली मृत्पात्रे, भाजलेल्या विटा, चुलीचे अवशेष, मातीची भाजलेली खेळणी इ. अवशेष कालमापनास उपयोगी ठरतात. यांच्या बनावटीत वापरलेल्या मातीत बहुधा लोह खनिजे असतात. या वस्तू भाजून थंड झाल्यावरही त्या चुंबकीय क्षेत्राची दिशा व तीव्रता कायम ठेवतात. त्यामुळे औष्णिक शेष चुंबकत्वाचे मापन करता येते. या प्रकारच्या कालमापनयोग्य अवशेषांची त्यांच्या उपयोगाच्या दृष्टीने मांडणी करवयाची झाल्यास प्रथम (१) भाजून तयार केलेल्या जमिनीची घरे, नंतर (२) उंच बाजू असलेल्या व वापरलेल्या चुली, त्यानंतर (३) अर्धवट भाजलेल्या चुली व लोखंड शुद्ध केली जाणारी स्थळे व भट्ट्या आणि सर्वांत शेवटी (४) विटांच्या चुली व कौले अशी करता येईल.
पुराचुंबकीय कालमापनासाठी खालीलप्रमाणे खबरदारी घेऊन नमुना निवडावा :
(१) ज्या ठिकाणी एखादा अवशेष सापडला असेल, तेथून तो हालविण्या आधी त्या अवशेषाचे चुंबकीय क्षेत्रसंबंध स्थान, त्याचप्रमाणे तो किती अंशाने जमिनीच्या समांतर क्षेत्राशी कललेल्या अवस्थेत आहे, याची प्रथम नोंद करावी. (२) भाजलेल्या विटा, भट्ट्या इ. अवशेषांचे स्थान त्यांच्या भाजण्याच्या वेळी असलेल्या स्थानापेक्षा बदललेले असते. अशा अवशेषांची फक्त पुराचुंबकीय तीव्रता मापता येते. (३) मापनासाठी भाजलेल्या मातीचा– उदा., चुलीची कडपाच सेंमी. आकाराचा (लांबी, रुंदी व जाडी सारखी असलेला घन) तुकडा अत्यंत काळजीपूर्वक काढावा. (४) ज्या वस्तूंचा रंग भाजून काळपट लाल अथवा तांबूस झाला असेल, अशा वस्तू या पद्धतीत जास्त उपयोगी पडतात.
अशा तऱ्हेने घन तुकडा काढल्यावर त्याचे चुंबकीय क्षेत्रमापक या यंत्राने पुराचुंबकत्व मोजले जाते. यातून उपलब्ध होणाऱ्या तीव्रतेचे आणि काळाचे परिमाण त्या विशिष्ट प्रदेशासाठी केलेल्या नकाशातील परिणामाशी ताडून त्यावरुन कालमापन केले जाते. या पद्धतीच्या कालमापनात काही वेळा चूक होण्याचा संभव असतो. याची कारणे शास्त्रज्ञ पुढील प्रमाणे देतात : (१) पुरातत्त्वीय अवशेष–उदा.,मृत्पात्रे–एकदा भाजल्यावर ती पुन्हा भाजली जाणार नाहीत, असे सर्वसाधारणपणे मानले जाते पण ती कोणत्याही कारणाने पुन्हा अग्नीच्या संपर्कात आल्यास त्यात पुन्हा दुय्यम चुंबकत्व उत्पन्न होते. (२) एखाद्या वस्तूतील चुंबक अणू काही विशिष्ट परिस्थितीत, त्यांच्यातील अवशिष्ट चुंबकत्वाचे प्रमाण कालांतराने वाढवू शकतात. अशा वस्तूवर विशिष्ट प्रक्रिया केल्याशिवाय तिचे कलमापन अचूकपणे होत नाही. (३) काही वस्तूंत रासायनिक प्रक्रियेमुळे चुंबकीय खनिजे आपोआप तयार होऊ शकतात. यावरही प्रक्रिया करून मगच त्यांचे कालमापन करावे लागते. (४) भाजलेल्या मातीत जर मॅग्नेटाईट हा घटक असेल, तर वीज चमकण्यामुळेही, त्या मातीतील अणू विस्कळीत होऊ शकतात. असे झाल्यावर तीवर प्रयोगशाळेत प्रक्रिया करवी लागते. [ पुराचुंबकत्व].
भंजनरेखा कालमापन : या पद्धतीचे विश्लेषण १९७१ साली एच्. फाउलर, आर्. वाल्कर आणि जी. व्हागनर या शास्त्रज्ञांनी केले. या पद्धतीचा उपयोग प्रामुख्याने भूविज्ञानशाखेतील अवशेषांचे कालमापन करताना होतो. मात्र या पद्धतीची कालमापनमर्यादा फार मोठी आहे. एक अब्ज वर्षपूर्व इतक्या प्राचीन काळातील अवशेषांचे कालमापन या पद्धतीने करता येते. पुरातत्त्वीय अवशेषांच्या दृष्टीने पाहाता या पद्धतीने प्रामुख्याने एक ते दहा लाख या मर्यादेतील अवशेषांचे कालमापन सुयोग्य रीतीने होऊ शकते. या पद्धतीने एखाद्या खडकाच्या निर्मितीचा काळ ठरविता येतो पण खडक हत्यारांसाठी किंवा इतर कामासाठी केव्हा वापरला, याची कालनिश्चिती करता येत नाही.
निसर्गात आढळणारे युरेनियम हे किरणोत्सर्गी मूलद्रव्य युरेनियम – २३८ (९९·३ टक्के) आणि युरेनियम –२३५ (०·७ टक्के) या दोन प्रमुख समस्थानिकांचे मिश्रण असते. यांपैकी युरेनियम –२३५ चे अणू भंजनक्षम असून कृत्रिम रीत्या, बाहेरून वेगवान कणाचा मारा करून त्याच्या अणूकेंद्राचे भंजन घडवून आणता येते व या क्रियेतून प्रचंड ऊर्जा मिळवता येते. पण याशिवाय, युरेनियम–२३८ आणि युरेनियम –२३५ या दोन्ही समस्थानिकांच्या अणूंचे अत्यंत अल्प प्रमाणात आपोआप रीत्याही भंजन घडून येत असते. ही भंजनक्रीया इतक्या मंद गतीने चालू असते, की युरेनियम–२३८ च्या भंजनक्रीयेचा अर्धायुकाल ८×१०१५ वर्षे इतका प्रदीर्घ आहे आणि युरेनियम –२३५ च्या भंजनक्रियेचा काळ तर याहून २० पटीने जास्त आहे. मात्र भंजन होताना त्यांच्या अणुकेंद्राचे दोन तुकडे होऊन ते आजूबाजूंच्या पदार्थांत इतक्या शक्तीने घुसतात, की थोपवले जाण्यापूर्वीच ते सु. १० मायक्रॉन इतके अंतर जातात व या घुसण्याच्या मार्गातील पदार्थांच्या अणुरचनेची मोडतोड करतात. मोडतोड झालेला भाग अधिक विद्राव्य झाल्याने हायड्रोफ्ल्युओरिक अम्लासारख्या विद्रावकाचा वापर केल्यास हे मार्ग खोदलेल्या चऱ्यासारखे दिसतात. बहुतेक खनिजे व नैसर्गिक ज्वालाकाच यांच्यात अल्प प्रमाणात (दर दहालक्ष भागात १ ते १,००० भाग) युरेनियम असतोच. अशा खनिजांतील भंजनरेखांच्या संख्येवरून त्या खनिजाच्या निर्मितीचा काळ ठरविता येतो.
प्राचीन वस्तूंत निर्माण झालेल्या भंजनरेखा अत्यंत सूक्ष्म असल्याने त्या मानवी डोळ्यांना साधारणपणे दिसू शकत नाहीत. त्या पाहण्यासाठी त्या पदार्थांवर प्रयोगशाळेत काही रासायनिक क्रिया करावी लागते. अत्यंत काळजीपूर्वक हायड्रोफ्ल्युओरिक अम्लाने रेखन करावे लागते. यामुळे या रेषा स्पष्ट होऊन त्या सूक्ष्मदर्शकायंत्राखाली पाहता येतात.
या पद्धतीची आणखी एक मर्यादा म्हणजे कोणत्या प्रकारच्या वस्तूवर, किती काळात, भंजनरेखांची संख्या किती होते, याची माहिती करून घ्यावी लागते. याबद्दलचे तक्ते शास्त्रज्ञांनी तयार केलेले आहेत. या पद्धतीने एकोणिसाव्या शतकातील कृत्रिम रीत्या बनविलेल्या व युरेनियमचे प्रमाण बरेच असलेल्या काचेचे कालमापन जसे करता आले, त्याचप्रमाणे पूर्व आफ्रिकेतील टंझानिया देशात ओल्डुवायी गॉर्ज येथे सापडलेल्या अतिप्राचीन मानवी अवशेषांची कालनिश्चिती करता आली. ज्या थरात झिंजॅनथ्रपस आणि होमो हॅबिलिस मानवाचे अवशेष मिळाले, त्याच थरात ज्वालामुखीजन्य काचेचे अवशेषही उपलब्ध झाले. एच्. एल्. फ्लाइशर, पी. बी. प्राइस, आर्. वाल्कर व लीकी यांनी या काचेचे कालमापन भंजनरेखापद्धतीने केले. ते २·०३±०·२८ दशलक्ष वर्षे इतके आले. हाच काळ पोटॅशियम आर्गॉन पद्धतीनुसार१·८ दशलक्ष वर्षे इतका आला. या दोन्ही कालमापनात फारसा फरक नाही, हे यावरून लक्षात येईल. आफ्रिकेत मानव सु. वीस लाख वर्षांपूर्वीही राहत होता, असे यावरून सिद्ध झाले.
या पद्धतीत जास्त अचूकपणा यावा यासाठी १९६७ पासून वाल्कर, एल्. स्वित्सुर, हाइन्रिख टि्समरमान इ. शास्त्रज्ञांनी प्रयत्न चालवलेले आहेत. त्यांनी या पद्धतीशी संलग्न पण जास्त प्रभावी व अचूक अशी आल्फा कण प्रत्याघात ही पद्धती शोधून काढली आहे.
औष्णिक दीप्ती कालमापन : कालमापनासाठी या पद्धतीची शक्यता १९५३ साली अमेरिकेतील विस्कॉन्सिन विद्यापीठातील फॅरिंग्टन डॅन‌्येल्झ यांनी प्रथम सुचविले. त्यानंतर काळात कॅलिफोर्निया पेनसिल्व्हेनिया, ऑक्सफर्ड, क्योटो इ. विद्यापीठांनी या पद्धतीच्या यशस्वीकरणासाठी खूप प्रयत्न केले व ती अचूक बनविली. १९६० साली जी. केनेडी व एल्. कनोफ या विद्वानांनी या पद्धतीचा प्राचीन मृत‌्पात्रांच्या कालमापनासाठी यशस्वीपणे उपयोग केला. १९६८ साली शास्त्रज्ञांनी असे दिसून आले, की ही पद्धत जवळजवळ अचूक असून तिच्या कालमापनात फार तर दहा टक्के चूक होऊ शकते. पण या कालमापनाच्या प्रयोगशाळा अद्यापि प्रस्थापित झालेल्या नाहीत.
सामान्यतः कोणतीही वस्तू पुरेशी तापविली म्हणजे म्हणजे उच्च तापमानाला ती लालभडक होऊन प्रकाशमान होते. पण काही विशिष्ट पदार्थ तापविले असताना या तप्त लाल प्रकाशापेक्षा वेगळी अशी प्रकाश दीप्ती त्या पदार्थातून बाहेर पडताना आढळून येते. पुन:पुन्हा पदार्थ तापवला, तर हा प्रकाश दिसत नाही. ही दीप्ती एकदाच बाहेत पडते व ती पदार्थ तापविल्यामुळे पदार्थात पूर्वीपासून साचत आलेल्या ऊर्जेचे प्रकाशात रूपांतर झाल्यामुळे दिसते. पदार्थातून बाहेर पडणाऱ्या या अतिरिक्त प्रकाशाला औष्णिक दिप्ती म्हणतात. ही दीप्ती सामान्यतः अत्यंत मंद प्रकाशी असून कित्येकदा मानवी डोळ्यांना हा प्रकाश सहज दिसून न येण्याइतपत मंद असतो. औष्णिक दीप्ती दाखवणाऱ्या पदार्थांना प्रकाशी (ल्युमिनोफोर किंवा फॉस्फोर) असे म्हणतात. सामान्यतः विद्युतरोधी घन पदार्थातच औष्णिक दीप्ती आढळते आणि अशा पदार्थांवर आयनीकरण करू शकणाऱ्या प्रारणांचा मारा केल्यास त्याच्यात कृत्रिम रीत्या औष्णिक दीप्ती निर्माण करता येते.
निसर्गात असे आयनिकरण करू शकणारे प्रारण प्रामुख्याने किरणोत्सर्गी समस्थानिकांतून बाहेर पडणाऱ्या आल्फा, बीटा, गॅमा प्रारणांच्या स्वरूपात किंवा क्ष किरण, विश्वकिरण इत्यादींच्या स्वरूपात मिळते. आयनीकरण करणाऱ्या अशा प्रारणांच्या ऊर्जेचा काही भाग घन पदार्थांच्या अणुरचनेच्या घट्ट मांडणीमुळे त्यांच्या अणूंत साठवला जातो व नंतर हे पदार्थ पुन्हा तापविले असता त्यांचे अणू उत्तेजित होऊन ही साचलेली ऊर्जा प्रकाश दीप्तीच्या रूपाने बाहेर पडते. पदार्थांत अशा प्रकारे साचणाऱ्या ऊर्जेचे प्रमाण काही अंशी त्या त्या पदार्थांच्या प्रकारावर अवलंबून असते पण एखाद्या विशिष्ट पदार्थाचा विचार केल्यास, हे प्रमाण त्या पदार्थाला मिळालेल्या प्रारणाच्या एकूण मात्रेवर अवलंबून असते. पदार्थ तापविल्यामुळे साचलेली उर्जा औष्णिक दीप्तीच्या रुपात बाहेर पडत असल्यामुळे पूर्वीही एखादा पदार्थ तापवला गेला असल्यास तो पदार्थ पुन्हा तापवल्यावर त्या काळापासून पुढे साचत आलेल्या ऊर्जेच्या प्रमाणात त्याच्यात औष्णिक दीप्ती दिसून येईल. या औष्णिक दीप्तीच्या मापनाने तो पदार्थ पूर्वी तापवला गेला, तेव्हापासूनचा काळ समजू शकतो. मृत्पात्रे, भाजलेल्या विटा, भाजली गेलेली जमीन इ. पदार्थांतील घटकांपैकी विशेषेकरून क्वॉर्ट्‌झ हे खनिज औष्णिक दीप्तीच्या मापनासाठी उपयुक्त ठरते.
ज्या मृत्पात्रांचे वा खापराचे कालमापन कारवयाचे असेल, त्याची कुटून भुकटी केली जाते. ती भुकटी ग्रॅफाइट फलकावर समप्रमाणात पसरतात. हा फलक नंतर नायट्रोजनच्या संयोगात तापविला जातो. ही तापविण्याची क्रिया मात्र तीव्र असते, कारण दर सेकंदाला १००० से. तापमान वाढवले जाते. या क्रियेत तापत जाणाऱ्या भुकटीतून प्रकाश बाहेर पडत राहतो व त्याच्या तीव्रतेचे मापन प्रकाशगुणक नलिका हे उपकरण करते. या नलिकेत स्पष्ट होणारी प्रकाशतीव्रता विद्युत‌् मापकावर नोंदवली जाते. हा मीटर दुसऱ्या एका नोंदणी उपकरणाला जोडलेला असतो. त्यामुळे प्रकाशतीव्रतेचा व तापमानाचा आलेख आपोआप काढला जातो. तापमान ५००० से. इतके झाले, की प्रकाश उत्सर्जन संपते. खापर जितके प्राचीन तितकी त्याची तापदीपनशक्ती अधिक प्रखर आढळून येते. त्यानुसार खापराचा काळ काढता येतो.
या पद्धतीने यूरोपातील अनेक प्राचीन स्थळांच्या मृत्पात्रांचे कालमापन करण्यात आलेले आहे. एलिसन राल्फ आणि हान या शास्त्रज्ञांनी काही प्रागैतिहासिक मृत्पात्रांचे कालमापन करण्याचा प्रयत्न सुरू केला आहे. बनावट मृण्मूर्ती वा खापरांचा काळही या पद्धतीनुसार काढता येऊन ती खरोखर प्राचीन आहेत किंवा नाहीत हे कळू शकते. भारतात या पद्धतीचा वापर गंगाखोऱ्यात सापडणाऱ्या’पिवळ्या गेरू रंगाची खापरे’ या मृत्पात्रांचा काळ ठरविण्यासाठी ऑक्सफर्ड विद्यापीठातील प्रयोगशाळेने केला. तो इ. स. पू. २००० ते १४०० असा आढळतो. उत्खनित पुराव्यांनुसार तो तौलनिक दृष्ट्या इ. स.पू. १२०० च्या आधी असा अंदाजला गेला होता.
ज्वालाकाच जलसंयोग कालमापन : या पद्धतीचे ऑब्सिडीयन हायड्रेशन डेटिंग हे इंग्रजी नाव रूढ आहे. ही एक प्रकारची नैसर्गिक काच असून ज्वालामुखीच्या उद्रेकातून ती उत्पन्न होते. ती हिरवट अथवा काळपट-मोहक रंगाची असते. तिला उत्कृष्ट चकाकीही असते. सौंदर्य आणि कणखरपणा या गुणांमुळे या काचेपासून अश्मयुगीन मानवाने आपली हत्यारे बनविल्याचे आढळून येते. याशिवाय या काचेचे विविध प्रकारचे काही वैशिष्ट्यपूर्ण अलंकारही उपलब्ध झालेले आहेत. उत्तर आणि दक्षिण अमेरिका, पूर्व आफ्रिका, पश्चिम आशिया, मध्य यूरोप या प्रदेशांत ज्वालाकाच आढळून येते. ईजिप्त व तुर्कस्तान येथे उत्कृष्ट ज्वालाकाच सापडते. भारतात गुजरातचा अपवाद सोडल्यास ती सापडत नाही. तीही निकृष्ट प्रकारची असते. ज्वालाकाच जलसंयोग कालमापनपद्धतीचा वापर प्रथम डी. एल्. क्लार्क यांनी १९६१ च्या सुमारास केला. याशिवाय अरव्हिंग फ्रिटमान, एल्. ई. डिक्सन, जे . डॉयसन, सी. एव्हान्झ, वाय‌्. कात्सुई, जे. मिखेल्स इ. संशोधकांनी या पद्धतीचा वापर मोठ्या प्रमाणावर केला. मेक्सिको आणि पश्चिम आशिया या प्रदेशांत या पद्धतीने कालमापन करून अनेक तारखा निश्चित करण्यात आलेल्या आहेत. ज्वालाकाचेचा छिलका काढल्यावर त्याच्या कोऱ्या पृष्ठभागावार वातावरणातील बाष्पाचा परिणाम होऊन पृष्ठभागापासून आतील भागाकडे थर जमू लागतो व जलसंयोगाची क्रिया सुरू होते. अशा प्रकारे जलसंयोग झालेला हा थर इतका सूक्ष्म असतो, की तो नुसत्या डोळ्यांनी पाहाता येत नाही. हा जलसंयोगाचा थर म्हणजे रासायनिक प्रक्रियेने जमलेला गंज मात्र नव्हे. फक्त ज्वालाकाचांच्या दगडावरच असा जलसंयोगाचा थर तयार होतो, हे वैशष्ट्ये समजले पाहिजे. या प्रक्रियेमुळे ज्वालाकाचेच्या कोऱ्या पृष्ठभागावर पाण्याचे अतिसूक्ष्म कण जमून ते ज्वालाकाचेच्या सर्व अंतर्भागात पसरतात. ज्वालाकाचेमध्ये बहुधा ०·१ ते ०·३ टक्के पाणी असते पण जलसंयोगामुळे हे प्रमाण वाढते. या जलसंयोग थराची जाडी मोजून त्या ज्वालाकाचेचे कालमापन करता येत. ज्वालाकाचेच्या मापनासाठी अत्यंत पातळ चकती कापून घेतली जाते. अशा चकतीची लांबी सु. चार मिमी., रुंदी दोन व जाडी ५–१० मिमी. असली तरी चालते. त्या चकतीच्या पृष्ठभागावरील जलसंयोग थराची जाडी अत्यंत सूक्ष्ममापनयंत्राने मोजतात.
जलसंयोगाचा थर तयार होण्याच्या प्रक्रियेत निरनिराळ्या ठिकाणी असलेले हवामानातील तापमान लक्षात घेणे आवश्यक ठरते. १९६० साली फ्रीटमान आणि आर्. एल्. स्मिथ यांनी निरनिराळ्या भागांतील ज्वालाकाचेच्या नमुन्यांच्या पुरात्त्वीय तारखा अभ्यासून असे सिद्ध केले की, विशिष्ट हवामानानुसार जलसंयोग थराच्या जाडीत फरक पडतो. थंड हवामानाच्या प्रदेशात जलसंयोग थर जमण्यास अर्थातच अधिक काळ लागतो.
दुसरे असे की, ज्वालाकाचेच दोन प्रकार आढळून येतात : रायोलाइटिक आणि ट्रॅकाइटिक. यांतील ट्रॅकाइटिक ज्वालाकाचेवर एक हजार वर्षांत जो जलसंयोग जमतो, त्याची जाडी रायोलाइटिक ज्वालाकाचेवर जमणाऱ्या तितक्याच काळातील जलसंयोग थराच्या जवळजवळ पावणे दोन पट जास्त असते. ईजिप्तमधील पिरॅमिडमध्ये ममीबरोबर सापडलेल्या वस्तू ट्रॅकाइटिक ज्वालाकाचेच्या असल्याने त्या कालमापनाला उपयोगी पडल्या नाहीत. याउलट मिखेल्स यांनी मेक्सिको मध्ये इ. स.पू. ७२०० ते इ. स. पू. १८२१ या काळातील तारखा या पद्धतीने निश्चित करण्यात यश मिळविले. ही पद्धती मर्यादित खर्चाची असल्याने तिचा वापर यूरोप, अमेरिकेत बराच केला जात आहे.
वृक्षवलय कालमापन : या कालमापनपद्धतीस इंग्रजीत डेंड्रोक्रोनॉलॉजी किंवा ट्री–रिंग डेटिंग असे म्हणतात. या पद्धतीचा शोध ए. ई. डग्लस या खगोलशास्त्रज्ञाने लावला. १९०४ पासून डग्लस यांनी सूर्यावरील डाग, हवामानातील बदल आणि वृक्षांची वाढ यांचा एकमेकांशी असणारा संबंध या क्षेत्रात संशोधन सुरू केले. यांचा अभ्यास करताना त्यांना असे आढळून आले, की पिवळ्या पाईन वृक्षांच्या खोडाच्या वर्तुळांचा त्या वृक्षाच्या कालमापनास उपयोग करता येतो. अमेरिकेतील ॲरिझोना विद्यापीठाने या कालमापनपद्धतीच्या क्षेत्रात महत्त्वपूर्ण कामगिरी केली आहे. डग्लस यांनी नैर्ऋत्य अमेरिकेतील पाईन वृक्षांच्या वर्तुळांच्या घडणीचा तक्ता इ. स. पू. ५९ ते इ. स. ७०० या काळाच्या संदर्भात निश्चित केलेला आहे.
ही कालमापनपद्धती दोन तत्त्वांवर आधारलेली आहे. एक, तीत विशिष्ट वर्गाच्या झाडांच्या वर्तुळांची ठराविक रचना असते आणि दोन, तीत विशिष्ट वर्गाच्या झाडांच्या वर्तुळांची घडण समकाल स्वरूपाची असते. ही तत्त्वे लक्षात घेऊन विशिष्ट वर्गाच्या झाडांच्या खोडाचे नमुने हवामान इ. वैशिष्ठ्ये लक्षात घेऊन तपासले जातात व त्यांच्या वर्तुळरचनेचे तक्ते तयार केले जातात.
या पद्धतीच्या उपयोगात काही मर्यादा आहेत. त्यांपैकी पहिली अशी, की कालमापनासाठी सर्व प्रकारच्या झाडांची खोडे उपयोगी पडतात, असे नाही. डग्लस फर, पिवळा पाईन ही झाडे वर्तुळमापनास अत्यंत उपयोगी पडतात. तर ओक, वॉलनट ही झाडे उपयोगी पडत नाहीत. दुसरे असे, की जी झाडे पाणी वाहून जाणाऱ्या सौम्य उताराच्या जमिनीवर उगवतात, ती झाडे वर्तुळमापनास उत्तम ठरतात. कारण त्यांच्या खोडावर वर्तुळे स्पष्ट असतात. तिसरे म्हणजे झाडाच्या फांद्या या मापनाला उपयोगी पडत नाहीत कारण बऱ्याचवेळा त्यांच्या छेदांत वर्तुळे दिसत नाहीत. चौथे असे, की वर्तुळचा रंग व जाडी स्थानिक हवामानाशी निगडित असते. योग्य व पोषक हवामान, पाणी व सूर्यप्रकाश असल्यास समवर्तुले तयार होतात.
मापनयोग्य नमुन्यासाठी खोडाचा असा भाग कापावा, की ज्यात जास्तीतजास्त वर्तुळांचा अंतर्भाव झालेला आहे. गोल खोडाच्या केंद्रबिंदूपासून बाहेरच्या सालीपर्यंत त्रिकोणाकृती – इंग्रजी ‘V’ या अक्षराच्या आकाराचा तुकडा कापून घ्यावा त्यावरील वर्तुळांच्या मापनाला, क्रेगहेड-डग्लस मापनयंत्र अथवा द रूए डेंड्रो-क्रोनोग्राफ किंवा अडो-एक्स ही यंत्रे वापरली जातात. या मापनावरून त्या लाकडाचे वय ठरविण्यासाठी इतरत्र याच झाडांच्या वर्तुळघडणीची व तिला लागणाऱ्या काळाची अचूक माहिती ताडून पाहण्यासाठी शास्त्रज्ञाजवळ उपलब्ध असावी लागते. या सर्व माहितीचा उपयोग करूनही जे वय येते, ते त्या लाकडाच्या नमुन्याचे येते. त्या लाकडापासून बनविलेली हत्यारे, वास्तूंचे खांब, खेळणी इत्यादींचे ते वय ठरत नाही, हे लक्षात घेतले पाहिजे.
या पद्धतीचा वापर अ. सं. सं., मेक्सिको, जपान, तुर्कस्तान आणि ईजिप्त या देशांत करण्यात आलेला आहे. अमेरिकेतील कॅलिफोर्निया भागात जवळजवळ ७,१०० वर्षांतील वृक्षवलय-मापनतक्ता पाईन वृक्षाच्या वयाच्या बाबतीत तयार करण्यात आला आहे. वर्तुलमापनयोग्य नमुना मिळाल्यास एखाद्या वस्तूच्या बांधणीत वापरलेले लाकूड किती जुने आहे, हेही सांगता येते.
हिमवाहित मृत्तिकाथर मापन : या पद्धतीचे कालमापन काही विशिष्ट प्रदेशांपुरतेच मर्यादित ठरलेले आहे. ज्या प्रदेशांचा हिमयुगीन घटनांशी संबंध आला, उदा., यूरोप, त्यांच्या बाबतीत ही कालमापनपद्धती उपयोगी पडलेली आहे.
या पद्धतीचे जनक बॅरन द येर आहेत. स्वीडन, नॉर्वे, फिनलंड इ. देशांत चौथ्या हिमयुगानंतर तेथील बर्फ वितळून जाण्यास सुरुवात झाली व कालांतराने तो प्रदेश मानवाला वस्तीसाठी खुला झाला. हिमनद्यांची पीछेहाट होऊन त्यांचे सीमाग्र मागे सरकत गेले, तसतसे त्यांच्यापुढील मोकळ्या प्रदेशांत अनेक सरोवरे निर्माण झाली. या सरोवरांत सापेक्षता: अधिक भरड कणी, अधिक जाडीचा आणि सापेक्षत: बारीक कणी व कमी जाडीचा असे एकाआड एक गाळाचे थर रचले जाऊन तयार झालेले निक्षेप आढळतात. या निक्षेपांतील एकमेकांवर असणाऱ्या भरड व बारीक कणी थरांच्या प्रत्येक जोडीला ऋतुस्तर म्हणतात. अशी प्रत्येक जोडी एक वर्षाचा काळ दाखवते. उन्हाळ्यात बर्फ वितळून तयार होणारा पाण्याचा प्रवाह आपल्या बरोबर भरड कणी गाळ वाहून सरोवरात टाकतो. या भरड कणी गाळाचा थर पाण्याच्या तळाशी जमतो. सूक्ष्म कण मात्र पाण्यात दीर्घ काळ निलंबित (तरंगत्या) अवस्थेत राहतात. हिवाळ्यात बर्फ वितळणे थांबते. सरोवराचा पृष्ठभाग गोठतो आणि सरोवरात गाळाची भर पडणे थांबते. पण पाण्यातील निलंबित गाळ हळूहळू तळाशी बसून त्याचा अत्यंत सूक्ष्म कणी व कमी जाडीचा थर तयार होतो. अशा प्रकारे साचलेल्या ऋतुस्तरांच्या निक्षेपांचा उभा छेद घेऊन एकून स्तरांची संख्या मोजली, तर ते निक्षेप साचण्यास किती वर्षे लागली, हे अचूक समजते.
या निक्षेपांचे मापन करून बॅरन द येर यांनी असे सिद्ध केले, की सु. चौदा हजार वर्षांपूर्वी स्वीडन देशाच्या दक्षिण टोकापर्यंत बर्फाचे आच्छादन होते. हिमयुगाच्या घटनांशी संबंध नसलेल्या व उष्ण कटिबंधातील देशांच्या बाबतीत या पद्धतीचा उपयोग काहीच नाही. इंग्रजीत या पद्धतीला व्हार्व ॲनॅलिसिस म्हणजे ऋतुस्तर विश्लेषण असे म्हणतात.
बीटा क्रियाशीलता मापन : या आधी औष्णिक दीप्तीच्या संदर्भात आल्फा, बीटा आणि गॅमा उत्सर्जनांचा उल्लेख करण्यात आला आहे.
जमिनीत गाडल्या गेलेल्या खापरांप्रमाणेच इतर भाजून बनविलेल्या अवशेषांना किरणोत्सर्जनाची शक्ती असते. हे किरणोत्सर्जन वर उल्लेखिलेल्या आल्फा व बीटा या क्रियाशीलतेच्या स्वरूपात असते. कालांतराने या क्रियाशीलतेतून निर्माण होणारे किरणोत्सर्जन कमी कमी होत जाते व तिचे मापन समानपाती गणित्र या यंत्राने करता येते.
ज्या जमिनीत काही अवशेष गाडले गेले, त्या जमिनीची बीटा क्रियाशीलता व त्या अवशेषांची बीटा क्रियाशीलता यांच्यात फरक आढळून आल्यास, ते अवशेष त्या जमिनीच्या काळानंतरचे आहेत, म्हणजेच नंतर ते त्या जमिनीत पुरले गेले, असे सिद्ध होते.
रासायनिक पद्धतीच्या चाचण्या : आतापर्यंत विविध प्रकारच्या प्राचीन अवशेषांचे कालमापन कोणकोणत्या शास्त्रीय पद्धतींनी करता येऊ लागले आहे, याचे विवेचन करण्यात आले. हाडांचे कालमापन करण्याच्या तसेच अश्मयुगीन हत्यारांचे कालमापन करण्याच्या काही वैशिष्ट्यपूर्ण पद्धती शोधून काढण्यात आलेल्या आहेत. त्यांपैकी काही अस्थी कालमापनाच्या रासायनिक पद्धती खालील प्रमाणे होत.
नायट्रोजन चाचणी : मृत व्यक्तीला पुरल्यावर कालांतराने तिच्या सांगड्याच्या हाडातून कोलॅजेन नावाचे प्रथिन व चरबी हे दोन घटक नाहीसे होऊ लागतात. चरबी तर पुरल्यावर ताबडतोब नष्ट होते. कोलॅजेन हा घटक मात्र हळूहळू कमी होतो. सारख्या प्रकारच्या जमिनीत सागाडा वा सांगडे पुरले असतील, तर त्यांच्यातील कोलॅजेन कमी होण्याचे प्रमाणही सारखे असल्याचे आढळून येते. यावरून त्या अस्थींचे वा सांगाड्यांचे समकालीनत्व सिद्ध होते.
फ्ल्युओरिन कालमापन : फ्ल्युओरिन हा घटक जमिनीत असणाऱ्या ओलाव्यात असतो. जमिनीत पुरलेली हाडे या ओलाव्यातील फ्ल्युओरिन हा घटक शोषून घेतात. पुरलेल्या अस्थींत फ्ल्युओरिनचे प्रमाण जितके जास्त तितक्या त्या अस्थी प्राचीन.
इंग्लंडमध्ये पिल्टडाउन मानवाची तथाकथित अश्मयुगीन प्राचीनता फ्ल्युओरिन चाचणीद्वारे पूर्णपणे खोटी ठरविली गेली. पिल्टडाउन येथे अर्वाचीन हाडांत फ्ल्युओरिन ०·०३%, नायट्रोजन ४·०% व युरेनियम शून्य टक्के आढळले आणि पिल्टडाउन मानवाच्या जबड्याच्या हाडातही हेच तिन्ही घटकांचे प्रमाण आढळते. त्यानुसार हा मानवी जबडा बनावट असून अगदी अलीकडच्या काळातील आहे, हे सिद्ध झाले. याउलट या मानवी जबड्याबरोबर सापडलेल्या प्राचीन हत्तीच्या दातांत फ्ल्युओरिनचे प्रमाण २·७% आढळले. जवळपास हेच फ्ल्युओरिनचे प्रमाण २·०% इंग्लंडमधील स्वॉन्झकोम येथील प्राचीन मानवी हाडांत सापडले.
इतर चाचण्या : क्ष-किरण पद्धत : (रेडिऑलॉजिकल पद्धती). या पद्धतीत क्ष-किरणांच्या साह्याने अश्मयुगीन हाडांचा काळ ठरविता येतो. क्ष-किरण शोषण आणि क्ष -किरण प्रसारण या तंत्रांवर ही पद्धती आधारलेली आहे.
प्रकाशीय पद्धती : ही पद्धती गुंतागुंतीची असून प्राचीन हाडांच्या बाबतीत ती वापरली जाते. एखाद्या हाडाचे खनिजीकरण झाल्यास त्यामुळे हाडांत रचनाबदल होतात. त्याशी संबद्ध अशी ही पद्धती आहे. त्यांचे मापन करून हाडांची प्राचीनता ठरविली जाते.
रॅसिमीकरण चाचणी : (रॅसिमायझेशन चाचणी). अत्यंत प्राचीन हाडांचे कालमापन या पद्धतीने करता येते. या पद्धतीला ॲस्पर्टिक अम्ल रॅसिमीकरण असे म्हणतात. प्राचीन हाडातील ‘डी-ॲमिनो अम्ले’ व एल् ॲमिनो अम्ले यांचे मापन करून काळ ठरवितात. डी-ॲमिनो अम्लाचे प्रमाण जितके जास्त, तितके ते हाड प्राचीन. अमेरिकेत कॅलिफोर्निया येथे सापडलेल्या प्राचीन सांगाड्याचा काळ या चाचणीनुसार सु. ५०,००० वर्षांइतका ठरवता आला.
पॅटिनेशन कालमापन : खडकांच्या पृष्ठभागावर कालांतराने रासायनिक प्रक्रिया होऊन त्यावर एक प्रकारचा पातळ थर जमतो. काही विशिष्ट समप्रकारच्या हवामानात व समप्रकारच्या खडकावर हा थर सारख्या प्रमाणात जमतो. त्याचे मापन करून त्या खडकाच्या दगडी हत्यारांचा तौलानिक दृष्ट्या एकच काळ असावा, असा अंदाज करता येतो.
या थरांचे प्रकार निरनिराळे असतात. हवामानही वेगवेगळे असते व खडकांचे प्रकारही विविध असतात. त्यामुळे या कालमापनाला मर्यादा पडतात. या विवेचनावरून परातत्त्वीय कालमापनात विविध शास्त्रीय पद्धतींनी किती हातभार लावला आहे, याची यथार्थ कल्पना येईल व पुरातत्त्वीय संशोधनात या शास्त्रशाखांची मदत कशी व का घ्यावी लागते. हेही स्पष्ट होईल.
संदर्भ : 1. Brothwell, Don Higgs, Eric, Ed. Science in Archaeology, London, 1963.
2. Celoria, Francis, Archaeology, New York ,1971.
3. Mitchels, J. W. Dating Methods in Archaeology, New York, 1973.
4. Oakley, K. P. Framework for Dating Fossilman, Chicago, 1964.
5. Zeuner, F. E. Dating the Past, London, 1958.
६. देव, शां. भा., पुरातत्त्वविद्या, पुणे, १९७६.
देव, शां. भा. सोवनी, प्र. वि.
“