पृथ्वीवरील पुरातन नैसर्गिक वस्तूंचे वय शोधून काढण्याचा विचार विलार्ड लिबे या शास्त्रज्ञाने प्रथम मांडला. त्यासाठी त्याने नाविन्यपूर्ण पद्धती शोधून काढली. निरीक्षणात त्याला असे आढळून आले की, निसर्गात कार्बन हा तीन समस्थानिकांच्या स्वरुपात उपलब्ध असतो. कार्बन-१२, कार्बन-१३ आणि कार्बन-१४. त्यापैकी कार्बन-१२ व कार्बन-१३ ही समस्थानिके स्थिर असतात. कार्बन-१४ हे किरणोत्सारी असते आणि त्यामुळे त्याचे कालपरत्वे रूपांतरण होत जाते.
जिवंत वनस्पती जेव्हा हवेतून कार्बन डायऑक्साइड घेतात, तेव्हा ते विशिष्ट समस्थानिकांनाच प्राधान्य देतात असे नाही. ते कार्बन-१२ आणि कार्बन-१४ अशी दोन्ही समस्थानिके समप्रमाणात घेतात. त्यामुळे वातावरणातील कार्बन-१२ व कार्बन-१४ यांचे जे प्रमाण असते तेच कुठल्याही सजीवाच्या पेशीत सापडते. वनस्पती जिवंत असेपर्यंत या दोन समस्थानिकांचे वातावरणातील प्रमाण हे पेशीतील त्यांच्या प्रमाणाइतकेच असते. ती वनस्पती मृत झाल्यावर मात्र त्याच्या पेशीतील कार्बन-१२ची मात्रा तेवढीच राहते आणि कार्बन-१४ हे समस्थानिक किरणोत्सारी असल्याने त्याचे प्रमाण हळूहळू कमी होऊ लागते. किरणोत्सारी कार्बन-१४ हे ५७३० वर्षात मूळ प्रमाणाच्या निम्मे होते. अर्थातच या कालावधीत कार्बन-१२ व कार्बन-१४चे गुणोत्तर जर मोजून बघितले आणि त्याची तुलना वातावरणातील समस्थानिकांशी केली तर त्या जीवाश्माचे वय आपल्याला अचूक काढता येते. कार्बनच्या किरणोत्सारी गुणधर्माचा आधार घेऊन आपण ४०,००० वर्षापूर्वीपर्यंतचे जीवाश्मांचे वय अचूक सांगू शकतो.
ज्या मूलद्रव्यांचा किरणोत्सार हा कार्बनपेक्षाही कमी वेगाने नाश पावतो अशा किरणोत्सारी मूलद्रव्यांचा वापर अधिक पुरातन जीवाश्मांचे वय निश्चित करण्यासाठी केला जातो. उदा. रेडियम, प्ल्युटोनियम.
सूर्यमालेच्या जन्माच्यावेळी शिशाच्या समस्थानिकांचे घटक हे काही उल्कांमधील शिशाचा अंश मोजून निश्चित करता येतात. असे मानले जाते की, पृथ्वीवरील अस्तित्त्वात असलेले शिसे हे युरेनियमची समस्थानिके युरेनियम-२३८ व युरेनियम-२३५ आणि थोरीयमचे समस्थानिक थोरीयम-२३२ यांच्या नाश पावण्याच्या प्रक्रियेतून निर्माण झाली आहेत. जीवाश्मातील युरेनियमचे मूळ प्रमाण व त्यातील सध्याचे शिशाचे प्रमाण यांच्या गुणोत्तरावरूनच आपण पृथ्वीचे वय ४.५ अब्ज वर्ष असल्याचे निश्चित केले आहे. पृथ्वीवरील सर्वात पुरातन खडकाचे वय ३.८ अब्ज वर्षे असल्याचा पुरावा मिळतो. म्हणजे पृथ्वीचे कवच टणक व्हायला ०.७ अब्ज वर्षे लागली असावी.
डॉ. रंजन गर्गे