ในการสืบค้นหรือศึกษาเรื่องราวในอดีต ไม่ว่าจะเป็นทางธรณีวิทยาหรือโบราณคดี หากมีพยานบุคคลที่ยังมีชีวิตอยู่คอยบอกเล่า เรื่องราวก็คงคลี่คลายได้ง่าย หรือหากย้อนกลับไปไกลขึ้นอีกก่อนหน้านั้น ในช่วงที่มี บันทึกประวัติศาสตร์ (historical record) ทั้งจดหมายเหตุ คัมภีร์ใบลาน คติชาวบ้าน ฯลฯ นักธรณีวิทยาและนักโบราณคดีก็ยังพอจะปะติดปะต่อเรื่องราวของงานที่กำลังศึกษาได้ อย่างไรก็ตามหากตัวละครที่กำลังศึกษานั้นเก่าแก่หรือมีอายุมากกว่าเกินที่จะมีคนคอยบอกเล่าหรือมีบันทึกเก็บเอาไว้ หนทางเดียวที่นักธรณีวิทยาและนักโบราณคดีจะสามารถลำดับเรื่องราวหรือเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นได้ก็คือ การหาอายุจากวัดจากวัสดุหรือตัวละครที่ยังหลงเหลืออยู่ในตอนนั้น

ซึ่งนอกจาก การหาอายุสัมพัทธ์ (relative-age dating) ที่ศึกษาได้จากการลำดับชั้นหินและฟอสซิล การหาอายุสัมบูรณ์ (absolute-age dating) เป็นอีกหนึ่งวิธีการที่สำคัญในการศึกษาประวัติศาสตร์และลำดับเหตุการณ์ต่างๆ ที่เกิดขึ้นบนโลก โดย การหาอายุสัมบูรณ์ หมายถึง การหาอายุวัตถุทางวิทยาศาสตร์ ที่สามารถแสดงผลในหน่วยเวลาเป็นตัวเลขที่แน่นอน แตกต่างจาก การหาอายุสัมพัทธ์ ที่จะได้ออกมาในรูปของ อันโน้นแก่กว่าอันนี้ ตรงนี้อ่อนกว่าตรงนั้น

การกำหนดอายุสัมบูรณ์ เรียกอีกอย่างก็ได้ว่า การหาอายุทางวิทยาศาสตร์ (chronology) ซึ่งการหาอายุทางวิทยาศาสตร์ในงานโบราณคดี ภาษาฝรั่งจะใช้คำว่า archaeochronology แต่ถ้าเป็นงานทางธรณีวิทยาจะเรียกว่า geochronology และจะเรียกคนที่เชี่ยวชาญหรือ นักหาอายุทางวิทยาศาสตร์ นี้ว่า chronologist

รูปแบบการแสดงผลอายุ

ดังที่กล่าวในข้างต้น การหาอายุสัมบูรณ์จะแสดงผลออกมาในรูปของตัวเลข ที่ได้จากการตรวจวัดวัสดุและคำนวณผลตามหลักการและทฤษฏีของแต่ละวิธีการหาอายุ ซึ่งในการรายงานหรือนำเสนอผลอายุที่วิเคราะห์ได้ นักหาอายุจะแสดงออกมา 3 ส่วน คือ

1) ตัวเลขอายุ

ตัวเลขอายุ (date) คือ ผลอายุที่ได้โดยตรงจากเครื่องมือตรวจวัดและคำนวณตามหลักทฤษฏีที่กำหนดไว้ในแต่ละวิธีการหาอายุ ซึ่งในศาสตร์ด้านการหาอายุสัมบูรณ์ คำว่า ตัวเลขอายุ (date) และ อายุ (age) จะมีความหมายแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ โดย ตัวเลขอายุ (date) ที่คำนวณได้จะต้องมีการนำมาแปลความหรือตีความ (interpretation) กับบริบทของตัวอย่างหรืองานวิจัย ก่อนที่จะนำเสนอออกมาเป็น อายุ (age) ของวัสดุหรือเรื่องราวนั้นๆ เช่น นักวิจัยเก็บตัวอย่าง อิฐจากแหล่งโบราณคดีจำนวน 5 ก้อน มาหาอายุด้วย วิธีเปล่งแสง (luminescence dating) โดยใช้หลักการตรวจวัดสัญญาณที่มีอยู่นับตั้งแต่อิฐถูกเผาครั้งสุดท้าย ซึ่งสามารถเทียบเคียงได้กับอายุของแหล่งโบราณคดีดังกล่าว โดยผลการตรวจวัดและวิเคราะห์ได้ ตัวเลขอายุ (date) ของอิฐทั้ง 5 ก้อน ดังนี้ 1) 1,235.82 ปี 2) 1,215.44 ปี 3) 1,207.68 ปี 4) 7,963.21 ปี และ 5) 17.56 ปี

ตัวอย่างการแปลความประเด็นที่ 1 : จากอายุที่ได้พบว่าอิฐ 3 ก้อนแรกนั้นมีอายุใกล้เคียงกัน และสอดคล้องกับการประเมินช่วงอายุจากโบราณวัตถุที่อยู่ในพื้นที่ศึกษา ดังนั้นจึงแปลความว่า ตัวเลขอายุของ 3 ตัวอย่างแรกนั้นมีนัยสำคัญและสามารถนำเสนอได้ ส่วนในกรณีของอิฐก้อนที่ 4 ซึ่งมีอายุแก่กว่าสมมุติฐานตั้งต้น (7,963.21 ปี) จึงเป็นไปได้ว่าตัวอย่างอิฐนั้นไม่ได้ถูกเผาไหม้สมบูรณ์จนลบล้างสัญญาณของดินเดิมก่อนที่จะนำมาปั้นอิฐ หรือไม่ก็อาจจะเป็นอิฐจากแหล่งโบราณคดีที่เกิดขึ้นและล่มสลายก่อนหน้า และมีการนำอิฐดังกล่าวมาใช้ก่อสร้างในสถานที่ใหม่ (ซึ่งตรงนี้ก็ขึ้นอยู่กลับบริบทของแหล่งโบราณคดีนั้นๆ)

นอกจากนี้จากตัวเลขอายุของอิฐก้อนที่ 5 พบว่ามีอายุใกล้เคียงปัจจุบัน (17.56 ปี) แปลความได้ว่าอาจจะมีการนำอิฐในสมัยปัจจุบันมาซ่อมบำรุงหรือปรับแต่งแหล่งโบราณคดีก่อนหน้านั้น หรือไม่ก็อาจจะเป็นความผิดพลาดในระหว่างการตรวจวัดหรือในขั้นตอนเตรียมตัวอย่างก่อนการตรวจวัด เป็นต้น

ตัวอย่างอิฐและสีผิวภายในของอิฐ เก็บมาจาก แหล่งโบราณคดีบ้านทุ่งตึก อำเภอตะกั่วป่า จังหวัดพังงา

ตัวอย่างการแปลความประเด็นที่ 2 : สืบเนื่องจากธรรมชาติของศักยภาพการหาอายุด้วยวิธีเปล่งแสงมีความแม่นยำอยู่ที่หลัก 10 ปี ดังนั้น ตัวเลขหลักหน่วยหรือแม้กระทั่งตัวเลขหลังจุดทศนิยมที่แสดงผลออกมานั้นจึงเป็นเพียงตัวเลขที่ได้จากการคำนวณทางคณิตศาสตร์ แต่ไม่มีนัยสำคัญในด้านการนำเสนอ อายุ (age) เนื่องจากเป็นการแสดงผลเกินจริงจากศักยภาพของการวิเคราะห์ (over estimation)

ดังนั้นผลการศึกษาหาอายุอิฐจากแหล่งโบราณคดีทั้ง 5 ก้อน ที่ได้ผล ตัวเลขอายุ (date) ดังแสดงในข้างต้น สามารถแปลความเป็น อายุ (age) ของอิฐหรือแหล่งโบราณคดีได้ 3 ตัวอย่าง ดังนี้ 1) 1,240 ปี 2) 1,220 ปี และ 3) 1,210 ปี

2) หน่วยอายุ

หน่วยที่นิยมใช้ในการหาอายุสัมบูรณ์ คือ ปี (year) ซึ่งหมายถึง คาบของการโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ โดยนิยมใช้สัญลักษณ์ตามมาตรฐาน International System of Units (SI) เช่น y yr kyr myr และ byr เป็นต้น หรือในกรณีของการหาอายุทางธรณีวิทยาอาจใช้ตัวอักษรย่อ a (ภาษาละติน annum = ปี) เช่น ka (kiloannum) = 10³ ปี Ma (megaannum) = 10⁶ ปี Ga (gigaannum) = 10⁹ ปี Ta (teraannum) = 10¹² ปี Pa (petaannum) = 10¹⁵ ปี Ea (exaannum) = 10¹⁸ ปี เป็นต้น

3) คำขยายความของอายุ

นอกจาก อายุ (age) และ หน่วยอายุ (age unit) การรายงานหรือนำเสนออายุในรายงานการวิจัย มักจะเพิ่มคำขยายในรูปแบบตัวย่อ เพื่อขยายความถึงจุดกำเนิดหรือช่วงเวลาเริ่มต้นในการนับอายุ ได้แก่

• B.E. ย่อมาจาก Buddhist Era หรือ พุทธศักราช (พ.ศ.) ซึ่งหมายถึง การเริ่มนับอายุ พ.ศ. 1 เมื่อสมเด็จพระสัมมาสัมพุทธเจ้าเสด็จปรินิพพาน เช่น B.E. 2564
• A.D. ย่อมาจาก Amno Domini ในภาษาละติน แปลว่า in the year of Christian era since the birth of Christ หรือ คริสต์ศักราช (ค.ศ.) โดยเริ่มต้นนับ ค.ศ. 1 ในปีที่พระเยซูกำเนิดและมีอายุครบ 1 ปี เช่น A.D. 2021
• B.C. ย่อมาจาก Before (the birth of) Christ หรือก่อนคริสต์ศักราช เช่น ปีนี้เป็นปี ค.ศ. (A.D.) 2010 และ โบราณวัตถุชิ้นหนึ่งมีอายุ 500 B.C. หมายถึง วัตถุชิ้นนี้มีอายุ หรือแก่ หรือสร้างขึ้นเมื่อ 2010+500 = 2,510 ปี เป็นต้น

• BP ย่อมาจาก Before Present ซึ่งตัวย่อนี้จะใช้เฉพาะในกรณีของการหาอายุด้วย วิธีคาร์บอน-14 เท่านั้น และคำว่า present หรือปัจจุบันในความหมายของวิธีคาร์บอน-14 หมายถึง ปี ค.ศ. 1950 ทั้งนี้เนื่องจากข้อจำกัดในการหาอายุด้วยวิธีคาร์บอน-14 ที่สามารถตรวจวัดได้เฉพาะตัวอย่างที่มีอายุก่อน ปี ค.ศ. 1950 เพราะในเชิงเทคนิคจะต้องมีการเปรียบเทียบปริมาณ C ของตัวอย่างกับ C ที่อยู่ในอากาศของโลก แต่เนื่องจากในช่วง ปี ค.ศ. 1950 เป็นยุคปฏิวัติอุตสาหกรรมและมีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่อากาศจำนวนมาก ทำให้การหาอายุด้วยวิธีคาร์บอน-14 ไม่สามารถหาอายุกับตัวอย่างที่เกิดหลังจากปี ค.ศ. 1950 ได้ โดยตัวอย่างที่นำไปหาอายุหากเกิดหลังปี ค.ศ. 1950 ผลการหาอายุจะรายงานในรูปของ “post bomb” ซึ่งหมายความว่าตัวอย่างดังกล่าวเกิดหลัง ปี ค.ศ. 1950 ส่วนในกรณีที่ตัวอย่างนั้นสามารถหาอายุได้ด้วยวิธีคาร์บอน-14 เช่น ตัวอย่างถ่านอายุ 1,000 yr BP หมายความว่า ตัวอย่างนั้นอยู่ในช่วงปี ค.ศ. 1950-1000 = ค.ศ. 950 เป็นต้น

วิธีการหาอายุที่นิยมใช้ในปัจจุบัน

นับตั้งแต่อดีตที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ได้มีการคิดค้นเทคนิคหรือวิธีการหาอายุสัมบูรณ์ของวัสดุมาอย่างต่อเนื่อง โดยอาศัยทฤษฏีหรือหลักการทางวิทยาศาสตร์ต่างๆ มาเป็นเกณฑฺ์ โดยจากการรวบรวมในเบื้องต้นพบว่า ในแต่ละหลักการทางวิทยาศาสตร์ จะมีการนำเสนอวิธีการหาอายุอยู่หลากหลายวิธี ดังนี้

• การหาอายุจากหลักการทางกัมมันตรังสี (Radiometric Dating)
  • วิธียูเรเนียม-ตะกั่ว (U-Pb Dating)
  • วิธีโปรแตสเซียม-อาร์กอน (K-Ar Dating)
  • วิธีอาร์กอน-อาร์กอน (Ar-Ar Dating)
  • วิธีรูบิเดียม-สทรอนเชียม (Rb-Sr Dating)
  • วิธีคาร์บอน-14 (C-14 หรือ Radiocarbon Dating)
• การหาอายุจากหลักการกักเก็บประจุอิเลฺ็กตรอน (Trapped-charge Dating)
  • วิธีเปล่งแสงความร้อน (Thermoluminescence Dating หรือ TL Dating)
  • วิธีเปล่งแสงจากการกระตุ้นด้วยแสง (Optically Stimulated Luminescence Dating หรือ OSL Dating)
  • วิธีสั่นพ้องการหมุนอิเล็กตรอน (Electron Spin Resonance Dating หรือ ESR Dating)
• การหาอายุด้วยวิธีเทียบเคียง (Comparative Dating)
  • วิธีวงปีต้นไม้ (Tree-ring Dating หรือ Dendrochronology)
  • วิธีสนามแม่เหล็กโลกบรรพกาล (Paleomagnetic Dating)
  • วิธีชั้นดินเลน (Varve Dating)
  • วิธีเทียบเอกลักษณ์ (Typology)
• การหาอายุสัมบูรณ์รูปแบบอื่นๆ (Other Absolute Dating)
  • วิธีนับรอยฟิชชัน (Fission Track Dating)
  • วิธีออบซฺิเดียน (Obsidian Dating)
  • วิธีกรดอะมิโน (Amino Acid Dating)
  • วิธีไลเคน (Lichenometric Dating)

การเลือกใช้วิธีการหาอายุที่เหมาะสม

ด้วยทฤษฎี เทคโนโลยีและเครื่องมือที่ถูกพัฒนาขึ้นอย่างต่อเนื่องในปัจจุบัน ทำให้การหาอายุสัมบูรณ์นั้นมีหลากหลายวิธีตามทฤษฎีที่ใช้หาอายุ ซึ่งในแต่ละครั้งของการเลือกใช้วิธีหาอายุกับวัตถุที่ต้องการศึกษานั้น นักวิทยาศาสตร์หรือนักหาอายุควรพิจารณาข้อจำกัดและปัจจัยสำคัญ 3 ปัจจัย คือ

1) วัตถุหรือตัวอย่าง (material) ควรพิจารณาว่าตัวอย่างที่ต้องการหาอายุนั้นเป็นวัตถุชนิดใดและเหมาะสมกับวิธีการหาอายุแบบใดดังแสดง เช่น การหาอายุด้วยวิธีคาร์บอน-14 มีประสิทธิภาพสูงในการหาอายุตัวอย่างอินทรียวัตถุ ส่วนการหาอายุด้วยวิธีเรืองแสงความร้อนหรือวิธีกระตุ้นด้วยแสงเหมาะกับการหาอายุวัตถุที่มีองค์ประกอบเป็นแร่ควอตซ์ เป็นต้น

2) ช่วงอายุที่เหมาะสม (expected date) สืบเนื่องจากข้อจำกัดทางทฤษฏี ทำให้วิธีการหาอายุในแต่ละวิธีมีประสิทธิภาพกับเฉพาะบางช่วงเวลาเท่านั้น ดังนั้นหากนำตัวอย่างที่ประเมินในเบื้องต้นว่ามีอายุเกินช่วงอายุที่จำกัดไว้ จะทำให้ผลการหาอายุที่ได้นั้นไม่แม่นยำและไม่น่าเชื่อถือ

3) ค่าความผิดพลาด (error) นอกจากนี้วิธีการหาอายุในแต่ละวิธี จะมีความผิดพลาดที่แตกต่างกัน อันเนื่องมาจากข้อจำกัดทางทฤษฏี ขึ้นอยู่กับผู้วิจัยว่าสามารถยอมรับค่าความผิดพลาดที่จะเกิดขึ้นในวิธีการหาอายุที่เลือกใช้ได้มากน้อยแค่ไหน

โดยผลจากข้อจำกัดด้านความผิดพลาดของแต่ละวิธีการหาอายุ ทำให้ในการหาอายุตัวอย่างเดียวกันหลายๆ ครั้ง จะได้ค่าที่แปรปรวนในระดับแตกต่างกันไป ซึ่งในทางศาสตร์ของการหาอายุ มีนิยามของความแปรปรวนของค่าอายุ 2 แบบ ดังนี้

• ความแม่นยำ (precision) คือ การเก็บข้อมูลหลายๆ ครั้งแล้วคำนวณแปรผลออกมาปรากฏว่า ได้ข้อมูลที่ใกล้เคียงกัน หรือมีส่วนเบี่ยงเบน หรือ ความแปรปรวนน้อย เมื่อเทียบกับค่าเฉลี่ยของชุดข้อมูล
• ความถูกต้อง (accuracy) คือ ข้อมูลที่เก็บมา ให้ข้อมูลที่ความใกล้เคียงกับค่าเพราะสมมติฐาน หรือทฤษฎี มาก หรือ แปรปรวนจากค่าตามทฤษฎีไม่มาก

ดังนั้นในการทำงานเกี่ยวกับการหาอายุวัสดุทางธรณีวิทยาหรือโบราณคดีหากใช้วิธีการหาอายุเพียงวิธีการเดียว ถึงแม้ว่าจะตรวจวัดตัวอย่างหลายๆ ตัวอย่าง หรือทำซ้ำหลายๆ ครั้ง ก็จัดอยู่ว่ามีความแม่นยำแต่ไม่สามารถตอบได้ว่าหาอายุที่ได้นั้นมีความถูกต้องหรือไม่ ซึ่งหากต้องการความถูกต้องมากยิ่งขึ้น แนวทางที่นักหาอายุทางธรณีวิทยานิยมใช้คือ การเลือกวิธีการหาอายุอื่นๆ นอกเหนือจากวิธีการหลักที่ใช้ มาทำการทดสอบอายุบางตัวอย่าง เพื่อให้เป็นอายุควบคุม และป้องกันการผิดพลาดทั้งระบบอันเนื่องมาจากเทคนิควิธีการหรือเครื่องมือหลักที่นักวิจัยเลือกใช้

. . .
บทความล่าสุด : www.mitrearth.org
เยี่ยมชม facebook : มิตรเอิร์ธ – mitrearth