દીર્ઘકાલીન પરિવર્તન (secular changes) : ઘણો વધારે અર્ધ-જીવનકાળ ધરાવતાં રેડિયોઍક્ટિવ વિભંજનશીલ તત્વોમાં, લાંબા સમય બાદ થતો ફેરફાર. ભારે અસ્થાયી રેડિયોઍક્ટિવ તત્વોની ન્યૂક્લિયસમાંથી આલ્ફા અને બીટા જેવા અનુક્રમે ધન અને ઋણ વિદ્યુતભારિત કણો અને γ (ગૅમા) વિકિરણ-ઊર્જાના ઉત્સર્જનની ઘટનાને રેડિયોઍક્ટિવિટી કહે છે. આ તત્વને રેડિયોઍક્ટિવ કહે છે. જે સમય દરમિયાન તત્વ(કે પદાર્થ)માં રહેલા કુલ રેડિયોઍક્ટિવ પરમાણુઓની અર્ધી સંખ્યાના પરમાણુઓનું વિભંજન થાય છે તેને અર્ધજીવનકાળ કહે છે. રેડિયોઍક્ટિવ તત્વનો ન્યૂનતમ અર્ધજીવનકાળ 1.5 × 10–8 સેકન્ડ જેટલો નોંધાયો છે. આવા તત્વમાં થતું પરિવર્તન અલ્પકાલીન ગણાય જ્યારે રેડિયોઍક્ટિવ તત્વનો મહત્તમ અર્ધજીવનકાળ 1.4 × 1010 વર્ષ જેટલો નોંધાયો છે. આવા તત્વમાં થતા પરિવર્તનને દીર્ઘકાલીન કહે છે. નિયત સમયમાં વિભંજન પામતા રેડિયોઍક્ટિવ પરમાણુઓની સંખ્યા એકસરખી રહેતી નથી. આથી રેડિયોઍક્ટિવિટીની પ્રક્રિયા સાંખ્યિકીય (statistical) પ્રકૃતિ ધરાવે છે.
જૈવિક પુરાતત્વીય નમૂનાઓની વય અંદાજવાની પદ્ધતિને રેડિયોકાર્બન-કાલનિર્ધારણ (radio-carbon dating) કહે છે. વિલિયમ એફ. લિબ્બી (1908–1980) અને તેના સાથીદારોએ આ પદ્ધતિ વિકસાવી હતી. જૈવિક અવશેષની વય નક્કી કરવા માટે વૃક્ષવિદ્યાકાલનિર્ધારણ (dendrochronological) પદ્ધતિ પણ છે.
આ બંને પદ્ધતિ બિલકુલ બંધબેસતી નથી. તેમની વચ્ચેનો તફાવત નીચેની આકૃતિમાં જોવા મળે છે.
અહીં આકૃતિમાં વૃક્ષવિદ્યાકાલક્રમ અને કાર્બનકાલનિર્ધારણનો સંબંધ દર્શાવ્યો છે. O-રેખા ઉપરનાં 14C મૂલ્યો ઓછી વય અને નીચેનાં મૂલ્યો વધુ વય દર્શાવે છે. દીર્ઘકાલીન પરિવર્તનની પ્રક્રિયાઓ જ્યા-તરંગ વિધેય (sinewave function) પ્રકૃતિ ધરાવે છે. આવા વક્રનો આવર્તનકાળ 8500–9000 વર્ષ જેટલો છે, જે 4500–5000 ઈ. સ. પૂ. 8–10 % (650–800) પરિવર્તનને અધીન હતો. 6000 ઈ. સ. પૂ. દીર્ઘકાલીન પરિવર્તનનાં લક્ષણોના દેખીતા પુરાવા અપ્રાપ્ય છે.
રેડિયોકાર્બન અને વૃક્ષવિદ્યા-કાલનિર્ધારણ (દીર્ઘકાલીન પરિવર્તન અસર) વચ્ચેનો સંબંધ. લાકડાનો નમૂનો લઈને આ સંબંધ નક્કી કરેલો છે.
છેલ્લાં થોડાંક લાખ વર્ષો પૂર્વે પૃથ્વીના દ્વિધ્રુવી ક્ષેત્રની તીવ્રતામાં થતા ફેરફારના દસ્તાવેજ ભૂ-ભૌતિકવિજ્ઞાનીઓએ એકઠા કર્યા છે. અહીં ક્ષેત્રની તીવ્રતા અને 14Cનો ઉત્પાદનદર વ્યસ્ત સંબંધ ધરાવે છે. આથી સૈદ્ધાંતિક રીતે મહત્તમ અને ન્યૂનતમ દીર્ઘકાલીન પરિવર્તનમાં થતા વિચલનનું મૂલ્ય બહિર્વેશન (extrapolation) વડે નક્કી કરી શકાય છે. અહીં લાંબા સમયગાળા દરમિયાન ભૂ-ચુંબકીય ક્ષેત્ર અને હવામાન જેવાં પરિબળોની અસરોને લીધે 14Cના ઉત્પાદનમાં રહેલી અનિયમિતતાને ધ્યાનમાં લેવી જોઈએ. સમય સાથે 14C પ્રક્રિયામાં થતા ફેરફારનાં કારણોની ચોક્કસ માહિતી ઉપલબ્ધ ન થાય ત્યાં સુધી બહિર્વેશનથી મળતાં મૂલ્યો અધૂરાં ગણાય.
હરગોવિંદ બે. પટેલ