Hoe Tree Rings het verstrijken van de tijd volgen

Dendrochronologie is de formele term voor boomring-datering, de wetenschap die de jaarringen van bomen als een gedetailleerd verslag van klimaatverandering in een regio, evenals een manier om de bouwdatum voor verschillende soorten houten voorwerpen te benaderen.

Belangrijkste afhaalrestaurants: dendrochronologie

Zoals archeologische dateringstechnieken gaan, is dendrochronologie uiterst nauwkeurig: als de groeiringen in een houten object bewaard blijven en kan worden gekoppeld aan een bestaande chronologie, onderzoekers kunnen het precieze kalenderjaar bepalen - en vaak het seizoen - waarvoor de boom is gekapt het.

Vanwege die precisie wordt dendrochronologie gebruikt om te kalibrerenkoolstofdatering, door de wetenschap een maat te geven voor de atmosferische omstandigheden waarvan bekend is dat ze de koolstofdatering veroorzaken.

Radiokoolstofdata die zijn geweest gekalibreerd in vergelijking met dendrochronologische records worden ze aangeduid met afkortingen zoals cal BP, of gekalibreerd jaren voor heden.

Boomring-datering werkt omdat een boom groter wordt - niet alleen hoogte maar ook omtrek - in meetbare ringen die elk jaar in zijn leven worden gemeten. De ringen zijn de cambium laag, een ring van cellen die tussen het hout en de schors ligt en waaruit nieuwe schors en houtcellen ontstaan; elk jaar wordt er een nieuw cambium gemaakt, waarbij het vorige op zijn plaats blijft. Hoe groot de cellen van het cambium elk jaar groeien, gemeten als de breedte van elke ring, hangt af van temperatuur en vochtigheid - hoe warm of koel, droog of nat de seizoenen van elk jaar waren.

Milieu-inputs in het cambium zijn voornamelijk regionale klimatologische variaties, veranderingen in temperatuur, droogte en bodemchemie, die samen zijn gecodeerd als variaties in de breedte van een bepaalde ring, in de houtdichtheid of -structuur, en / of in de chemische samenstelling van de gevangenismuren. Op zijn meest basale, tijdens droge jaren zijn de cellen van het cambium kleiner en daardoor is de laag dunner dan tijdens natte jaren.

Niet alle bomen kunnen worden gemeten of gebruikt zonder aanvullende analytische technieken: niet alle bomen hebben cambiums die jaarlijks worden gemaakt. In tropische gebieden worden bijvoorbeeld jaarringen niet systematisch gevormd, of jaarringen zijn niet aan jaren gebonden of zijn er helemaal geen ringen. Wintergroene cambiums zijn vaak onregelmatig en worden niet jaarlijks gevormd. Bomen in arctische, subarctische en alpiene gebieden reageren anders, afhankelijk van hoe oud de boom is is - oudere bomen hebben een verminderde waterefficiëntie, wat resulteert in een verminderde reactie op temperatuur veranderingen.

Tree-ring dating was een van de eerste absolute dateringsmethoden ontwikkeld voor archeologie, en werd uitgevonden door astronoom Andrew Ellicott Douglass en archeoloog Clark Wissler in de eerste decennia van de 20e eeuw.

Douglass was vooral geïnteresseerd in de geschiedenis van klimatologische variaties in boomringen; het was Wissler die voorstelde de techniek te gebruiken om te identificeren wanneer adobe pueblos van het Amerikaanse zuidwesten werden gebouwd, en hun gezamenlijke werk culmineerde in onderzoek aan de Ancestral Pueblo stad Showlow, in de buurt van de moderne stad Showlow, Arizona, in 1929.

Archeoloog Neil M. Judd wordt gecrediteerd met het overtuigen van de National Geographic Society om de First Beam Expedition, waarin logboeken van bezette pueblo's, missiekerken en prehistorische ruïnes uit het Amerikaanse zuidwesten werden verzameld en geregistreerd naast die van levende ponderosa den bomen. De ringbreedtes waren op elkaar afgestemd en kruislings gedateerd, en tegen de jaren 1920 waren de chronologieën bijna 600 jaar geleden gebouwd. De eerste ruïne die aan een specifieke kalenderdatum was gebonden, was Kawaikuh in het Jeddito-gebied, gebouwd in de 15e eeuw; houtskool uit Kawaikuh was de eerste houtskool die werd gebruikt in (de latere) radiokoolstofonderzoeken.

In 1929 werd Showlow opgegraven door Lyndon L. Hargrave en Emil W. Hauryen dendrochronologie uitgevoerd op Showlow leidde tot de eerste enkelvoudige chronologie voor het zuidwesten, die zich uitstrekte over een periode van meer dan 1.200 jaar. De Laboratorium voor Tree-Ring Research werd opgericht door Douglass aan de Universiteit van Arizona in 1937 en doet nog steeds onderzoek.

In de afgelopen honderd jaar zijn er voor verschillende soorten over de hele wereld boomringsequenties gebouwd, met zulke lange datumsnaren als een 12.460 jaarsequentie in Midden-Europa voltooid op eiken door het Hohenheim-laboratorium en een 8.700 jaar lang bristlecone den sequentie in Californië. Het opbouwen van een chronologie van de klimaatverandering in een regio van vandaag was in de eerste plaats een kwestie van het matchen van overlappende boomringpatronen in oudere en oudere bomen; maar dergelijke inspanningen zijn niet langer uitsluitend gebaseerd op boomringbreedtes.

Kenmerken zoals houtdichtheid, de elementaire samenstelling (dendrochemie genoemd) van de samenstelling, de anatomische kenmerken van het hout en stabiele isotopen gevangen in de cellen zijn gebruikt in combinatie met traditionele analyse van de ringbreedte van bomen om de effecten van luchtverontreiniging, de opname van ozon en veranderingen in de zuurgraad van de bodem in de tijd te bestuderen.

In 2007 beschreef de Duitse houtwetenschapper Dieter Eckstein houten artefacten en het bouwen van spanten binnen de Middeleeuwse stad Lübeck, Duitsland, een uitstekend voorbeeld van de talloze manieren waarop de techniek kan worden gebruikt.

De middeleeuwse geschiedenis van Lübeck omvat verschillende gebeurtenissen die relevant zijn voor de studie van boomringen en bossen, waaronder wetten die eind 12 en begin 13 zijn aangenomen eeuw waarin enkele fundamentele duurzaamheidsregels werden vastgesteld, twee verwoestende branden in 1251 en 1276, en een bevolkingsongeluk tussen ongeveer 1340 en 1430 als gevolg van de Zwarte Dood.

• De bouwgieken in Lübeck worden gekenmerkt door het uitgebreide gebruik van jongere bomen, wat aangeeft dat de vraag groter is dan het herstelvermogen van de bossen; bustes, zoals nadat de Zwarte Dood de bevolking heeft gedecimeerd, worden aangeduid met een lange periode van helemaal geen constructie, gevolgd door het gebruik van zeer oude bomen.
• In sommige van de rijkere huizen werden de spanten die tijdens de bouw werden gebruikt, op verschillende tijdstippen gekapt, soms meer dan een jaar; de meeste andere huizen hebben tegelijkertijd dakspanten gekapt. Eckstein suggereert dat dit komt omdat hout voor het rijkere huis werd verkregen op een houtmarkt, waar de bomen zouden zijn gekapt en opgeslagen totdat ze konden worden verkocht; terwijl minder welvarende woningconstructies just-in-time werden gebouwd.
• Bewijs van houthandel over lange afstand wordt gezien in hout dat is geïmporteerd voor kunstwerken zoals het Triumphal Cross en Screen at the St. Jacobi kathedraal. Dat werd geïdentificeerd als zijnde gemaakt van hout dat specifiek was verzonden van 200-300 jaar oud bomen uit de Pools-Baltische bossen, waarschijnlijk langs gevestigde handelsroutes vanuit de havens van Gdansk, Riga of Konigsberg.

Cláudia Fontana en collega's (2018) documenteerden vorderingen bij het opvullen van een grote leemte in dendrochronologisch onderzoek in tropische en subtropische gebieden, omdat bomen in die klimaten complexe ringpatronen hebben of geen zichtbare boomringen helemaal niet. Dat is een probleem, want omdat de wereldwijde klimaatverandering gaande is, moeten we de fysische, chemische en biologische processen die de terrestrische koolstofniveaus beïnvloeden, worden steeds meer belangrijk. De tropische en subtropische regio's van de wereld, zoals het Braziliaanse Atlantische Woud van Zuid-Amerika, slaan ongeveer 54% van de totale biomassa van de planeet op. De beste resultaten voor standaard dendrochronologisch onderzoek zijn met de evergreen Araucaria angustifolia (Paraná-den, Braziliaanse den of kandelaboom), met een sequentie die is vastgesteld in het regenwoud tussen 1790-2009 CE); voorbereidende studies (Nakai et al. 2018) hebben aangetoond dat er chemische signalen zijn die neerslag en temperatuurveranderingen volgen, die kunnen worden gebruikt om meer informatie te verkrijgen.

Een onderzoek uit 2019 (Wistuba en collega's) wees uit dat boomringen ook kunnen waarschuwen voor dreigende instortingen van hellingen. Het blijkt dat bomen die gekanteld zijn door aardverschuivingen excentrische elliptische boomringen registreren. De neerwaartse delen van de ringen worden breder dan de opwaartse, en in studies uitgevoerd in Polen, Malgorzata Wistuba en collega's ontdekten dat die hellingen tussen drie en vijftien jaar vóór catastrofaal zijn ineenstorting.

Het was al lang bekend dat drie 9e-eeuwse Viking-grafheuvels bij Oslo, Noorwegen (Gokstad, Osebergen Tune) was op een bepaald moment in de oudheid ingebroken. De indringers hebben de schepen geschonden, de grafgoederen beschadigd en de botten van de overledene eruit getrokken en verspreid. Gelukkig voor ons lieten de plunderaars de gereedschappen achter die ze gebruikten om in de heuvels te breken, houten schoppen en brancards (kleine platforms die worden gebruikt om voorwerpen uit de graven te vervoeren), die werden geanalyseerd met dendrochronologie. Het binden van boomringfragmenten in de tools aan gevestigde chronologieën, ontdekten Bill en Daly (2012) dat alle drie de terpen werden geopend en de grafgoederen werden in de 10e eeuw beschadigd, waarschijnlijk als onderdeel van Harald Bluetooth's campagne om Scandinaviërs tot het christendom te bekeren.

Wang en Zhao gebruikten dendrochronologie om naar de data van een van de Silk Road-routes gebruikt tijdens de Qin-Han-periode, de Qinghai-route. Om tegenstrijdig bewijs op te lossen toen de route werd verlaten, keken Wang en Zhao naar houtresten uit graven langs de route. Sommige historische bronnen hadden gemeld dat de Qinghai-route werd verlaten door de 6e eeuw na Christus: dendrochronologische analyse van 14 graven langs de route identificeerde een voortdurend gebruik tot laat 8e eeuw. Een studie van Kristof Haneca en collega's (2018) beschreef bewijs voor de invoer van Amerikaans hout naar bouw en onderhoud de 440 mijl (700 km) lange verdedigingslinie van loopgraven uit de Eerste Wereldoorlog langs het westen voorkant.

• Bill, Jan en Aoife Daly. "De plundering van de scheepsgraven uit Oseberg en Gokstad: een voorbeeld van machtspolitiek?" Oudheid 86.333 (2012): 808–24. Afdrukken.
• Fontana, Cláudia, et al. "Dendrochronologie en klimaat in het Braziliaanse Atlantische woud: welke soorten, waar en hoe." Neotropical Biology and Conservation 13.4 (2018). Afdrukken.
• Haneca, Kristof, Sjoerd van Daalen en Hans Beeckman. "Timber for the Trenches: A New Perspective on Archaeological Wood from First World War Trenches in Flanders Fields." Oudheid 92.366 (2018): 1619–39. Afdrukken.
• Manning, Katie, et al. "The Chronology of Culture: A Comparative Assessment of European Neolithic Dating Approaches." Oudheid 88.342 (2014): 1065–80. Afdrukken.
• Nakai, Wataru, et al. "Voorbeeldbereiding van ringloze tropische bomen voor δ18O-meting in isotoop-dendrochronologie." Tropen 27.2 (2018): 49–58. Afdrukken.
• Turkon, Paula, et al. "Toepassingen van dendrochronologie in Noordwest-Mexico." Latijns-Amerikaanse oudheid 29.1 (2018): 102–21. Afdrukken.
• Wang, Shuzhi en Xiuhai Zhao. "De Qinghai-route langs de zijderoute opnieuw evalueren met behulp van dendrochronologie." Dendrochronologia 31.1 (2013): 34–40. Afdrukken.