Jak pierścienie drzew śledzą upływ czasu

Dendrochronologia jest formalnym terminem na datowanie pierścieni drzew, naukę, która korzysta z pierścienie wzrostu drzew jako szczegółowy zapis zmian klimatycznych w regionie, a także sposób na przybliżenie daty budowy drewnianych obiektów wielu typów.

Najważniejsze informacje: dendrochronologia

W miarę rozwoju technik datowania archeologicznego dendrochronologia jest niezwykle precyzyjna: jeśli pierścienie wzrostu w drewnianym obiekcie zostaną zachowane i można powiązać z istniejącą chronologią, badacze mogą ustalić dokładny rok kalendarzowy - i często sezon - drzewo zostało ścięte, aby to.

Ze względu na tę precyzję do kalibracji służy dendrochronologiadatowanie radiowęglowe, podając nauce miarę warunków atmosferycznych, o których wiadomo, że powodują zmiany dat radiowęglowych.

Daty radiowęglowe, które zostały skalibrowany w porównaniu do zapisów dendrochronologicznych są oznaczone skrótami, takimi jak cal BP, lub skalibrowanymi latami przed teraźniejszością.

Datowanie pierścieni działa, ponieważ drzewo rośnie każdego roku - nie tylko wzrost, ale i obwód - w mierzalnych pierścieniach. Pierścienie są kambium warstwa, pierścień komórek leżący między drewnem a korą, z którego powstają nowe kora i komórki drewna; każdego roku powstaje nowy kambium, pozostawiając poprzedni. To, jak duże komórki kambium rosną każdego roku, mierzone jako szerokość każdego pierścienia, zależy od temperatury i wilgotności - jak ciepłe lub chłodne, suche lub mokre były pory roku.

Wkłady środowiskowe do kambium to przede wszystkim regionalne zmiany klimatu, zmiany temperatury, suchości i chemii gleby, które razem są kodowane jako zmiany szerokości określonego pierścienia, gęstości lub struktury drewna i / lub składu chemicznego ściany komórkowe. W najbardziej podstawowym stanie, w latach suchych komórki kambium są mniejsze, a zatem warstwa jest cieńsza niż w latach mokrych.

Nie wszystkie drzewa można zmierzyć lub wykorzystać bez dodatkowych technik analitycznych: nie wszystkie drzewa mają kambiony, które są tworzone co roku. Na przykład w regionach tropikalnych roczne pierścienie wzrostu nie są tworzone systematycznie lub pierścienie wzrostu nie są powiązane z latami lub w ogóle nie ma pierścieni. Zimozielone kambium są zwykle nieregularne i nie powstają co roku. Drzewa w regionach arktycznych, subarktycznych i alpejskich reagują różnie w zależności od wieku drzewa to - starsze drzewa mają zmniejszoną efektywność wody, co skutkuje zmniejszoną reakcją na temperaturę zmiany.

Datowanie pierścieni drzew było jednym z pierwszych bezwzględne metody randkowe opracowany dla archeologii i został wynaleziony przez astronoma Andrew Ellicotta Douglassa i archeologa Clarka Wisslera w pierwszych dziesięcioleciach XX wieku.

Douglass interesował się przede wszystkim historią zmian klimatycznych występujących w słojach; to Wissler zasugerował zastosowanie tej techniki do identyfikacji, kiedy zbudowano pueblo firmy Adobe na południowym zachodzie, a ich wspólna praca zakończyła się badaniami Ancestral Pueblo miasto Showlow, w pobliżu nowoczesnego miasta Showlow w Arizonie, w 1929 roku.

Archeolog Neil M. Juddowi przypisuje się przekonanie National Geographic Society do utworzenia Ekspedycja First Beam, w których zebrano sekcje kłód z okupowanych pueblos, kościołów misyjnych i prehistorycznych ruin z południowo-zachodniej części Stanów Zjednoczonych i zapisano je obok tych z żywych sosna zwyczajna drzewa. Szerokości pierścieni zostały dopasowane i datowane krzyżowo, a do lat dwudziestych chronologie zostały zbudowane prawie 600 lat temu. Pierwszą ruiną związaną z określoną datą kalendarzową była Kawaikuh w rejonie Jeddito, zbudowana w XV wieku; węgiel drzewny z Kawaikuh był pierwszym węglem drzewnym stosowanym w (późniejszych) badaniach radiowęglowych.

W 1929 r. Showlow został wykopany przez Lyndona L. Hargrave i Emil W. Haury, a dendrochronologia przeprowadzona na Showlow zaowocowała pierwszą pojedynczą chronologią na południowym zachodzie, trwającą ponad 1200 lat. The Laboratorium Badań Pierścieni Drzewnych została założona przez Douglassa na Uniwersytecie Arizony w 1937 roku i do dziś prowadzi badania.

W ciągu ostatnich stu lat zbudowano sekwencje pierścieni drzew dla różnych gatunków na całym świecie, z tak długimi ciągami dat, jak Sekwencja 12 460 lat w Europie Środkowej ukończone na dębach przez laboratorium Hohenheim i trwające 8700 lat sosna szczecinowa sekwencja w Kalifornii. Zbudowanie chronologii zmian klimatu w regionie dzisiaj było po prostu kwestią dopasowania nakładających się wzorów słojów drzew na starszych i starszych drzewach; ale takie wysiłki nie są już oparte wyłącznie na szerokościach słojów.

Funkcje takie jak gęstość drewna, skład pierwiastkowy (zwany dendrochemią) jego makijażu, cechy anatomiczne drewna oraz stabilne izotopy wychwycone w jej komórkach zostały wykorzystane w połączeniu z tradycyjną analizą szerokości słojów drzewa w celu zbadania wpływu zanieczyszczenia powietrza, absorpcji ozonu i zmian kwasowości gleby w czasie.

W 2007 roku niemiecki naukowiec drewna Dieter Eckstein opisał drewniane artefakty i krokwie budowlane w obrębie Średniowieczne miasto Lubeka, Niemcy, doskonały przykład niezliczonych sposobów, w jakie można zastosować tę technikę.

Średniowieczna historia Lubeki obejmuje kilka wydarzeń związanych z badaniem pierścieni drzew i lasów, w tym prawa przyjęte na przełomie 12 i 13 wieku wiek ustalający podstawowe zasady zrównoważonego rozwoju, dwa niszczycielskie pożary w 1251 i 1276 r. oraz katastrofa zaludniona między około 1340 a 1430 r. Czarna śmierć.

• Boom budowlany w Lubece charakteryzuje się szerokim wykorzystaniem młodszych drzew, które sygnalizują popyt przewyższający zdolność lasów do odbudowy; popiersia, takie jak po zdziesiątkowaniu populacji przez Czarną Śmierć, są oznaczone długim okresem braku budowy, a następnie wykorzystaniem bardzo starych drzew.
• W niektórych bogatszych domach krokwie używane podczas budowy były cięte w różnych momentach, niektóre rozciągały się na ponad rok; większość innych domów ma jednocześnie ścięte krokwie. Eckstein sugeruje, że dzieje się tak dlatego, że drewno na zamożniejszy dom zostało pozyskane na rynku drzewnym, gdzie drzewa byłyby ścięte i składowane, dopóki nie można byłoby ich sprzedać; podczas gdy mniej zamożne konstrukcje domów powstały właśnie na czas.
• Dowody na handel drewnem na duże odległości są widoczne w drewnie importowanym na dzieła sztuki, takie jak Krzyż Triumfalny i Ekran w Katedra św. Jakuba. Zostało to zidentyfikowane jako zbudowane z drewna, które zostało specjalnie wysłane w wieku od 200 do 300 lat drzewa z lasów polsko-bałtyckich, prawdopodobnie wzdłuż ustalonych szlaków handlowych z portów w Gdańsku, Rydze lub Królewcu.

Cláudia Fontana i współpracownicy (2018) udokumentowali postępy w wypełnianiu dużej luki w badaniach dendrochronologicznych w regiony tropikalne i subtropikalne, ponieważ drzewa w tych klimatach mają albo skomplikowane wzory pierścieniowe, albo brak widocznych pierścieni drzew w ogóle. Jest to problem, ponieważ ponieważ ponieważ zachodzą globalne zmiany klimatu, musimy zrozumieć procesy fizyczne, chemiczne i biologiczne, które wpływają na poziomy węgla w ziemi, są coraz bardziej powszechne ważny. Regiony tropikalne i podzwrotnikowe świata, takie jak brazylijski las atlantycki Ameryki Południowej, przechowują około 54% całkowitej biomasy planety. Najlepsze wyniki dla standardowych badań dendrochronologicznych pochodzą z zimozielonych Araucaria angustifolia (Sosna Paraná, sosna brazylijska lub świecznik), o sekwencji ustalonej w lesie deszczowym w latach 1790–2009 n.e.); wstępne badania (Nakai i in. 2018) pokazały, że istnieją sygnały chemiczne, które śledzą zmiany opadów i temperatur, które można wykorzystać w celu uzyskania dodatkowych informacji.

Badanie z 2019 r. (Wistuba i współpracownicy) wykazało, że pierścienie drzew mogą również ostrzegać o zbliżającym się zawaleniu zbocza. Okazuje się, że drzewa pochylone przez osuwisko zapisują ekscentryczne pierścienie eliptyczne. Spadające części pierścieni rosną szerzej niż te opadające, a w badaniach przeprowadzonych w Polsce Małgorzacie Wistuba i koledzy odkryli, że te przechylenia są widoczne od trzech do piętnastu lat przed katastrofą zawalić się.

Od dawna wiadomo, że trzy kopce grobowców z okresu Wikingów z IX wieku w pobliżu Oslo w Norwegii (Gokstad, Oseberg, i Tune) zostały w pewnym momencie włamane. Intruzi zniszczyli statki, uszkodzili grób i wyciągnęli kości zmarłych. Na szczęście dla nas łupieżcy pozostawili narzędzia, których używali do włamania się do kopców, drewniane piki i nosze (małe platformy z uchwytami służące do przenoszenia przedmiotów z grobowców), które analizowano za pomocą dendrochronologia. Wiązanie fragmentów pierścieni drzew w narzędziach do ustalonych chronologii, Bill i Daly (2012) odkryli to wszystkie trzy kopce zostały otwarte, a groby uległy zniszczeniu w X wieku, prawdopodobnie w ramach Harald Bluetoothkampania na rzecz nawrócenia Skandynawów na chrześcijaństwo.

Wang i Zhao zastosowali dendrochronologię, aby sprawdzić daty jednego z nich Trasy Silk Road używane w okresie Qin-Han zwanym Trasą Qinghai. Aby rozwiązać sprzeczne dowody dotyczące porzucenia trasy, Wang i Zhao spojrzeli na pozostałości drewna z grobowców na trasie. Niektóre źródła historyczne podały, że trasa Qinghai została porzucona przez VI wiek ne: Analiza dendrochronologiczna 14 grobowców na trasie wykazała, że ​​do późnego użytku są one nadal używane VIII wiek Badanie Kristof Haneca i współpracowników (2018) opisało dowody na przywóz amerykańskiego drewna do zbudować i utrzymywać 700-kilometrową linię obronną okopów z I wojny światowej wzdłuż zachodniej części kraju z przodu.

• Bill, Jan i Aoife Daly. "Plądrowanie grobów okrętowych z Oseberg i Gokstad: przykład polityki władzy?" Antyk 86.333 (2012): 808–24. Wydrukować.
• Fontana, Cláudia i in. "Dendrochronologia i klimat w brazylijskim lesie atlantyckim: jakie gatunki, gdzie i jak." Neotropical Biology and Conservation 13.4 (2018). Wydrukować.
• Haneca, Kristof, Sjoerd van Daalen i Hans Beeckman. "Drewno do okopów: nowa perspektywa drewna archeologicznego z okopów z I wojny światowej na polach Flandrii." Antyk 92.366 (2018): 1619–39. Wydrukować.
• Manning, Katie i in. "Chronologia kultury: porównawcza ocena europejskiego neolitycznego podejścia do randek." Antyk 88.342 (2014): 1065–80. Wydrukować.
• Nakai, Wataru i in. "Przygotowanie próbki drzew tropikalnych bez pierścienia do pomiaru δ18O w dendrochronologii izotopowej." Kraje tropikalne 27.2 (2018): 49–58. Wydrukować.
• Turkon, Paula i in. "Zastosowania Dendrochronologii w północno-zachodnim Meksyku." Starożytność Ameryki Łacińskiej 29.1 (2018): 102–21. Wydrukować.
• Wang, Shuzhi i Xiuhai Zhao. "Ponowna ocena Szlaku Qinghai Jedwabnego Szlaku za pomocą Dendrochronologii." Dendrochronologia 31.1 (2013): 34–40. Wydrukować.