Hur trädringar följer tidens gång

Dendrochronology är den formella termen för trädring-datering, vetenskapen som använder tillväxtringar av träd som en detaljerad registrering av klimatförändringar i en region, samt ett sätt att ungefärligt byggnadsdatumet för träföremål av många typer.

Key Takeaways: Dendrochronology

När arkeologiska dateringstekniker går är dendrochronology extremt exakt: om tillväxtringarna i ett träobjekt bevaras och kan knytas till en befintlig kronologi, kan forskare bestämma det exakta kalenderåret - och ofta säsong - trädet huggades för att göra den.

På grund av denna precision används dendrochronology för att kalibreraradiokarbon-dateringgenom att ge vetenskapen ett mått på de atmosfäriska förhållandena som är kända för att orsaka radiokolsdatum att variera.

Radiokarbondatum som har varit Kalibrerad jämförelse med dendrochronologiska poster betecknas med förkortningar såsom kal BP eller kalibrerade år före nutiden.

Trädring dating fungerar eftersom ett träd blir större - inte bara höjd utan får omkrets - i mätbara ringar varje år under sin livstid. Ringarna är kambium lager, en ring av celler som ligger mellan trä och bark och från vilken ny bark och träceller härstammar; varje år skapas ett nytt kambium som lämnar det föregående på plats. Hur stort kambiumets celler växer under varje år, mätt som bredden på varje ring, beror på temperatur och fukt - hur varmt eller svalt, torrt eller vått varje årstider var.

Miljöinmatningar i kambiet är främst regionala klimatvariationer, förändringar i temperatur, ariditet och markkemi, som tillsammans kodas som variationer i bredden på en viss ring, i trätätheten eller strukturen, och / eller i den kemiska sammansättningen av cellväggar. På sitt mest grundläggande är kambiums celler under torra år mindre och därmed är lagret tunnare än under våta år.

Inte alla träd kan mätas eller användas utan ytterligare analytiska tekniker: inte alla träd har kambium som skapas årligen. I tropiska regioner, till exempel, bildas inte årliga tillväxtringar systematiskt, eller tillväxtringar är inte bundna till år, eller det finns inga ringar alls. Vintergröna kambium är vanligtvis oregelbundna och bildas inte årligen. Träd i arktiska, subarktiska och alpina regioner svarar olika beroende på hur gammalt trädet är - äldre träd har minskat vatteneffektivitet vilket resulterar i ett minskat temperaturrespons ändringar.

Trädring dating var en av de första absoluta dateringsmetoder utvecklad för arkeologi, och det uppfanns av astronom Andrew Ellicott Douglass och arkeolog Clark Wissler under de första decennierna av 1900-talet.

Douglass var mest intresserad av historien om klimatvariationer som visas i trädringar; det var Wissler som föreslog att använda tekniken för att identifiera när adobe pueblos i det amerikanska sydväst byggdes, och deras gemensamma arbete kulminerade med forskning vid Ancestral Pueblo staden Showlow, nära den moderna staden Showlow, Arizona, 1929.

Arkeolog Neil M. Judd krediteras med att övertyga National Geographic Society att etablera Första strålexpeditionen, där loggavsnitt från ockuperade pueblos, missionskyrkor och förhistoriska ruiner från det amerikanska sydväst samlades och registrerades tillsammans med de från levande ponderosa tall träd. Ringbredderna matchades och tvärs ut och på 1920-talet byggdes kronologier nästan 600 år tillbaka. Den första ruin som var bunden till ett specifikt kalenderdatum var Kawaikuh i Jeddito-området, byggt på 15-talet; kol från Kawaikuh var det första kolet som använts i (de senare) radiokolstudierna.

1929 utgrävdes Showlow av Lyndon L. Hargrave och Emil W. Hauryoch dendrochronology genomfört på Showlow evenemerade den första enda kronologin i sydväst, som sträckte sig över en period av över 1 200 år. De Laboratory of Tree-Ring Research grundades av Douglass vid University of Arizona 1937 och forskar fortfarande idag.

Under de senaste hundra åren eller så har trädringssekvenser byggts för olika arter över hela världen, med så långa datumsträngar som en 12.460-årssekvens i Centraleuropa färdigställda på ekar av Hohenheim Laboratory, och en 8 700 år lång bristlecone tall sekvens i Kalifornien. Att bygga en kronologi om klimatförändringar i en region idag var först helt enkelt en fråga om att matcha överlappande trädringmönster i äldre och äldre träd; men sådana ansträngningar bygger inte längre endast på trädringbredder.

Funktioner som trätäthet, elementkompositionen (kallad dendrokemi) i dess smink, träets anatomiska egenskaper och stabila isotoper som fångats in i dess celler har använts i samband med traditionell trädringbreddsanalys för att studera luftföroreningseffekter, upptag av ozon och förändringar i jordens surhet över tid.

2007 beskrev den tyska träforskaren Dieter Eckstein träföremål och byggnadsspärrar inom Medeltida staden Lübeck, Tyskland, ett utmärkt exempel på de många sätt som tekniken kan användas.

Lübecks medeltida historia inkluderar flera händelser som är relevanta för studiet av trädringar och skogar, inklusive lagar som antogs i slutet av 12: e och tidiga 13: e århundradet som fastställer några grundläggande hållbarhetsregler, två förödande bränder 1251 och 1276 och en befolkningsolycka mellan cirka 1340 och 1430 till följd av Digerdöden.

• Konstruktionsbommar vid Lübeck präglas av den omfattande användningen av yngre träd, som signalerar efterfrågan som överstiger skogarnas förmåga att återhämta sig; buster, till exempel efter att Black Death dödade befolkningen, betecknas med en lång period utan konstruktion alls, följt av användning av mycket gamla träd.
• I några av de rikare husen huggades takbjälken som användes under byggandet vid olika tidpunkter, i vissa sträcker sig sig över ett år; de flesta andra hus har takbjälkar kapade samtidigt. Eckstein föreslår att det berodde på att trä till det rikare huset erhölls på en trämarknad, där träden skulle ha skurits och lagrats tills de kunde säljas; medan mindre välmående huskonstruktioner byggdes just i tid.
• Bevis på handel med långt avstånd syns i trä importerat för konstverk som Triumfkorset och skärmen vid St. Jacobi-katedralen. Det identifierades som konstruerat av trä som specifikt skickats in från 200-300-åringen träd från de polsk-baltiska skogarna, troligen längs etablerade handelsvägar från hamnarna Gdansk, Riga eller Konigsberg.

Cláudia Fontana och kollegor (2018) dokumenterade framstegen när det gäller att fylla ett stort gap i dendrokronologisk forskning i tropiska och subtropiska regioner, eftersom träd i dessa klimat har antingen komplexa ringmönster eller inga synliga trädringar alls. Det är en fråga eftersom eftersom globala klimatförändringar pågår måste vi förstå fysiska, kemiska och biologiska processer som påverkar markbundna kolnivåer ökar allt mer Viktig. De tropiska och subtropiska regionerna i världen, till exempel den brasilianska atlantiska skogen i Sydamerika, lagrar cirka 54% av planets totala biomassa. De bästa resultaten för standard dendrochronological forskning är med den vintergröna Araucaria angustifolia (Paraná tall, brasiliansk tall eller kandelaberträd), med en sekvens etablerad i regnskogen mellan 1790–2009 CE); preliminära studier (Nakai et al. 2018) har visat att det finns kemiska signaler som spårar nederbörd och temperaturförändringar, som kan utnyttjas för att få mer information.

En studie från 2019 (Wistuba och kollegor) fann att trädringar också kan varna för en förestående sluttning kollapsar. Det visar sig att träd som lutas av jordskred registrerar excentriska elliptiska trädringar. Nedringningsdelarna av ringarna växer bredare än de uppför sluttningarna, och i studier som genomförts i Polen, Malgorzata Wistuba och kollegor fann att dessa lutningar är i bevis mellan tre och femton år före katastrof kollaps.

Det hade länge varit känt att tre 9-talets vikingatids båtgravhaugar nära Oslo, Norge (Gokstad, Oseberg, och Tune) hade delats in på någon tidpunkt i antiken. Mellanstopparna gjorde sina fartyg oskadade, skadade gravvaran och drog ut och spridda de avlidens ben. Lyckligtvis för oss lämnade plundrarna efter sig de verktyg som de använde för att bryta in i kullarna, träspade och bårar (små hanterade plattformar som används för att transportera föremål ur graven), som analyserades med hjälp av dendrokronologi. Bindande trädringfragment i verktygen för etablerade kronologier upptäckte Bill och Daly (2012) alla tre högarna öppnades och gravvarorna skadades under 10-talet, troligtvis som en del av Harald Bluetoothkampanj för att konvertera skandinaver till kristendomen.

Wang och Zhao använde dendrochronology för att titta på datumen för en av Silk Road-rutter används under Qin-Han-perioden kallade Qinghai-rutten. För att lösa motstridiga bevis om när rutten övergavs tittade Wang och Zhao på trärester från gravar längs rutten. Vissa historiska källor hade rapporterat att Qinghai-vägen övergavs under 600-talet e.Kr. dendrochronological analys av 14 gravar längs vägen identifierade en fortsatt användning genom sent 800-talet. En studie av Kristof Haneca och kollegor (2018) beskrev bevis för import av amerikansk virke till konstruera och underhålla den 440 mil långa försvarslinjen från första världskrigets diken längs det västra främre.

• Bill, Jan och Aoife Daly. "Plundring av skeppsgravarna från Oseberg och Gokstad: ett exempel på maktpolitik?" antiken 86.333 (2012): 808–24. Skriva ut.
• Fontana, Cláudia, et al. "Dendrokronologi och klimat i den brasilianska atlantiska skogen: Vilka arter, var och hur." Neotropisk biologi och konservering 13.4 (2018). Skriva ut.
• Haneca, Kristof, Sjoerd van Daalen och Hans Beeckman. "Timmer för diken: Ett nytt perspektiv på arkeologiskt trä från första världskrigets diken i Flanderns fält." antiken 92.366 (2018): 1619–39. Skriva ut.
• Manning, Katie et al. "Kulturens kronologi: En jämförande bedömning av europeiska metoder för neolitisk datering." antiken 88.342 (2014): 1065–80. Skriva ut.
• Nakai, Wataru et al. "Provberedning av ringlösa tropiska träd för 518O-mätning i isotopdendrokronologi." tropikerna 27.2 (2018): 49–58. Skriva ut.
• Turkon, Paula, et al. "Tillämpningar av Dendrochronology i nordvästra Mexiko." Latinamerikanska antiken 29.1 (2018): 102–21. Skriva ut.
• Wang, Shuzhi och Xiuhai Zhao. "Omvärdera Silk Roads Qinghai-väg med hjälp av dendrochronology." Dendrochronologia 31.1 (2013): 34–40. Skriva ut.