Дендрохронология: метод за датиране чрез дървесни годишни пръстени
Дендрохронология: точен метод за датиране чрез дървесни годишни пръстени — калибриране на радиовъглерод, датиране на археологични обекти и реконструкция на миналия климат.
Дендрохронологията е датиране на дървесни пръстени. Това е метод за датиране, който използва моделите на растежните пръстени на дърветата. При много видове дървесина времето на образуване на пръстените може да се датира с точност до календарната година. Методът се основава на факта, че годишните пръстени отразяват годишните вариации в условията на растеж (главно климатични фактори като температура и валежи), така че последователностите от тънки и широки пръстени образуват характерни модели, които могат да се синхронизират между различни проби.
Дендрохронологията има три основни приложения:
- радиовъглеродно датиране, където се използва за калибриране на радиовъглеродните възрасти.
- археология, където се използва за датиране на стари сгради и др.
- палеоекология, където се използва за определяне на някои аспекти на миналите климатични условия.
В някои части на света е възможно дървото да се датира отпреди няколко хиляди години или дори много хиляди. Максимумът за "напълно закотвени хронологии" е малко над 11 000 години от настоящето. Терминът "напълно закотвена хронология" означава, че датите са абсолютно сигурни — т.е. отделните годишни пръстени са свързани в непрекъсната последователност, която е фиксирана към конкретни календарни години чрез припокриване между живи дървета и добре датирани мъртви дървета.
Как работи методът (crossdating)
Основният подход се нарича crossdating (сравнително датиране). Процесът включва:
- събиране на проби (с помощта на инструмент като прободървообирач или чрез сеч),
- измерване ширината (или плътността) на всеки годишен пръстен по направление към центъра,
- синхронизиране на модели от множество проби — търсене на характерни годове с много тесни или много широки пръстени,
- пълнене на празнините чрез припокриване на къси хронологии от мъртва дървесина с хронологии от други места и периоди.
Когато пробата съдържа кора или последния пръстен (bark edge), годината на формиране на последния пръстен дава точната година на сеч/смърт на дървото. За анализ се използват и компютърни програми (напр. COFECHA) за статистическа проверка на корелациите между пробите и за откриване на грешки при съвпадения.
Разновидности и допълнителни техники
Освен измерване на ширината на пръстените, съвременната дендрохронология използва и други параметри:
- плътност на късната дървесина (maximum latewood density, MXD) — често по-чувствителна към температурни промени,
- химичен анализ — стабилни изотопи (δ13C, δ18O) дават информация за влажност, температура и източник на водата,
- микроскопско изследване и анатомия — за откриване на фалшиви пръстени или съпровождащи необичайни растежни реакции,
- интрагодишно анализиране (удари по плътност и анатомия) — позволява изследване на сезонни събития в рамките на една година.
Приложения в практиката
Освен вече споменатите радиовъглеродно калибриране, археология и палеоклиматология, дендрохронологията се използва още за:
- дървесна криминалистика и проследяване на произход на дървен материал,
- изследване на историята на горите и пожарите (fire history),
- проверка на годишни ограничения и последователности при дървени конструкции (реставрация и консервация),
- изучаване на екологични отговори на екстремни събития — суши, неблагоприятни зими, ветровити бури, изригвания на вулкани и др.,
- определяне на възрастта на вековни и забележителни дървета.
Ограничения и предизвикателства
Дендрохронологията не е универсална за всички райони и видове:
- в тропиците годишните пръстени често липсват или са неясни поради липса на отчетлива сезонност,
- някои видове образуват фалшиви пръстени (multiple rings за една година) или пропускат пръстен в годината с екстремни условия, което изисква внимателна проверка,
- дървесина, използвана повторно в строителството, може да доведе до заблуди в датирането, ако не се вземе под внимание историческото използване на материала,
- консервация и опазване — добиването на проби понякога е разрушително, затова се прилагат минимално-инвазивни методи и етични стандарти.
Исторически и значими примери
Най-дългите закотвени хронологии са създадени в региони с бавно растящи, дълговечни видове (напр. бристълкон пайн в западна Северна Америка, дъб и бор в Европа), където чрез припокриване на живи и мъртви образци е изградена непрекъсната последователност от няколко хилядолетия. Тези хронологии са в основата на калибрирането на радиовъглеродните възрасти и на възстановяванията на климата през хилядолетията.
В заключение, дендрохронологията е мощен, годишно-разрешаващ метод, който свързва биологични данни с исторически и климатични събития. Когато е приложена внимателно и в подходящите условия, тя дава прецизни и надеждни дати и допринася значително за науките за Земята, археологията и опазването на културното наследство.
Растежните пръстени на дървото. Всеки пръстен представлява една година; външните пръстени, близо до кората, са най-младите.
Сондаж за вземане на дендрохронологични проби и броене на пръстени на растежа
История
Дендрохронологията (дума, произлизаща от гръцки δένδρον, dendron, "крайник на дърво"; χρόνος, khronos, "време"; и -λογία, -logia) е разработена през първата половина на 20 век първоначално от астронома А.Е. Дъглас, който основава Лабораторията за изследване на дървесни пръстени в Университета на Аризона. Дъглас изследва активността на слънчевите петна. Той очаквал, че промените в слънчевата активност ще повлияят на климатичните модели на Земята. Климатът щял да бъде регистриран чрез моделите на растеж на пръстените на дърветата.
Феноменът на пръстените на дърветата и връзката им с влажните и сухите години е забелязан още преди Дъглас. Има кратка бележка в една от тетрадките на Леонардо да Винчи, а през 1837 г. Чарлз Бабидж стига до същата идея.
Как работи
Много дървета в умерените зони образуват по един пръстен всяка година, като най-новият е в непосредствена близост до кората. През целия живот на дървото се формира модел на пръстена година по година, който отразява климатичните условия, при които е растяло дървото. Достатъчната влага и дългият вегетационен период водят до широк пръстен. Суха година може да доведе до много тесен пръстен.
Редуването на лоши и благоприятни условия, като например засушавания в средата на лятото, може да доведе до образуването на няколко пръстена през дадена година. Подобни проблеми се решават чрез сравняване на една част от света с друга. Липсващите пръстени са рядкост при дъбовите и брястовите дървета: единственият регистриран случай на липсващ пръстен при дъбови дървета е настъпил през 1816 г., известна още като Годината без лято.
Дърветата от един и същи регион ще имат тенденция да развиват едни и същи модели на ширината на пръстените за даден период. Тези модели могат да бъдат сравнени и съпоставени пръстен по пръстен с дървета, растящи в същата географска зона и при сходни климатични условия. Проследявайки тези модели на пръстените на живите дървета назад във времето, могат да се изградят хронологии както за цели региони, така и за подрегиони на света. По този начин дървесина от древни структури може да бъде съпоставена с известни хронологии (техника, наречена кръстосано датиране) и да се определи точно възрастта на дървесината.
Датите от пръстените на дърветата могат да бъдат удължени до 26 000 г. пр.н.е. с помощта на други методи. Тези други методи използват морските седименти и пръстените на растежа на коралите.
Въпроси и отговори
В: Какво представлява дендрохронологията?
О: Дендрохронологията е метод за датиране, който използва моделите на растежните пръстени на дърветата.
В: Как дендрохронологията се използва при радиовъглеродното датиране?
О: Дендрохронологията се използва при радиовъглеродното датиране за калибриране на радиовъглеродните възрасти.
В: В коя област дендрохронологията се използва за датиране на стари сгради?
О: Дендрохронологията се използва в археологията за датиране на стари сгради.
В: В коя област дендрохронологията се използва за определяне на някои аспекти на миналите климатични условия?
О: Дендрохронологията се използва в палеоекологията за определяне на някои аспекти на климата в миналото.
Въпрос: Колко назад във времето може да се датира дървесината в някои части на света?
О: В някои части на света е възможно да се датира дървесина отпреди няколко хиляди години или дори много хиляди.
В: Какъв е максимумът за напълно закрепени хронологии?
О: Максимумът за напълно закотвени хронологии е малко над 11 000 години от настоящето.
В: Какво означава терминът "напълно закотвена хронология"?
О: Терминът "напълно закотвена хронология" означава, че датите са абсолютно сигурни.
обискирам