Studier af dendrokronologi
Dendrokronologi er studiet af data fra årringernes vækst. På grund af de omfattende og forskelligartede anvendelser af disse data kan specialisterne komme fra mange akademiske discipliner. Der findes ingen uddannelser i dendrokronologi, for selv om den er nyttig på tværs af alle områder, er selve metoden ret begrænset. De fleste mennesker, der begynder at studere årringe, kommer typisk fra et af flere fagområder:
- Arkæologi – med henblik på datering af materialer og genstande fremstillet af træ. Når de bruges sammen med andre metoder, kan træringe bruges til at plotte begivenheder.
- Kemikere – træringe er den metode, hvormed radiokarbondatoer kalibreres.
- Klimavidenskab – især inden for palæoklimatologi, hvor vi kan lære om fortidens miljøforhold, lokalt eller globalt, på baggrund af det, som træringene fortæller os. I forlængelse heraf kan dette også lære os noget om klimaændringer i fremtiden
- Dendrologi – som også omfatter skovforvaltning og -bevaring. Dendrologer er træforskere og undersøger alle aspekter af træer (1). Træringe kan fortælle dem om det nuværende lokale klima
Dendrokronologi kan også bruges af kunsthistorikere, kandidater i middelalderstudier, klassikere, oldtidsforskere og historikere på grund af nødvendigheden af at datere nogle af de materialer, som områderne vil håndtere i deres forskningsprojekter. Typisk er en bachelorgrad i en af de ovennævnte discipliner nok til at studere de data, der kommer ud af dendrokronologi.
Et par bemærkninger om træer
Træer er en allestedsnærværende form for planteliv på planeten Jorden. De er verdens lunger, der indånder kuldioxid og udånder den ilt, som dyrelivet er afhængig af. De lever også under alle mulige forhold: i tempererede og tropiske områder og på tørre steder, fra bjerglandskaber til regnskove ved ækvator og de tempererede højlandsområder i Skandinavien, de findes overalt. De anvendes som dekoration i parker og haver over hele verden. De findes i alle former og størrelser fra de mindste træer til de kolossale redwoods i Nordamerika – man kan sige, at vi tager dem for givet, og alligevel er de afgørende for at lære os om mange aspekter af vores fortid.
Træer udviklede sig for ca. 380 millioner år siden (2). Før det kan træernes forfædre have set lidt trælignende ud, men de var ikke træer i egentlig forstand. Begyndelsen til de ægte træers tidsalder kom med udviklingen af træet i den sene devoniske periode. Før dette tidspunkt havde deres forfædre en genkendelig træform, som menes at være en gigantisk bregnetype, der begyndte processen med at udvikle en træagtig stamme. Træet hjælper træet i udvikling med at forblive stærkt, når det bliver ældre og vokser opad, idet det bygger nye grene og suger mere sollys til fotosyntesens reproduktion. Træ er som bekendt et solidt og stærkt materiale, som vi alle ved er værdsat for sin lang levetid og styrke. Hver vækstsæson (typisk årligt, men ikke altid, vi vil se nærmere på dette problem senere) sættes der en ny ring i træets krop. Vi kan se dette på enhver træstub, en række koncentriske ringe, der omkranser kernetræet og breder sig ud mod kanten. De yderste ringe repræsenterer naturligvis træets yngste år, og du vil måske bemærke, at ikke alle ringe er ensartede – nogle er tyndere, nogle tykkere, nogle lyse og nogle mørke. Disse repræsenterer vækstmønstre, der afspejler årstidens eller årets forhold (4), og det er disse ringe, som hele studiet af dendrokronologi er baseret på.
Hvad er dendrokronologi?
Dendrokronologi er studiet af væksten i træernes årringe, og vi kan lære meget af studiet af dem. Vi kan datere organisk arkæologisk materiale og skabe en kronologisk optegnelse, som artefakter kan dateres i forhold til (3). Vi kan lære meget om tidligere tiders klima, om hvordan sæsonbestemte vejrforhold eller perioder med klimaændringer har påvirket træernes vækst, og hvordan det kan påvirke vores klima i fremtiden. Den amerikanske astronom A E Douglass, som havde en stærk interesse i at studere klimaet, udviklede metoden omkring 1900 (4). Han teoretiserede, at man kunne bruge årringe som proxy-data til at forlænge klimaundersøgelser længere tilbage i tiden, end det tidligere havde været muligt. Han fik ret, og jo flere træer, der blev tilføjet til optegnelserne, jo større kunne dataene ekstrapoleres, og jo mere fuldstændigt kunne vi danne os et billede af vores tidligere klima. Det var først i 1970’erne, at arkæologerne så fordelene ved brugen af årringsdata på deres eget område (8), selv om Douglass selv havde brugt sin metode til at datere mange forhistoriske nordamerikanske artefakter og monumenter, der ikke tidligere var blevet placeret tilfredsstillende i en sikker kronologi.
I hver vækstsæson skaber træerne en ny ring, der afspejler vejrforholdene i den pågældende vækstsæson. I sig selv kan en enkelt optegnelse kun fortælle os lidt om miljøforholdene på det pågældende tidspunkt i et bestemt år af træets vækst og naturligvis træets alder ved fældningen, men når vi lægger hundreder og tusinder af optegnelser af årringe sammen, kan det fortælle os meget mere. Vigtigst af alt er det, at hvis man antager, at der ikke er nogen huller i optegnelserne (og selv hvis der er korte huller), kan de fortælle os det præcise år, hvor en bestemt årring voksede (4). Selv med disse to enkle datasæt, som vi kan ekstrapolere fra årringsdataene, er potentialet altså enormt. Det er en præcis og pålidelig dateringsmetode med en lang række anvendelsesmuligheder inden for miljøundersøgelser, arkæologi og alt derimellem.
Metoden er gået fra styrke til styrke og er nu en vigtig metode på tværs af flere discipliner. Fra 1980’erne begyndte flere banebrydende undersøgelser på University of Arizona (6), (7) hvor man studerede bristlecone pine i Californien og hohenheim-eg i Tyskland. Takket være arbejdet i disse undersøgelser har vi nu en 8.600-årig kronologi for bristlecone pine og i omegnen af 12.500-årig kronologi for egetræet. Dette enorme og omfattende datasæt er grundlæggende for både europæiske og nordamerikanske studier af palæoklimaet og forhistorien (8).
Dendrokronologi definerende principper (3):
- Uniformitet – at enhver individuel årringsoptegnelse kan kalibreres i forhold til summen af de eksisterende optegnelser, således at den kan placeres i kronologien. Når den er kalibreret, bør vi kunne sige præcist, hvilket år en bestemt ring blev dannet
- Begrænsende faktorer – at visse vejr- og klimaforhold har indflydelse på årringernes vækst i et givet år eller en given årstid
- Aggregation – Styrken ved årringsregistreringerne er, at der tages hensyn til variationer for lokale forhold, og ethvert årringsdatasæt bør passe fint ind i den eksisterende registrering
- Økologisk amplitude – Visse træarter vil kun vokse i bestemte områder. Nogle kan lide våd, salt jord og andre foretrækker tør, sur jord; der er præferencer for temperatur og luftfugtighed, og de fleste har en højdegrænse. De bedste optegnelser er de optegnelser, der er taget fra de randområder, som arten foretrækker, fordi det er her, vi ser de største variationer i årringernes vækst
Der er en stor ulempe ved dendrokronologi, og det er, at vi kun kan datere årringene i træet. Det siger intet om hverken hvornår det pågældende træ blev fældet, eller om hvornår det blev brugt (8). I tidligere tider kan tømmer af god kvalitet være blevet genbrugt (10), og for arkæologen er det vigtigt at kontrollere andre registreringer i forhold til de nye data. Nogle træer er også bedre end andre til undersøgelse (5).
Notes on Reliability
Træarter varierer meget. I denne artikel går vi ud fra den antagelse, at væksten er årlig med en tydelig vækstsæson. De fleste træarter er pålidelige; eg er den mest pålidelige træart med hensyn til årringe – med ikke et eneste kendt tilfælde af en manglende årlig vækstring. El og fyrretræer er berygtede for lejlighedsvis at “mangle et år”, hvilket er forvirrende nok uden den kendsgerning, at disse arter også nogle gange “fordobler” ved at have to årringe i den samme vækstsæson (8). Birk og pil anvendes slet ikke på grund af deres uregelmæssige vækstcyklus. Siden ændringerne i klimaet siden den industrielle revolution er nogle af de nyere dendrokronologiske optegnelser blevet uregelmæssige (9), og i større højder er årringsdataene faldet – vi ser større variabilitet end nogensinde før (11).
I tider før vi havde moderne behandling af træ, drænede folk ofte træerne for saft efter fældning og før anvendelse af tømmeret. Fjernelsen af saft og nogle gange også af kernetræet kan alvorligt påvirke træets pålidelighed som artefakt til datering (10).
En god dendrokronologisk undersøgelse afhænger i høj grad af, at der ikke er et gentaget mønster. Vi forventer, på grund af klimaets skiftende karakter, at hvert år vil have et tydeligt mønster i optegnelserne (9). Intet mønster er sandsynligt, at det gentages perfekt, men det er bestemt muligt. Alle permutationer skal undersøges, og om nødvendigt skal optegnelsen kontrolleres i forhold til kendte eksterne oplysninger.
Radiokarbondatering
En del af den dendrokronologiske optegnelse er også at måle mængden af kulstof i træprøven, på grund af denne lange optegnelse vil vi kende den nøjagtige dato, hvor en årring blev dannet inde i den levende organisme. Denne løbende registrering er derfor afgørende for datering af organisk materiale ved hjælp af kulstofdatering. Mængden af radiokulstof-14-isotopen i artefaktet sammenlignes med data fra årringene med henblik på kalibrering, og den kalibreres altid i forhold til organisk materiale af kendt alder (8). Træringernes omfattende karakter er den perfekte database til at kalibrere i forhold til, når vi forsøger at datere organiske materialer. De fleste registreringer vil være unikke, og det burde i teorien give en absolut dato for artefakterne; hvis de har et identisk isotopniveau, kan vi med sikkerhed konkludere, at de er af samme alder (12). Det er sjældent så entydigt at finde et præcist årstal, så der vælges et interval af datoer, og derfor er radiokarbondatoer altid forsynet med en fejlfaktor. 4750BP +/-30 år for eksempel.
Anvendelser i arkæologien
Sweet Track – den er kendt som “Verdens ældste gangsti”, hvilket er en besynderlig titel, der ikke gives letfærdigt ud. Det er i hvert fald den ældste daterbare gangsti i verden, hvis vi definerer gangsti som noget kunstigt og bevidst skabt med det formål at komme rundt i et geografisk område, snarere end en sti, der er opstået ved trampning.
Til 1980’erne var det notorisk vanskeligt at datere vandfyldte arkæologiske steder, hvilket var frustrerende for forskerne, fordi organisk materiale som træ sjældent befinder sig i områder, hvor det let kunne overleve. Indtil dette tidspunkt var der stort set ingen kronologi for den forhistoriske periode i England (15, s210). Dendrokronologien hjalp enormt på dette, og da en del af Sweet Track blev fundet i vandmættet jord på Somerset Levels, gav det forskerne i jernalderen og tidligere perioder håb, som i løbet af de følgende årtier helt sikkert blev indfriet. Somerset Levels var vandmættet det meste af året i forhistorisk tid og blev først drænet i eftermiddelalderen, og sporet løb næsten 2 km fra højtliggende terræn til det, der dengang var en ø på niveauerne (14). De årringsdata, der blev taget fra nogle af de overlevende omfattende træbjælker (som overlevede, fordi de var vandfyldte), kunne effektivt datere selve banen og de nærliggende bosættelser til omkring 3806 f.Kr. på tidspunktet for færdiggørelsen (15, s218). Det var en dato, som forskerne havde en mistanke om, om end langt mere bredt end før bekræftelsen, men fra det tidspunkt blev dendrokronologien et grundlæggende redskab til datering af arkæologiske levn.
Anvendelser i klimastudier
I kampen mod klimaforandringer er det fortiden, vi kigger mod fortiden for at finde ud af, hvordan vores fremtid kan se ud. Undersøgelsen af årringsdata er afgørende for at forstå, hvordan vores regionale og globale palæoklima så ud på et hvilket som helst tidspunkt, især i lyset af manglen på andre kilder, hvor vi kan få sådanne oplysninger. Metoden har gennemgået enorme forbedringer i de sidste 20 år. Hvor de fleste klimatologer ser på, hvordan mennesket påvirker klimaet, fokuserer dendrokronologi til klimavidenskab på de ændringer i vegetationen, der skyldes de naturlige klimaændringsprocesser (16 s. 129-130). Metoden for ændringerne kan have været forskellig, men resultaterne er de samme, og den kan fortælle os meget om de stigende kulstofniveauer i fortiden. Her er det afgørende for at forstå, hvordan en verden efter klimaændringerne vil se ud, især på træer og virkningerne på træernes vækst i fremtiden.
Af særlig interesse for klimatologer er de to begivenheder kendt som den lille istid (LIA) og den middelalderlige opvarmningsperiode (MWP); begge var perioder, hvor det nordatlantiske område – i flere hundrede år – oplevede usædvanlige klimaforhold. De havde begge en dybtgående indvirkning på klimaet i Europa og det østlige Nordamerika. I Europa, hvor der er en mangel på de langlivede træer, som er langt mere almindelige i Amerika (16 s. 132-133), er dataene fra LIA og MWP af afgørende betydning for forståelsen af moderne klimaændringer. I Nordamerika er det modsatte tilfældet, da vi kan se langt tilbage i de palæoklimatiske optegnelser, der ofte er flere tusinde år gamle, for at finde data over en meget længere periode.
- https://www.ffa.org/ffa2015/Career%20Explorer/Dendrologists.pdf
- http://www.academia.edu/4470066/Wood_anatomy_and_evolution_a_case_study_in_the_Bignoniaceae
- http://web.utk.edu/~grissino/principles.htm
- http://dendro.cornell.edu/whatisdendro.php
- http://www.ltrr.arizona.edu/lorim/good.html
- https://journals.uair.arizona.edu/index.php/radiocarbon/article/view/4172
- https://journals.uair.arizona.edu/index.php/radiocarbon/article/view/787
- http://www.helm.org.uk/guidance-library/dendrochronology-guidelines/dendrochronology.pdf
- http://web.utk.edu/~grissino/downloads/Harley%20and%20Grissino-Mayer%20Sustainability.pdf
- http://dendro.cornell.edu/articles/kuniholm2000.pdf
- http://arizona.openrepository.com/arizona/bitstream/10150/303131/1/ltrr-0064.pdf
- http://www.radiocarbon.com/tree-ring-calibration.htm
- Køkken, E.R. & Kairiukstis L. A. 1990: Methods of Dendrochronology: Anvendelser inden for miljøvidenskab. Springer.
- http://www.bosci.net/papers/sweettrackdate.pdf
- http://www.treeringsociety.org/TRBTRR/TRBvol47_61-69.pdf
- http://earthsciences.ucr.edu/gcec_pages/docs/geo224/Martinelli%202004-GlbPlnChg-Climate%20from%20dendrochronology.pdf
- Author
- Recent Posts
- Guide to Parasitology – November 19, 2018
- Ørkener som økosystemer, og hvorfor de skal beskyttes – November 19, 2018
- Bevaring: History and Future – September 14, 2018
Featured Article
Klimatologi: Klimatologi: Videnskaben om de globale vejrsystemer på lang sigt