Studiare la dendrocronologia
La dendrocronologia è lo studio dei dati della crescita degli anelli degli alberi. A causa delle vaste e diverse applicazioni di questi dati, gli specialisti possono provenire da molte discipline accademiche. Non ci sono lauree in dendrocronologia perché, sebbene sia utile in tutti i campi, il metodo stesso è abbastanza limitato. La maggior parte delle persone che si dedicano allo studio degli anelli degli alberi provengono tipicamente da una delle diverse discipline:
- Archeologia – allo scopo di datare materiali e manufatti in legno. Se usati insieme ad altri metodi, gli anelli degli alberi possono essere usati per tracciare gli eventi.
- Chimici – gli anelli degli alberi sono il metodo con cui vengono calibrate le date radiocarboniche.
- Scienze del clima – in particolare nel campo della paleoclimatologia, dove possiamo conoscere le condizioni ambientali del passato, a livello locale o globale, sulla base di ciò che ci dicono gli anelli degli alberi. Per estensione, questo può anche insegnarci sui cambiamenti climatici nel futuro
- Dendrologia – che include anche la gestione e la conservazione delle foreste. I dendrologi sono scienziati degli alberi ed esaminano tutti gli aspetti degli alberi (1). Gli anelli degli alberi possono dire loro del clima locale attuale
Anche se la dendrocronologia ha usi per gli storici dell’arte, i laureati in studi medievali, i classicisti, gli antichi e gli storici a causa della necessità di datare alcuni dei materiali che i campi saranno trattati nei loro progetti di ricerca. In genere, una laurea in una qualsiasi delle discipline di cui sopra sono sufficienti per studiare i dati che vengono fuori dalla dendrocronologia.
Poche note sugli alberi
Gli alberi sono una forma onnipresente di vita vegetale sul pianeta Terra. Sono i polmoni del mondo, respirano l’anidride carbonica e l’ossigeno da cui dipende la vita animale. Vivono nelle condizioni più disparate: nelle zone temperate e tropicali e nei luoghi aridi, dai paesaggi di montagna alle foreste pluviali dell’equatore e agli altipiani temperati della Scandinavia, sono ovunque. Sono usati per la decorazione di parchi e giardini in tutto il mondo. Sono di tutte le forme e dimensioni, dai più piccoli alberelli fino alle colossali sequoie del Nord America – si potrebbe dire che li diamo per scontati, eppure sono vitali per insegnarci molti aspetti del nostro passato.
Gli alberi si sono evoluti circa 380 milioni di anni fa (2). Prima di allora, gli antenati degli alberi potevano avere un aspetto leggermente arboreo, ma non erano alberi in senso proprio. L’alba dell’era dei veri alberi è arrivata con l’evoluzione del legno nel tardo Devoniano. Prima di questo, i loro antenati avrebbero avuto una forma di albero riconoscibile, che si ritiene essere quella di un tipo di felce gigante che ha iniziato il processo di sviluppo di un fusto legnoso. Il legno aiuta l’albero in via di sviluppo a rimanere forte mentre invecchia e cresce verso l’alto, costruendo nuovi rami e assorbendo più luce solare per la riproduzione fotosintetica. Il legno è un materiale solido e forte come tutti sappiamo, apprezzato per la sua longevità e forza. Ogni stagione di crescita (tipicamente annuale, ma non sempre, esamineremo questo problema più avanti) un nuovo anello si stabilisce nel corpo dell’albero. Possiamo vedere questo in qualsiasi ceppo d’albero, una serie di anelli concentrici che circondano il cuore del legno e si espandono a ventaglio verso il bordo. Naturalmente, gli anelli esterni rappresentano gli anni più giovani dell’albero e si può notare che non tutti gli anelli sono uniformi – alcuni sono più sottili, altri più spessi, alcuni chiari e altri scuri. Questi rappresentano i modelli di crescita che riflettono le condizioni della stagione o dell’anno (4) e sono questi anelli su cui si basa l’intero studio della dendrocronologia.
Che cos’è la dendrocronologia?
La dendrocronologia è lo studio della crescita degli anelli degli alberi e possiamo imparare molto dal loro studio. Possiamo datare il materiale archeologico organico e creare un record cronologico rispetto al quale i manufatti possono essere datati (3). C’è molto che possiamo imparare sul clima del passato, su come le condizioni meteorologiche anomale di una stagione o i periodi di cambiamento climatico abbiano influenzato la crescita degli alberi e su come questo possa influenzare il nostro clima in futuro. L’astronomo americano A. E. Douglass, che aveva un forte interesse nello studio del clima, sviluppò il metodo intorno al 1900 (4). Teorizzò che gli anelli degli alberi potevano essere usati come dati proxy per estendere lo studio del clima più indietro di quanto fosse stato consentito in precedenza. Aveva ragione, e più alberi venivano aggiunti al record, maggiore era la dimensione dei dati che potevano essere estrapolati e il quadro più completo che potevamo costruire del nostro clima passato. Fu solo negli anni ’70 che gli archeologi videro i benefici dell’uso dei dati degli anelli degli alberi nel loro campo (8), anche se Douglass stesso aveva usato il suo metodo per datare molti manufatti e monumenti preistorici nordamericani che prima non erano stati collocati in modo soddisfacente in una cronologia definita.
In ogni stagione di crescita, gli alberi creano un nuovo anello che riflette le condizioni meteorologiche di quella stagione. Da solo, un singolo record può dirci solo poco sulle condizioni ambientali del tempo in un anno specifico della crescita dell’albero, e naturalmente l’età dell’albero al momento dell’abbattimento, ma quando mettiamo insieme centinaia e migliaia di record di anelli di alberi, può dirci molto di più. Soprattutto, supponendo che non ci siano lacune nella registrazione (e anche se ci sono brevi lacune), può dirci l’anno preciso in cui un certo anello è cresciuto (4). Il potenziale quindi, anche con queste due semplici serie di dati che possiamo estrapolare dai dati degli anelli degli alberi, è enorme. Si tratta di un metodo di datazione accurato e affidabile con un gran numero di usi negli studi ambientali, nell’archeologia e in tutto ciò che sta in mezzo.
Il metodo è andato di bene in meglio ed è ora un metodo vitale in più discipline. A partire dagli anni ’80, diversi studi seminali sono iniziati all’Università dell’Arizona (6), (7) studiando il pino dai coni setolosi della California e la quercia di Hohenheim in Germania. Grazie al lavoro di questi studi, ora abbiamo una cronologia di 8.600 anni per il pino setola e una cronologia di circa 12.500 anni per la quercia. Questa enorme e completa serie di dati è fondamentale per gli studi europei e nordamericani sul paleoclima e la preistoria (8).
Principi di definizione della dendrocronologia (3):
- Uniformità – che ogni singolo record di anelli di albero può essere calibrato rispetto alla somma totale dei record esistenti in modo che possa essere collocato nella cronologia. Una volta calibrato, dovremmo essere in grado di dire con precisione in quale anno un certo anello è stato creato
- Fattori limitanti – che certe condizioni meteorologiche e climatiche hanno un effetto sulla crescita degli anelli degli alberi in ogni dato anno o stagione
- Aggregazione – La forza del record degli anelli degli alberi è che le variazioni per le condizioni locali sono prese in considerazione e ogni set di dati degli anelli degli alberi dovrebbe inserirsi bene nel record esistente
- Ampiezza ecologica – Alcune specie di alberi crescono solo in certe aree. Ad alcune piace il terreno umido e salato e altre preferiscono il terreno secco e acido; ci sono preferenze per la temperatura, l’umidità e la maggior parte ha un limite di elevazione. Le migliori registrazioni sono quelle prese dai margini del terreno che le specie preferiscono perché è qui che vediamo le maggiori variazioni nella crescita degli anelli degli alberi
C’è un grande svantaggio nella dendrocronologia ed è che possiamo solo datare gli anelli nell’albero. Questo non dice nulla né su quando il particolare albero è stato abbattuto, né sulla data in cui è stato utilizzato (8). In tempi passati, il legname di buona qualità può essere stato riutilizzato (10) e per l’archeologo è importante controllare gli altri dati con quelli nuovi. Alcuni alberi sono anche migliori di altri per lo studio (5).
Note sull’affidabilità
Le specie di alberi variano molto. In questo articolo assumiamo che la crescita sia annuale con una stagione di crescita distinta. La maggior parte delle specie di alberi sono affidabili; la quercia è il tipo di albero più affidabile per gli anelli degli alberi – senza un singolo caso conosciuto di un anello di crescita annuale mancante. L’ontano e il pino sono noti per l’occasionale “mancanza di un anno”, il che è abbastanza confuso senza il fatto che queste specie a volte “raddoppiano”, avendo due anelli nella stessa stagione di crescita (8). La betulla e il salice non sono usati affatto a causa della natura erratica del loro ciclo di crescita. Dai cambiamenti del clima dopo la rivoluzione industriale, alcune delle registrazioni dendrocronologiche più recenti sono diventate erratiche (9) e nelle altezze più elevate, i dati degli anelli degli alberi sono diminuiti – stiamo vedendo più variabilità che mai (11).
In tempi precedenti al trattamento moderno del legno, le persone spesso drenavano gli alberi dalla linfa dopo l’abbattimento e prima di utilizzare il legname. La rimozione della linfa, e talvolta del durame, può seriamente compromettere l’affidabilità del legno come manufatto per la datazione (10).
Un buon studio dendrocronologico dipende fortemente dalla mancanza di un modello ripetuto. Ci aspettiamo, a causa della natura mutevole del clima, che ogni anno abbia un modello distinto nel record (9). Nessun modello è probabile che si ripeta perfettamente, ma è certamente possibile. Tutte le permutazioni devono essere esaminate e, se necessario, controllare il record con informazioni esterne conosciute.
Datazione al radiocarbonio
Parte del record dendrocronologico è anche misurare la quantità di carbonio nel campione dell’albero, a causa di questo lungo record sapremo la data esatta in cui un anello dell’albero è stato creato all’interno dell’organismo vivente. Questa registrazione continua, quindi, è vitale per datare il materiale organico attraverso la datazione al radiocarbonio. La quantità di isotopo radiocarbonio-14 nel manufatto viene confrontata con i dati degli anelli degli alberi per la calibrazione, ed è sempre calibrata con materiale organico di età nota (8). La natura completa dei registri degli anelli degli alberi è il database perfetto con cui calibrare quando si cerca di datare materiali organici. La maggior parte delle registrazioni saranno uniche e questo dovrebbe, in teoria, dare una data assoluta per il manufatto; se hanno un livello identico dell’isotopo, possiamo concludere con sicurezza che hanno la stessa età (12). Trovare un anno preciso è raramente così chiaro, quindi viene selezionato un intervallo di date, per cui le date radiocarboniche hanno sempre un fattore di errore. 4750BP +/-30 anni per esempio.
Usi in archeologia
Sweet Track – è conosciuto come “Il sentiero più vecchio del mondo”, un titolo curioso che non viene dato alla leggera. È certamente il più antico sentiero databile del mondo, se definiamo sentiero qualcosa di artificiale e deliberatamente creato allo scopo di spostarsi in un’area geografica, piuttosto che un sentiero che si è evoluto dal calpestio.
Fino agli anni ’80, era notoriamente difficile datare siti archeologici impregnati d’acqua, il che era frustrante per i ricercatori perché il materiale organico come il legno raramente si trova in aree dove potrebbe facilmente sopravvivere. Fino a quel momento, non esisteva quasi nessuna cronologia per il periodo preistorico in Inghilterra (15, p210). La dendrocronologia ha aiutato enormemente e quando una parte dello Sweet Track è stata trovata in un terreno impregnato d’acqua sui Somerset Levels, ha dato ai ricercatori dell’età del ferro e dei periodi precedenti una speranza che nei decenni successivi è stata certamente realizzata. I Somerset Levels erano sommersi dall’acqua per la maggior parte dell’anno in epoca preistorica, non drenati fino al periodo post-medievale, e la pista correva per quasi 2 km da un’altura a quella che allora era un’isola sui livelli (14). I dati degli anelli degli alberi presi da alcuni dei legni estesi sopravvissuti (che sono sopravvissuti perché erano impregnati d’acqua) sono riusciti a datare effettivamente la pista stessa e gli insediamenti vicini a circa 3806 a.C. al momento del completamento (15, p218). Questa era una data che i ricercatori sospettavano, anche se in modo molto più ampio di quanto non fosse prima della conferma, ma da quel momento la dendrocronologia divenne uno strumento fondamentale nella datazione dei resti archeologici.
Usi negli studi sul clima
Nella lotta contro il cambiamento climatico, è al passato che guardiamo per capire come potrebbe essere il nostro futuro. Lo studio dei dati degli anelli degli alberi è vitale per capire come era il nostro paleoclima regionale e globale in qualsiasi momento, soprattutto alla luce della mancanza di altre fonti dove potremmo ottenere tali informazioni. Il metodo ha subito un immenso miglioramento negli ultimi 20 anni. Dove la maggior parte dei climatologi guarda a come gli esseri umani stanno influenzando il clima, la dendrocronologia per la scienza del clima si concentra sui cambiamenti sulla vegetazione che risultano dai processi naturali di cambiamento del clima (16 p129-130). Il metodo di cambiamento può essere stato diverso, ma i risultati sono gli stessi e può dirci molto sui livelli crescenti di carbonio nel passato. In questo, è vitale per capire come sarà un mondo post-cambiamento climatico, in particolare sugli alberi, e gli effetti sulla crescita degli alberi in futuro.
Di particolare interesse per i climatologi sono i due eventi noti come la Piccola Era Glaciale (LIA) e il Periodo di Riscaldamento Medievale (MWP); entrambi furono periodi in cui l’area del Nord Atlantico – per diverse centinaia di anni – sperimentò condizioni climatiche insolite. Entrambi hanno avuto un profondo effetto sul clima dell’Europa e del Nord America orientale. In Europa, dove c’è una scarsità di alberi a lunga vita che sono molto più comuni nelle Americhe (16 p132-133), i dati del LIA e del MWP sono fondamentali per comprendere il cambiamento climatico moderno. In Nord America, è vero il contrario, poiché possiamo guardare molto indietro nel record paleoclimatico, che spesso conta migliaia di anni, per avere dati su un periodo molto più lungo.
- 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
- Cook, E.R. & Kairiukstis L. A. 1990: Metodi di dendrocronologia: Applications in the Environmental Sciences. 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
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