デンドロクロノロジー（年代測定法）。 木の年輪が語る過去と現在

Dendrochronology を学ぶ

Dendrochronology とは、木の年輪から得られるデータを研究することです。 このデータの用途は多岐にわたるため、専門家はさまざまな学問分野から集められます。 年輪年代学の学位はありませんが、それは年輪年代学があらゆる分野で有用であるにもかかわらず、その方法自体がかなり限定的であるためです。

• Archaeology – 木材から作られた材料や人工物の年代測定を目的としたもの。
• 気候学 – 特に古気候学の分野では、木の年輪が教えてくれることをもとに、地域や地球規模での過去の環境条件について学ぶことができます。 ひいては、将来の気候変動についても知ることができる
• Dendrology – 森林管理や保全も含む。 樹木学者は樹木の科学者であり、樹木のあらゆる側面を調査する(1)。 木の年輪は、現在の地域の気候について教えてくれる

Though 年輪年代学はまた、芸術史家、中世研究卒業生、古典学者、古代と歴史家のための用途を持っています彼らの研究プロジェクトで扱うことになる材料の一部を日付する必要性のためです。 一般的に、上記の分野のいずれかの学士号は、年輪年代学から出てくるデータを研究するのに十分です。

A Few Notes on Trees

Trees are aubiquitous form of plant life on planet Earth. 二酸化炭素を吸い込み、動物の生命が依存する酸素を吐き出す、世界の肺のような存在です。 温帯や熱帯、乾燥地帯、山岳地帯、赤道の熱帯雨林、スカンジナビアの温帯高地など、あらゆる場所に生息しているのです。 世界中の公園や庭園の装飾に使われています。 小さな苗木から北米の巨大なレッドウッドまで、形も大きさもさまざまです。私たちは当たり前のように木を見ていますが、木は私たちの過去のさまざまな側面を教えてくれる重要な存在なのです。 それ以前は、木の祖先は少し木のように見えたかもしれないが、正しい意味での木ではなかった。 真の樹木の時代の幕開けは、デボン紀後期の木の進化とともにやってきました。 それ以前の祖先は、巨大なシダの一種が木質化したものと考えられており、木の形を認識することができた。 木は、成長中の木が年を取って上に向かって成長し、新しい枝を作り、光合成の生殖のためにより多くの日光を飲むときに、強度を維持するのに役立ちます。 木は、ご存知のように堅くて強い素材であり、長寿と強さで評価されています。 木は成長するたびに（通常は1年ごとに成長しますが、常にそうとは限りません。 これはどんな切り株にも見られることで、心材を囲むように同心円状の輪が連なっており、端に向かって扇状に広がっています。 当然ながら、外側の環はその木の最も若い時期を表し、環はすべて均一ではないことにお気づきでしょう。薄いもの、厚いもの、明るいもの、暗いものなどがあります。 これらは、その季節や年の状況を反映した成長パターンを表しており(4)、年輪年代学の研究全体は、これらの年輪に基づいているのです。 有機的な考古学的資料を年代測定し、遺物を年代測定するための年代記録を作成することができます(3)。 過去の気候、異常気象や気候変動が樹木の成長に与えた影響、そしてそれが将来の気候に与える影響について、私たちは多くを学ぶことができるのだ。 1900年頃、気候の研究に強い関心を抱いていたアメリカの天文学者A・E・ダグラスが、この方法を開発した(4)。 彼は、木の年輪を代理データとして使うことで、それまで許されていたよりもさらに遡って気候の研究を行うことができると理論化したのです。 彼は正しかった。記録に加える木の本数が増えれば増えるほど、データの規模が大きくなり、過去の気候の全体像を把握することができるようになったのである。 ダグラス自身は、それまで明確な年表を作成することができなかった先史時代の北アメリカの遺物や遺跡の年代を、彼の手法で測定していたが、考古学者が自分たちの分野で木の年輪データを使用するメリットを理解したのは、1970年代になってからだった(8)。 それ単体では、木の成長の特定の年の当時の環境条件や、もちろん伐採時の木の年齢について少ししか分かりませんが、何百、何千もの木の環の記録を合わせると、もっと多くのことが分かるようになるのです。 最も重要なことは、記録に空白がないと仮定すれば（たとえ短い空白があったとしても）、ある木の環が成長した正確な年を知ることができることです(4)。 このように、樹木の環のデータから推定される2つの簡単なデータだけでも、その可能性は非常に大きい。 正確で信頼性の高い年代測定法として、環境研究、考古学、その他あらゆる分野で多くの用途があります。

この方法は、ますます強力になり、今では複数の分野にわたる重要な方法となっています。 1980年代から、アリゾナ大学(6)、(7)で、カリフォルニアのブリッスルコーンパインやドイツのホーエンハイムオークの研究など、いくつかの画期的な研究が始まりました。 これらの研究のおかげで、現在では、ブリストルコーン・パインについては8,600年、オークについては12,500年という年輪年代が得られている。 この膨大で包括的なデータセットは、ヨーロッパと北米の古気候と先史時代に関する研究の基礎となっています(8)

Dendrochronology Defining Principles (3):

• Uniformity – どの木の指輪記録も年表に掲載できるように、既存の記録の合計に対して校正できること。
• Limiting factors – 特定の天候や気候条件が、任意の年や季節の木の環の成長に影響を与えること。
• Aggregation – 木の環の記録の強みは、地域の条件による変化が考慮されていること、および任意の木の環データセットが既存の記録の中にうまくはめ込まれることです
• Ecological amplitude – 特定の木の種が特定の地域でのみ成長します。 湿った塩分の多い土壌を好むものもあれば、乾燥した酸性の土壌を好むものもある。温度や湿度にも好みがあり、ほとんどの場合、標高の制限がある。 そのため、樹木が好む土地の端から採取したものが最も良い記録となります。

年輪年代学には一つの大きな欠点があり、それは、木の中の年輪だけを年代測定できることです。 これは、その木がいつ伐採されたのか、いつ使われたのかについては何も語っていない(8)。 過去の時代には、良質の木材が再利用された可能性があり(10)、考古学者にとっては、新しいデータと他の記録を照らし合わせることが重要なのである。 また、研究対象として最適な木もある（5）。

Notes on Reliability

木の種類は実にさまざまである。 ここでは生育期がはっきりしていて成長は年単位であるという前提で話を進める。 ほとんどの樹種は信頼性が高く、オークは年輪の欠落が一度もない、最も信頼性の高い樹種です。 アルダーと松は、時々「年輪が欠ける」ことで有名ですが、これらの樹種は、同じ成長期に2つの年輪を持つ「ダブルアップ」することもあり、十分に混乱させるものです(8)。 白樺と柳は、成長サイクルが不規則であるため、全く使用されていない。 産業革命以降の気候の変化により、最近の年輪記録は不安定になり(9)、高地では年輪データが減少し、以前よりも変動が大きくなっている(11)。 樹液や、時には心材の除去は、年代測定のための人工物としての木材の信頼性に深刻な影響を与えます（10）。

優れた年輪年代学研究は、繰り返しのパターンがないことに大きく依存しています。 気候の変化により、各年の記録には明確なパターンがあることが予想される(9)。 完璧に繰り返されるパターンはないだろうが、可能性があることは確かである。 年輪年代学的記録の一部は、木のサンプルに含まれる炭素量を測定することである。この長い記録により、生物体内で木の輪が作られた正確な日付を知ることができる。 この継続的な記録は、放射性炭素年代測定法による有機物の年代測定に不可欠なものです。 遺物中の放射性炭素14同位体の量は、樹木の環のデータと比較され、常に年代が分かっている有機物と比較され、校正されます(8)。 樹木の年輪の記録は包括的であるため、有機物を年代測定する際の校正に最適なデータベースと言えます。 ほとんどの記録はユニークで、理論的にはその遺物の絶対的な年代がわかるはずです。もし、同位体のレベルが同じであれば、同じ年代であると安全に結論づけることができます(12)。 しかし、正確な年代を特定することは困難であるため、放射性炭素年代には常に誤差がつきまといます。 例えば、4750BP +/-30年。

Uses in Archaeology

Sweet Track – これは「世界最古のフットパス」として知られているが、軽々に与えられるものではない、興味深いタイトルである。

1980年代まで、湛水した遺跡の年代測定は非常に困難で、木材のような有機物が生き残りやすい場所で見つかることはほとんどないため、研究者をいらだたせました。 この時期まで、イングランドにおける先史時代の年代測定はほとんど行われていなかったのである（15, p210）。 サマセット・レベルズの湛水土壌からスウィート・トラックの一部が発見されたとき、鉄器時代やそれ以前の時代を研究する研究者に希望を与え、その後数十年の間にその希望は確実に現実のものとなった。 サマセット・レベルズは先史時代には一年中湛水状態にあり、中世以降も水は引かれていなかった。このトラックは高台から当時の島まで2km近くも続いていた(14)。 現存する広範な材木の一部から採取された年輪データ（水に浸かっていたため残存していた）から、トラックそのものとその近くの集落の完成時期を紀元前3806年頃とすることができた（15, p218）。 この年代は研究者が疑っていたものであり、確認する前よりもはるかに大まかではあったが、その時点から年輪年代学は考古学的遺跡の年代測定における基本的なツールとなった。 樹木の環のデータは、地域や世界の古気候がどのようなものであったかを理解するのに不可欠である。 この20年間で、この方法は飛躍的に改善されました。 気候学者が人間がどのように気候に影響を与えているかを見るのに対し、気候科学のための年輪年代学は、気候変動の自然なプロセスから生じる植生の変化に焦点を当てている(16 p129-130)。 変化の方法は違っても、結果は同じであり、過去の炭素レベルの増加について多くを語ることができる。 気候学者にとって特に興味深いのは、小氷期（LIA）と中世温暖期（MWP）と呼ばれる2つの現象で、どちらも北大西洋地域が数百年にわたって異常な気候条件を経験した時期でした。 この2つの現象は、ヨーロッパと北アメリカ東部の気候に大きな影響を与えた。 アメリカ大陸に多い長寿の樹木が少ないヨーロッパでは（16 p132-133）、LIAとMWPのデータは現代の気候変動を理解する上で基礎となるものである。 北米ではその逆で、数千年にわたる古気候の記録をはるかにさかのぼって、より長い期間のデータを得ることができるのです。

• 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.B
• Cook.B http://www.helm.org.uk/guidance-library/dendrochronology-guidelines/dendrochronology.pdf
• https://journals.uair.arizona.edu/index.php/radiocarbon/article/view/787
• 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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MG MasonはExeter大学で考古学の学士と風景考古学の修士を取得しています。 正式な学問の傍ら、環境科学への個人的な関心も高まり、最終的には大学院の学位の一部となり、イングランド南西部の環境に対する自然および人間の変化の両方を研究しました；特に航空写真に関心を持っています。 GIS（デジタル・マッピング）の経験もあるが、経済不況のため関連する仕事を得るのに苦労しており、現在はフリーランスのライターとして働いている。 現在、イングランド南西部に在住。

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