Estudo de Dendrocronologia
Dendrocronologia é o estudo dos dados do crescimento dos anéis das árvores. Devido à varredura e diversas aplicações destes dados, especialistas podem vir de muitas disciplinas acadêmicas. Não existem diplomas em dendrocronologia porque embora seja útil em todas as áreas, o método em si é bastante limitado. A maioria das pessoas que entram no estudo de anéis de árvores normalmente vem de uma das várias disciplinas:
- Arqueologia – para o propósito de datar materiais e artefatos feitos de madeira. Quando usados em conjunto com outros métodos, os anéis de árvores podem ser usados para traçar eventos.
- Chemista – Anéis de árvores são o método pelo qual as datas radiocarbono são calibradas.
- Ciências Climáticas – particularmente no campo da paleoclimatologia onde podemos aprender sobre as condições ambientais do passado, local ou globalmente, com base no que os anéis de árvores nos estão a dizer. Por extensão, isto também nos pode ensinar sobre as alterações climáticas no futuro
- Dendrologia – que também inclui a gestão e conservação florestal. Os dendrologistas são cientistas florestais e examinam todos os aspectos das árvores (1). Anéis de árvores podem falar-lhes sobre o clima local atual
A dendrocronologia também tem usos para historiadores de arte, graduados em estudos medievais, classicistas, antigos e historiadores devido à necessidade de datar alguns dos materiais que os campos estarão manipulando em seus projetos de pesquisa. Tipicamente, um bacharelado em qualquer uma das disciplinas acima são suficientes para estudar os dados que saem da dendrocronologia.
A poucas notas sobre árvores
As árvores são uma forma ubíqua de vida vegetal no planeta Terra. Elas são os pulmões do mundo, respirando dióxido de carbono e expirando o oxigênio do qual depende a vida animal. Também vivem em todo o tipo de condições: em áreas temperadas e tropicais e em locais áridos, desde paisagens montanhosas até às florestas tropicais do equador e das terras altas temperadas da Escandinávia, estão em todo o lado. São usados para decoração em parques e jardins em todo o mundo. Elas vêm em todas as formas e tamanhos, desde as menores mudas até as colossais madeiras vermelhas da América do Norte – pode-se dizer que as tomamos como garantidas, mas são vitais para nos ensinar sobre muitos aspectos do nosso passado.
As árvores evoluíram cerca de 380 milhões de anos atrás (2). Antes disso, os antepassados das árvores podem ter parecido ligeiramente com árvores, mas não eram árvores em nenhum sentido apropriado. A aurora da era das árvores verdadeiras veio com a evolução da madeira no final do período Devoniano. Antes disso, os seus antepassados teriam uma forma arbórea reconhecível, que se acredita ser a de um tipo gigantesco de samambaia que iniciou o processo de desenvolvimento de um caule lenhoso. A madeira ajuda a árvore em desenvolvimento a manter-se forte à medida que envelhece e cresce para cima, construindo novos ramos e bebendo em mais luz solar para a reprodução da fotossíntese. A madeira é um material sólido e forte como todos nós sabemos, valorizado pela sua longevidade e força. A cada estação de crescimento (tipicamente anual mas nem sempre, vamos examinar este problema mais tarde) um novo anel é colocado no corpo da árvore. Podemos ver isso em qualquer tronco de árvore, uma série de anéis concêntricos que circundam o coração da madeira e se espalham em direção à borda. Naturalmente, os anéis externos representam os anos mais novos da árvore e você pode notar que nem todos os anéis são uniformes – alguns são mais finos, alguns mais grossos, alguns mais claros e alguns mais escuros. Estes representam padrões de crescimento que reflectem as condições da estação ou do ano (4) e é nestes anéis que se baseia todo o estudo da dendrocronologia.
O que é a Dendrocronologia?
Dendrocronologia é o estudo do crescimento dos anéis das árvores e podemos aprender muito com o seu estudo. Podemos datar material arqueológico orgânico e criar um registo cronológico contra o qual os artefactos podem ser datados (3). Há muito que podemos aprender sobre o clima do passado, como as condições meteorológicas de uma estação anormal, ou períodos de mudança climática afectaram o crescimento das árvores e como isso pode afectar o nosso clima no futuro. A Astronomia Americana A E Douglass, que tinha um grande interesse em estudar o clima, desenvolveu o método por volta de 1900 (4). Ele teorizou que os anéis das árvores poderiam ser usados como dados proxy para ampliar o estudo do clima mais do que era permitido anteriormente. Ele estava certo, e quanto mais árvores fossem adicionadas ao registro, maior o tamanho dos dados poderia ser extrapolado e mais completa a imagem que poderíamos construir do nosso clima passado. Só nos anos 70 é que os arqueólogos viram os benefícios do uso de dados de anéis de árvores em seu próprio campo (8), embora o próprio Douglass tivesse usado seu método para datar muitos artefatos e monumentos pré-históricos norte-americanos que antes não tinham sido colocados satisfatoriamente em uma cronologia definida.
Em cada estação de crescimento, as árvores criam um novo anel que reflete as condições climáticas daquela estação de crescimento. Por si só, um único registo pode dizer-nos apenas um pouco sobre as condições ambientais da época num determinado ano de crescimento da árvore, e claro, a idade da árvore no abate, mas quando juntamos centenas e milhares de registos de anéis de árvores, pode dizer-nos muito mais. O mais importante, assumindo que não há lacunas no registo (e mesmo que haja lacunas curtas), pode dizer-nos o ano exacto em que um determinado anel de árvore cresceu (4). O potencial então, mesmo com estes dois conjuntos simples de dados que podemos extrapolar a partir dos dados dos anéis das árvores, é enorme. É um método de datação preciso e confiável com um grande número de usos em estudos ambientais, arqueologia e tudo o que está entre.
O método tem ido de força em força e agora é um método vital em múltiplas disciplinas. A partir dos anos 80, vários estudos seminais começaram na Universidade do Arizona (6), (7) estudando o pinheiro bristlecone da Califórnia e o carvalho hohenheim na Alemanha. Graças ao trabalho destes estudos, temos agora uma cronologia de 8.600 anos para o pinheiro cerdas de carvalho e na região de 12.500 anos para o carvalho. Este enorme e abrangente conjunto de dados é fundamental tanto para os estudos europeus como norte-americanos do paleoclimado e pré-história (8).
Dendrocronologia Definindo Princípios (3):
- Uniformidade – que qualquer registo de anel de árvore individual pode ser calibrado em relação à soma total do registo existente para que possa ser colocado na cronologia. Quando calibrado, devemos ser capazes de dizer exatamente em que ano um determinado anel foi criado
- Fatores limitantes – que certas condições climáticas e climáticas têm um efeito sobre o crescimento do anel da árvore em qualquer ano ou estação do ano
- Agregação – A força do registro do anel da árvore é que as variações para as condições locais são levadas em conta e qualquer conjunto de dados do anel da árvore deve se encaixar bem no registro existente
- Amplitude ecológica – Certas espécies de árvores só crescerão em certas áreas. Algumas gostam de solo úmido, salgado e outras preferem solo seco e ácido; há preferências por temperatura, umidade e a maioria tem um limite de elevação. Os melhores registros são aqueles retirados das margens do terreno que as espécies preferem porque é aqui que vemos a maioria das variações no crescimento dos anéis das árvores
Há uma grande desvantagem para a dendrocronologia e que é que só podemos datar os anéis na árvore. Isto não diz nada sobre quando a árvore em particular foi cortada, nem sobre a data em que ela foi usada (8). Em tempos passados, madeira de boa qualidade pode ter sido reutilizada (10) e, para o arqueólogo, é importante verificar outros registros em relação aos novos dados. Algumas árvores também são melhores do que outras para estudo (5).
Notas sobre Confiabilidade
Tree species vary greatly. Neste artigo nós assumimos que o crescimento é anual com uma estação de crescimento distinta. A maioria das espécies arbóreas são confiáveis; o carvalho é o tipo de árvore mais confiável para anéis de árvores – sem um único caso conhecido de um anel de crescimento anual em falta. O amieiro e o pinheiro são notórios por ocasionalmente “faltar um ano”, o que é bastante confuso sem o facto de estas espécies por vezes também “dobrarem”, por terem dois anéis na mesma época de crescimento (8). A bétula e o salgueiro não são de todo utilizados devido à natureza errática do seu ciclo de crescimento. Desde as mudanças climáticas desde a revolução industrial, alguns dos registros dendrocronológicos mais recentes tornaram-se erráticos (9) e em elevações mais altas, os dados dos anéis das árvores diminuíram – estamos vendo mais variabilidade do que nunca (11).
Em tempos anteriores ao tratamento moderno da madeira, as pessoas freqüentemente drenavam as árvores de seiva após o corte e antes do uso da madeira. A remoção da seiva, e às vezes do cerne, pode afetar seriamente a confiabilidade da madeira como um artefato para datação (10).
Um bom estudo de dendrocronologia depende muito da falta de um padrão repetido. Esperamos, devido à natureza mutável do clima, que cada ano tenha um padrão distinto no registro (9). É provável que nenhum padrão seja perfeitamente repetido, mas é certamente possível. Todas as permutações devem ser examinadas e, se necessário, verificar o registro em relação a informações externas conhecidas.
Radiocarbon Dating
Parte do registro dendrocronológico também é para medir a quantidade de carbono na amostra da árvore, devido a este longo registro saberemos a data exata em que um anel de árvore foi criado dentro do organismo vivo. Este registro contínuo, então, é vital para datar material orgânico através da datação por radiocarbono. A quantidade de isótopo radiocarbono 14 no artefato é comparada com os dados do anel da árvore para calibração, e é sempre calibrada contra material orgânico de idade conhecida (8). A natureza abrangente do registro do anel das árvores é a base de dados perfeita para calibrar quando estamos tentando datar materiais orgânicos. A maioria dos registros será única e isto deve, em teoria, dar uma data absoluta para o artefato; se eles tiverem um nível idêntico do isótopo, podemos concluir com segurança que eles são da mesma idade (12). Encontrar um ano preciso raramente é tão claro que se selecciona um intervalo de datas, daí que as datas radiocarbónicas venham sempre com um factor de erro. 4750BP +/-30 anos por exemplo.
Uses in Archaeology
Sweet Track – é conhecido como “The Oldest Footpathathath in the World” que é um título curioso não dado de ânimo leve. É certamente o caminho pedestre datável mais antigo do mundo se definirmos o caminho pedestre como algo artificial e deliberadamente criado com o propósito de contornar uma área geográfica, ao invés de um caminho que evoluiu do pisoteio.
Até os anos 80, era notoriamente difícil datar sítios arqueológicos alagados, o que era frustrante para os pesquisadores porque material orgânico como a madeira raramente se encontra em áreas onde poderia facilmente sobreviver. Até esta época, não havia quase nenhuma cronologia para o período pré-histórico na Inglaterra (15, p210). A dendrocronologia ajudou enormemente e quando parte do Sweet Track foi encontrada em solo alagado nos níveis de Somerset, deu aos pesquisadores na Idade do Ferro e em períodos anteriores a esperança de que nas décadas seguintes certamente se realizaria. Os níveis de Somerset foram alagados durante a maior parte do ano na pré-história, não sendo drenados até ao período pós-medieval, e a pista percorreu cerca de 2 km desde as terras altas até ao que era então uma ilha nos níveis (14). Os dados dos anéis de árvores retirados de algumas das madeiras extensivas sobreviventes (que sobreviveram por terem sido alagadas) conseguiram datar efectivamente a própria pista e assentamentos próximos a cerca de 3806BC na altura da conclusão (15, p218). Esta foi uma data que os pesquisadores suspeitavam, embora muito mais amplamente do que antes da confirmação, mas a partir daí a dendrocronologia tornou-se uma ferramenta fundamental na datação de restos arqueológicos.
Uses in Climate Studies
Na luta contra a mudança climática, é para o passado que olhamos a fim de descobrir como poderia ser o nosso futuro. O estudo dos dados dos anéis das árvores é vital para compreender como era o nosso paleoclima regional e global em qualquer momento, especialmente tendo em conta a falta de outras fontes onde possamos obter tal informação. O método tem sofrido imensas melhorias nos últimos 20 anos. Onde a maioria dos climatologistas observa como os seres humanos estão afetando o clima, a dendrocronologia para a ciência climática está focada nas mudanças na vegetação que resultam dos processos naturais de mudança climática (16 p129-130). O método de mudança pode ter sido diferente, mas os resultados são os mesmos e pode nos dizer muito sobre o aumento dos níveis de carbono no passado. Nisto, é vital entender como será um mundo pós- mudança climática, particularmente nas árvores, e os efeitos no crescimento das árvores no futuro.
De particular interesse para os climatologistas são os dois eventos conhecidos como a Pequena Era do Gelo (LIA) e o Período de Aquecimento Medieval (MWP); ambos foram períodos dos quais a área do Atlântico Norte – durante várias centenas de anos – experimentou condições climáticas incomuns. Ambos tiveram um efeito profundo sobre o clima da Europa e do leste da América do Norte. Na Europa, onde há uma escassez de árvores de vida longa que são muito mais comuns nas Américas (16 p132-133), os dados do LIA e do MWP são fundamentais para entender as mudanças climáticas modernas. Na América do Norte, o oposto é verdadeiro, pois podemos olhar para trás, para o registro do paleoclimado, muitas vezes numerado em milhares de anos, para dados durante um período muito mais longo.
- 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
- Cozinhar, E.R. & Kairiukstis L. A. 1990: Métodos de Dendrocronologia: Aplicações nas Ciências Ambientais. 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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