Studiul dendrocronologiei
Dendrocronologia este studiul datelor provenite din creșterea inelelor arborilor. Datorită aplicațiilor largi și diverse ale acestor date, specialiștii pot proveni din multe discipline academice. Nu există diplome în dendrocronologie, deoarece, deși este utilă în toate domeniile, metoda în sine este destul de limitată. Cei mai mulți oameni care intră în studierea inelelor arborilor provin, de obicei, dintr-una din mai multe discipline:
- Arheologie – în scopul datării materialelor și artefactelor realizate din lemn. Atunci când sunt folosite împreună cu alte metode, inelele arborilor pot fi folosite pentru a trasa evenimente.
- Chimiști – inelele arborilor sunt metoda prin care sunt calibrate datele de radiocarbon.
- Știința climei – în special în domeniul paleoclimatologiei, unde putem afla despre condițiile de mediu din trecut, la nivel local sau global, pe baza a ceea ce ne spun inelele arborilor. Prin extensie, acest lucru ne poate învăța, de asemenea, despre schimbările climatice din viitor
- Dendrologie – care include, de asemenea, gestionarea și conservarea pădurilor. Dendrologii sunt oameni de știință în domeniul arborilor și examinează toate aspectele legate de arbori (1). Inelele copacilor le pot spune despre climatul local actual
Dar dendrocronologia are, de asemenea, întrebuințări pentru istoricii de artă, absolvenții de studii medievale, clasici, antici și istorici, datorită necesității de a data unele dintre materialele pe care aceste domenii le vor manipula în proiectele lor de cercetare. De obicei, o diplomă de licență în oricare dintre disciplinele de mai sus sunt suficiente pentru a studia datele care provin din dendrocronologie.
Câteva note despre arbori
Arborii sunt o formă omniprezentă de viață vegetală pe planeta Pământ. Ei sunt plămânii lumii, inspirând dioxidul de carbon și expirând oxigenul de care depinde viața animală. De asemenea, trăiesc în tot felul de condiții: în zonele temperate și tropicale și în locații aride, de la peisajele montane la pădurile tropicale de la ecuator și la zonele înalte temperate din Scandinavia, ei sunt peste tot. Sunt folosiți pentru decorare în parcuri și grădini din întreaga lume. Sunt de toate formele și mărimile, de la cei mai mici puieți până la colosalele sequoia din America de Nord – s-ar putea spune că îi luăm ca pe ceva de la sine înțeles, și totuși ei sunt esențiali pentru a ne învăța despre multe aspecte ale trecutului nostru.
Arborii au evoluat în urmă cu aproximativ 380 de milioane de ani (2). Înainte de această dată, strămoșii copacilor puteau arăta ușor asemănători cu copacii, dar nu erau copaci în sensul propriu. Zorii vârstei arborilor adevărați au venit odată cu evoluția lemnului în perioada Devoniană târzie. Înainte de aceasta, strămoșii lor ar fi avut o formă recognoscibilă de copac, despre care se crede că ar fi fost cea a unui tip uriaș de ferigă care a început procesul de dezvoltare a unei tulpini lemnoase. Lemnul ajută copacul în dezvoltare să rămână puternic pe măsură ce îmbătrânește și crește în sus, construind noi ramuri și absorbind mai multă lumină solară pentru reproducerea prin fotosinteză. După cum știm cu toții, lemnul este un material solid și puternic, apreciat pentru longevitatea și rezistența sa. În fiecare sezon de creștere (de obicei anual, dar nu întotdeauna, vom examina această problemă mai târziu), un nou inel este așezat în corpul copacului. Putem vedea acest lucru în orice cioată de copac, o serie de inele concentrice care înconjoară lemnul din inimă și se desfășoară în evantai spre margine. În mod firesc, inelele exterioare reprezintă cei mai tineri ani ai arborelui și puteți observa că nu toate inelele sunt uniforme – unele sunt mai subțiri, altele mai groase, unele deschise și altele închise la culoare. Acestea reprezintă modele de creștere care reflectă condițiile anotimpului sau ale anului (4) și pe aceste inele se bazează întregul studiu al dendrocronologiei.
Ce este dendrocronologia?
Dendrocronologia este studiul creșterii inelelor arborilor și putem învăța multe din studiul lor. Putem data materialul arheologic organic și putem crea o înregistrare cronologică în raport cu care pot fi datate artefactele (3). Putem învăța multe despre clima din trecut, despre modul în care condițiile meteorologice ciudate pe durata unui sezon sau perioadele de schimbări climatice au afectat creșterea copacilor și despre modul în care acestea pot afecta clima noastră în viitor. Astronomul american A E Douglass, care era foarte interesat de studiul climei, a dezvoltat această metodă în jurul anului 1900 (4). El a teoretizat că inelele arborilor ar putea fi folosite ca date proxy pentru a extinde studiul climei mai mult decât era permis până atunci. Avea dreptate și, cu cât mai mulți arbori erau adăugați la înregistrări, cu atât mai mare era dimensiunea datelor care puteau fi extrapolate și cu atât mai completă era imaginea pe care o puteam construi despre clima noastră din trecut. Abia în anii 1970 arheologii au văzut beneficiile utilizării datelor privind inelele arborilor în propriul lor domeniu (8), chiar dacă Douglass însuși a folosit metoda sa pentru a data multe artefacte și monumente preistorice din America de Nord care nu fuseseră anterior încadrate în mod satisfăcător într-o cronologie definită.
În fiecare sezon de creștere, arborii creează un nou inel care reflectă condițiile meteorologice din acel sezon de creștere. De unul singur, o singură înregistrare ne poate spune doar puțin despre condițiile de mediu din acel moment într-un anumit an de creștere a copacului și, bineînțeles, despre vârsta copacului la tăiere, dar atunci când punem laolaltă sute și mii de înregistrări de inele de arbore, ne poate spune mult mai multe. Cel mai important, presupunând că nu există lacune în înregistrare (și chiar dacă există lacune scurte), ne poate spune anul exact în care a crescut un anumit inel de copac (4). Prin urmare, potențialul, chiar și cu aceste două seturi simple de date pe care le putem extrapola din datele privind inelele arborilor, este enorm. Este o metodă de datare precisă și fiabilă, cu un număr mare de utilizări în studiile de mediu, în arheologie și în tot ceea ce se află între acestea.
Metoda a mers din ce în ce mai bine și este acum o metodă vitală în mai multe discipline. Începând cu anii 1980, mai multe studii fundamentale au început la Universitatea din Arizona (6), (7) studiind pinul bristlecone din California și stejarul hohenheim din Germania. Datorită activității acestor studii, avem acum o cronologie de 8.600 de ani pentru pinul bristlecone și o cronologie în jur de 12.500 de ani pentru stejar. Acest set de date uriaș și cuprinzător este fundamental pentru studiile paleoclimatice și preistorice, atât în Europa, cât și în America de Nord (8).
Principiile definitorii ale dendrocronologiei (3):
- Uniformitate – faptul că orice înregistrare individuală a inelelor de arbore poate fi calibrată în raport cu suma totală a înregistrărilor existente, pentru a putea fi plasată în cronologie. Atunci când este calibrat, ar trebui să putem spune cu exactitate în ce an a fost creat un anumit inel
- Factori limitativi – faptul că anumite condiții meteorologice și climatice au un efect asupra creșterii inelelor arborilor în orice an sau anotimp
- Agregare – Punctul forte al înregistrării inelelor arborilor este că sunt luate în considerare variațiile pentru condițiile locale și orice set de date privind inelele arborilor ar trebui să se încadreze bine în înregistrarea existentă
- Amplitudine ecologică – Anumite specii de arbori vor crește numai în anumite zone. Unora le place solul umed și sărat, iar altele preferă solul uscat și acid; există preferințe pentru temperatură, umiditate și majoritatea au o limită de altitudine. Cele mai bune înregistrări sunt cele prelevate de la marginile terenului pe care speciile le preferă, deoarece aici observăm cele mai multe variații în creșterea inelelor arborilor
Există un dezavantaj major al dendrocronologiei și anume faptul că putem data doar inelele din arbore. Acest lucru nu spune nimic nici despre momentul în care copacul respectiv a fost tăiat, nici despre data la care a fost folosit (8). În trecut, este posibil ca lemnul de bună calitate să fi fost refolosit (10), iar pentru arheolog este important să verifice alte înregistrări în raport cu noile date. De asemenea, unii arbori sunt mai buni decât alții pentru studiu (5).
Note privind fiabilitatea
Speciile de arbori variază foarte mult. În acest articol pornim de la ipoteza că creșterea este anuală, cu un sezon de creștere distinct. Majoritatea speciilor de arbori sunt fiabile; stejarul este cel mai fiabil tip de arbore pentru inelele de creștere – neexistând niciun caz cunoscut de inel de creștere anuală lipsă. Arinul și pinul sunt renumiți pentru faptul că, ocazional, „lipsesc un an”, ceea ce este destul de derutant fără faptul că aceste specii, de asemenea, uneori „dublează”, având două inele în același sezon de creștere (8). Mesteacănul și salcia nu sunt utilizate deloc din cauza naturii neregulate a ciclului lor de creștere. De la schimbările climatice survenite după revoluția industrială, unele dintre cele mai recente înregistrări dendrocronologice au devenit neregulate (9), iar la altitudini mai mari, datele privind inelele arborilor au scăzut – observăm mai multă variabilitate decât oricând (11).
În vremurile de dinainte de a avea tratamentul modern al lemnului, oamenii drenau adesea arborii de sevă după tăiere și înainte de a folosi lemnul. Îndepărtarea sevei și, uneori, a lemnului de inimă, poate afecta serios fiabilitatea lemnului ca artefact pentru datare (10).
Un studiu bun de dendrocronologie depinde foarte mult de lipsa unui model repetat. Ne așteptăm, datorită naturii schimbătoare a climei, ca fiecare an să aibă un model distinct în înregistrare (9). Nu este probabil ca niciun tipar să se repete perfect, dar este cu siguranță posibil. Trebuie examinate toate permutările și, dacă este necesar, trebuie verificată înregistrarea în raport cu informațiile externe cunoscute.
Datarea cu radiocarbon
O parte a înregistrării dendrocronologice constă, de asemenea, în măsurarea cantității de carbon din proba de arbore, datorită acestei înregistrări îndelungate vom ști data exactă la care s-a creat un inel de arbore în interiorul organismului viu. Această înregistrare continuă este, așadar, vitală pentru datarea materialului organic prin datarea cu radiocarbon. Cantitatea de izotop de radiocarbon-14 din artefact este comparată cu datele privind inelele arboricole pentru calibrare și este întotdeauna calibrată în raport cu materialul organic de vârstă cunoscută (8). Caracterul cuprinzător al înregistrării inelelor arborilor este baza de date perfectă pentru a fi comparată cu care se face calibrarea atunci când încercăm să datam materiale organice. Majoritatea înregistrărilor vor fi unice și acest lucru ar trebui, în teorie, să ofere o dată absolută pentru artefact; dacă au un nivel identic al izotopului, putem concluziona cu siguranță că au aceeași vârstă (12). Găsirea unui an precis este rareori atât de clară, astfel încât este selectat un interval de date, de unde rezultă că datele de radiocarbon sunt întotdeauna însoțite de un factor de eroare. 4750BP +/-30 de ani, de exemplu.
Utilizări în arheologie
Sweet Track – este cunoscut ca fiind „Cel mai vechi drum pietonal din lume”, care este un titlu curios și nu este dat cu ușurință. Este cu siguranță cea mai veche potecă databilă din lume, dacă definim poteca ca fiind ceva artificial și creat în mod deliberat cu scopul de a se deplasa într-o zonă geografică, mai degrabă decât o potecă care a evoluat în urma călcării.
Până în anii 1980, era notorie dificultatea de a data siturile arheologice inundate de apă, ceea ce era frustrant pentru cercetători, deoarece materialul organic, cum ar fi lemnul, se găsește rareori în zone în care ar putea supraviețui cu ușurință. Până în acest moment, nu exista aproape nicio cronologie pentru perioada preistorică din Anglia (15, p210). Dendrocronologia a ajutat enorm în acest sens, iar atunci când o parte din Sweet Track a fost găsită în solul îmbibat cu apă de pe Somerset Levels, aceasta a oferit cercetătorilor din Epoca Fierului și din perioadele anterioare o speranță care, în deceniile următoare, s-a concretizat cu siguranță. Somerset Levels era acoperit de apă în cea mai mare parte a anului în perioada preistorică și nu a fost drenat până în perioada post-medievală, iar pista se întindea pe aproape 2 km de la un teren înalt până la ceea ce era atunci o insulă pe aceste niveluri (14). Datele privind inelele arborilor prelevate de pe unele dintre bârnele extinse care au supraviețuit (care au supraviețuit pentru că erau înecate în apă) au reușit să dateze efectiv pista în sine și așezările din apropiere în jurul anului 3806 î.Hr. la momentul finalizării (15, p218). Aceasta era o dată pe care cercetătorii o bănuiau, deși mult mai larg decât înainte de confirmare, dar din acel moment dendrocronologia a devenit un instrument fundamental în datarea rămășițelor arheologice.
Utilități în studiile climatice
În lupta împotriva schimbărilor climatice, privim spre trecut pentru a ne da seama cum ar putea arăta viitorul nostru. Studiul datelor privind inelele arborilor este vital pentru a înțelege cum arăta paleoclimatul nostru regional și global în orice moment, mai ales în lumina lipsei altor surse de unde am putea obține astfel de informații. Metoda a suferit îmbunătățiri imense în ultimii 20 de ani. În timp ce majoritatea climatologilor analizează modul în care oamenii influențează clima, dendrocronologia pentru știința climei se concentrează asupra schimbărilor de vegetație care rezultă din procesele naturale de schimbare a climei (16 p. 129-130). Este posibil ca metoda de schimbare să fi fost diferită, dar rezultatele sunt aceleași și ne pot spune multe despre creșterea nivelului de carbon în trecut. În acest sens, este vitală pentru a înțelege cum va arăta o lume post-schimbare climatică, în special asupra copacilor și efectele asupra creșterii copacilor în viitor.
De un interes deosebit pentru climatologi sunt cele două evenimente cunoscute sub numele de Mica Epocă Glaciară (LIA) și Perioada Medievală de Încălzire (MWP); ambele au fost perioade în care zona Atlanticului de Nord – timp de câteva sute de ani – a cunoscut condiții climatice neobișnuite. Ambele au avut un efect profund asupra climei din Europa și estul Americii de Nord. În Europa, unde există o sărăcie de arbori cu durată lungă de viață, care sunt mult mai răspândiți în America (16 p132-133), datele din LIA și MWP sunt fundamentale pentru înțelegerea schimbărilor climatice moderne. În America de Nord, este adevărat contrariul, deoarece putem privi cu mult timp în urmă în arhivele paleoclimatice, adesea de ordinul miilor de ani, pentru a obține date pe o perioadă mult mai lungă.
- 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
- Gătește, E.R. & Kairiukstis L. A. 1990: Metode de dendrocronologie: 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
- Autor
- Posturi recente
- Guide to Parasitology – 19 noiembrie 2018
- Deserts as Ecosystems and Why They Need Protecting – 19 noiembrie 2018
- Conservation: History and Future – 14 septembrie 2018
Featured Article
Climatologie: Știința sistemelor meteorologice globale pe termen lung