Дендрохронология: что говорят нам годичные кольца о прошлом и настоящем

  1. Изучение дендрохронологии
  2. Несколько заметок о деревьях
  3. Что такое дендрохронология?
  4. Принципы определения дендрохронологии (3) :
  5. Примечания о надежности
  6. Радиоуглеродные знакомства
  7. Использует в археологии
  8. Использование в изучении климата
  9. Мэтью Мейсон
  10. Последние сообщения от Мэтью Мейсон ( увидеть все )

Изучение дендрохронологии

Дендрохронология - это исследование данных о росте древовидного кольца. Из-за широкого и разнообразного применения этих данных специалисты могут прийти из многих академических дисциплин. В дендрохронологии нет никаких степеней, потому что, хотя это полезно по всем направлениям, сам метод довольно ограничен. Большинство людей, которые начинают изучать годичные кольца, обычно приходят из одной из следующих дисциплин:

  • Археология - с целью знакомства материалов и артефактов из дерева. При использовании в сочетании с другими методами, для построения событий можно использовать годичные кольца.
  • Химики - Кольца деревьев - метод калибровки радиоуглеродных дат.
  • Наука о климате - особенно в области палеоклиматологии, где мы можем узнать об условиях окружающей среды прошлого, локально или глобально, основываясь на том, что говорят нам кольца деревьев. Таким образом, это также может научить нас изменению климата в будущем.
  • Дендрология - которая также включает управление лесным хозяйством и сохранение. Дендрологи - специалисты по деревьям и изучают все аспекты деревьев (1) . Кольца деревьев могут рассказать им о нынешнем местном климате

Хотя дендрохронология также используется для историков искусства, выпускников средневековых исследований, классицистов, древних и историков из-за необходимости датировать некоторые материалы, которые поля будут обрабатывать в своих исследовательских проектах. Как правило, степень бакалавра в любой из вышеперечисленных дисциплин достаточно для изучения данных, которые поступают из дендрохронологии.

Несколько заметок о деревьях

Деревья - вездесущая форма жизни растений на планете Земля. Это легкие мира, вдыхающие углекислый газ и выдыхающие кислород, от которого зависит жизнь животных. Они также живут во всевозможных условиях: в умеренных и тропических районах и в засушливых местах, от горных ландшафтов до тропических лесов экватора и умеренного нагорья Скандинавии, они повсюду. Они используются для украшения в парках и садах по всему миру. Они бывают разных форм и размеров, от самых маленьких саженцев до колоссальных красных лесов Северной Америки - можно сказать, что мы принимаем их как должное, но они жизненно важны для обучения нас по многим аспектам нашего прошлого.

Деревья образовались около 380 миллионов лет назад (2) . До этого предки деревьев, возможно, выглядели немного древовидно, но они не были деревьями в каком-то смысле. Рассвет эпохи настоящих деревьев пришел с эволюцией дерева в конце девонского периода. До этого у их предков была узнаваемая древовидная форма, которая, как полагают, была папоротником гигантского типа, который начал процесс развития древесного стебля. Древесина помогает развивающемуся дереву оставаться крепким по мере его взросления и роста, создавая новые ветви и выпивая больше солнечного света для воспроизведения фотосинтеза. Как мы все знаем, дерево - это прочный и прочный материал, который ценится за свою долговечность и прочность. Каждый сезон роста (как правило, ежегодный, но не всегда, мы рассмотрим эту проблему позже) в теле дерева устанавливается новое кольцо. Мы можем видеть это на любом пне, в виде ряда концентрических колец, обвивающих сердцевину дерева и разлетающихся к краю. Естественно, внешние кольца представляют самые молодые годы дерева, и вы можете заметить, что не все кольца одинаковы - некоторые тоньше, некоторые толще, некоторые светлее, а некоторые темнее. Они представляют модели роста, которые отражают условия сезона или года (4), и именно на этих кольцах основано все исследование дендрохронологии.

Что такое дендрохронология?

Дендрохронология - это изучение роста древесных колец, и мы можем многому научиться из их изучения. Мы можем датировать органический археологический материал и создавать хронологические записи, по которым можно датировать артефакты (3) . Мы можем многое узнать о прошлом климате, о том, как странные погодные условия в течение сезона или периоды изменения климата повлияли на рост деревьев и как это может повлиять на наш климат в будущем. Американский астроном А. Э. Дуглас, который проявлял большой интерес к изучению климата, разработал метод около 1900 года (4) . Он предположил, что годичные кольца могут быть использованы в качестве косвенных данных для дальнейшего расширения изучения климата, чем это было ранее допустимо. Он был прав, и чем больше деревьев было добавлено в запись, тем больше размер данных можно экстраполировать и тем более полную картину мы могли бы построить из нашего прошлого климата. Лишь в 1970-х годах археологи увидели преимущества использования данных о кольцах деревьев в своей области (8), хотя сам Дуглас использовал свой метод для датирования многих доисторических североамериканских артефактов и памятников, которые ранее не были удовлетворительно размещены в определенную хронологию.

В каждом вегетационном периоде деревья создают новое кольцо, которое отражает погодные условия этого вегетационного периода. Сама по себе отдельная запись может рассказать нам лишь немного об условиях окружающей среды в конкретный год роста дерева и, конечно, о возрасте дерева на рубке, но когда мы ставим сотни и тысячи записи колец деревьев вместе, это может сказать нам намного больше. Самое главное, если предположить, что в записи нет пробелов (и даже если есть короткие пробелы), это может сказать нам точный год, когда выросло определенное кольцо деревьев (4) . Потенциал, даже с этими двумя простыми наборами данных, которые мы можем экстраполировать из данных кольца деревьев, огромен. Это точный и надежный метод датирования с большим количеством применений в экологические исследования , археология и все что между

Метод прошел путь от силы к силе и теперь является жизненно важным методом в различных дисциплинах. С 1980-х годов в Университете Аризоны (6) , (7) началось несколько оригинальных исследований по изучению сосны бристлекон в Калифорнии и дуба Хоэнхайм в Германии. Благодаря работе этих исследований у нас теперь есть хронология на 8 600 лет для сосны бристлекона и в области хронологии на 12 500 лет для дуба. Этот огромный и всеобъемлющий набор данных является фундаментальным для европейских и североамериканских исследований палеоклимата и предыстории (8) .

Принципы определения дендрохронологии (3) :

  • Однородность - то, что любая отдельная запись о кольце дерева может быть откалибрована по сумме существующей записи, чтобы ее можно было поместить в хронологию. При калибровке мы должны точно сказать, в каком году было создано определенное кольцо
  • Ограничивающие факторы - определенные погодные и климатические условия влияют на рост кольца деревьев в любой данный год или сезон
  • Агрегация. Сила записи кольцевого дерева заключается в том, что учитываются вариации для локальных условий, и любой набор данных кольцевого дерева должен хорошо вписываться в существующую запись.
  • Экологическая амплитуда - некоторые виды деревьев будут расти только в определенных областях. Некоторые любят влажную соленую почву, а другие предпочитают сухую кислую почву; Есть предпочтения по температуре, влажности и большинство из них имеют предел высоты. Лучшие записи - те, что взяты с окраин земли, которую предпочитают виды, потому что именно здесь мы видим наибольшее количество вариаций роста древесных колец.

У дендрохронологии есть один существенный недостаток: мы можем датировать только кольца в дереве. Это ничего не говорит ни о том, когда конкретное дерево было срублено, ни о дате его использования (8) . В прошлом, древесина хорошего качества, возможно, использовалась повторно (10), и для археолога важно сверять другие записи с новыми данными. Некоторые деревья также лучше, чем другие для изучения (5) .

Примечания о надежности

Виды деревьев сильно различаются. В этой статье мы делаем предположение, что рост является ежегодным с отчетливым вегетационным периодом. Большинство видов деревьев являются надежными; дуб - самый надежный тип дерева для колец деревьев - ни одного известного случая отсутствия годичного годичного кольца. Ольха и сосна печально известны тем, что иногда «пропускают год», что достаточно запутанно, несмотря на то, что эти виды также иногда «удваиваются», имея два кольца в одном и том же вегетационном периоде (8) . Береза ​​и ива вообще не используются из-за неустойчивой природы их цикла роста. После изменений климата, произошедших после промышленной революции, некоторые из последних записей о дендрохронологии стали нестабильными (9), а на более высоких отметках данные о кольцах деревьев уменьшились - мы видим большую изменчивость, чем когда-либо прежде (11) .

Во времена, когда мы раньше не занимались современной обработкой древесины, люди часто осушали деревья сока после рубки и перед использованием древесины. Удаление сока, а иногда и сердцевины, может серьезно повлиять на надежность древесины как артефакт для датировки (10) .

Хорошее исследование дендрохронологии сильно зависит от отсутствия повторяющегося паттерна. Мы ожидаем, что из-за меняющейся природы климата каждый год будет иметь отчетливую картину (9) . Вероятно, ни один шаблон не будет повторен идеально, но это, безусловно, возможно. Все перестановки должны быть проверены и, при необходимости, проверить запись с известной внешней информацией.

Радиоуглеродные знакомства

Частью дендрохронологической записи также является измерение количества углерода в образце дерева, поскольку из этой длинной записи мы будем знать точную дату, когда в живом организме было создано кольцо дерева. Эта постоянная запись жизненно важна для знакомства с органическим материалом через радиоуглеродный анализ , Количество изотопа радиоуглерода-14 в артефакте сравнивается с данными кольца деревьев для калибровки, и оно всегда калибруется по органическому материалу известного возраста (8) . Всеобъемлющий характер записи годичных колец является идеальной базой данных для калибровки, когда мы пытаемся датировать органические материалы. Большинство записей будут уникальными, и теоретически это должно дать абсолютную дату для артефакта; если они имеют одинаковый уровень изотопа, мы можем с уверенностью заключить, что они одного возраста (12) . Поиск точного года редко бывает таким четким, поэтому выбирается диапазон дат, поэтому даты радиоуглерода всегда идут с коэффициентом ошибки. 4750BP +/- 30 лет, например.

Использует в археологии

Сладкая дорожка - она ​​известна как «Самая старая тропа в мире», и это любопытное название, которое не дается легкомысленно. Это, безусловно, самая старая в мире дорожка для датированных данных, если мы определяем ее как нечто искусственное и преднамеренно созданное для того, чтобы обойти географический район, а не путь, возникший в результате вытаптывания.

До 1980-х годов было общеизвестно трудно датировать заболоченные археологические памятники, что было неприятно для исследователей, потому что органический материал, такой как древесина, редко оказывается в областях, где он может легко выжить. До этого времени в Англии не было почти никакой хронологии доисторического периода (15, p210) . Дендрохронология очень помогла в этом, и когда часть Сладкой тропы была обнаружена в заболоченной почве на Сомерсетских уровнях, она дала исследователям железный век и более ранние периоды надежды на то, что в последующие десятилетия, безусловно, будет осуществлено. Уровни Сомерсет были заболочены большую часть года в доисторические времена, а не осушены до периода после средневековья, и трасса протянулась почти на 2 км от возвышенности до того, что было тогда островом на уровнях (14) . Данные о кольце деревьев, взятые из некоторых сохранившихся обширных лесоматериалов (которые сохранились из-за заболоченности), сумели эффективно датировать саму гусеницу и населенные пункты поблизости до 3806 г. до н.э. на момент завершения (15, с218) . Это была дата, которую исследователи подозревали, хотя и гораздо шире, чем до подтверждения, но с этого момента дендрохронология стала фундаментальным инструментом для датировки археологических находок.

Использование в изучении климата

В борьбе с изменением климата мы смотрим в прошлое, чтобы понять, как может выглядеть наше будущее. Изучение данных о древовидных кольцах жизненно важно для понимания того, как выглядел наш региональный и глобальный палеоклимат в любое время, особенно в свете отсутствия других источников, где мы могли бы получить такую ​​информацию. Метод претерпел огромное улучшение за последние 20 лет. Там, где большинство климатологов смотрят на то, как люди влияют на климат, дендрохронология для науки о климате сфокусирована на изменениях растительности, возникающих в результате естественных процессов изменения климата (16 стр . 129-130) . Способ изменения может быть другим, но результаты одинаковы, и он может многое рассказать нам об увеличении уровня углерода в прошлом. В этом жизненно важно понять, как будет выглядеть постклиматический мир, особенно на деревьях, и влияние на рост деревьев в будущем.

Особый интерес для климатологов представляют два события, известные как Малый ледниковый период (LIA) и период средневекового потепления (MWP); оба были периодами, когда в североатлантическом регионе - в течение нескольких сотен лет - возникали необычные климатические условия. Они оба оказали глубокое влияние на климат Европы и восточной части Северной Америки. В Европе, где не хватает долгоживущих деревьев, которые гораздо чаще встречаются в Северной и Южной Америке (16 p132-133) , данные LIA и MWP являются основополагающими для понимания современных изменений климата. В Северной Америке верно обратное, поскольку мы можем заглянуть в историю палеоклимата, часто исчисляемую тысячами лет, для данных за гораздо более длительный период.

Мэтью Мейсон

М.Г. Мейсон имеет степень бакалавра в области археологии и степень магистра в области ландшафтной археологии в Университете Эксетера. Личный интерес к науке об окружающей среде рос вместе с его формальным обучением и в конечном итоге стал частью его аспирантуры, где он изучал как естественные, так и человеческие изменения в окружающей среде юго-западной Англии; его особые интересы в аэрофотосъемке. Он имеет опыт работы с ГИС (цифровое картографирование), но в настоящее время работает в качестве внештатного автора, поскольку экономический спад означает, что он изо всех сил пытался получить соответствующую работу. В настоящее время он живет на юго-западе Англии.

Последние сообщения от Мэтью Мейсон ( увидеть все )

Избранная статья

Геопространственные технологии: введение и обзор

Геоматика или геопространственные технологии, как это более широко известно, являются таким междисциплинарным инструментом, что в настоящее время существуют ученые степени по конкретным предметам, таким как ГИС. Большинство студентов будут изучать некоторые из этих основных дисциплин: археология ...

Что такое дендрохронология?