Kā koku gredzeni izseko laika gaitā

Dendrohronoloģija ir oficiālais termins koku gredzenu iepazīšanai, zinātnei, kas izmanto koku augšanas gredzeni kā detalizēts klimata izmaiņu reģistrs reģionā, kā arī veids, kā tuvināt daudzu veidu koka priekšmetu būvniecības datumu.

Taustiņu atslēgas: Dendrohronoloģija

Tā kā notiek arheoloģisko iepazīšanās paņēmienu izmantošana, dendrohronoloģija ir ārkārtīgi precīza: ja koka objektā augšanas gredzeni tiek saglabāti un var sasaistīt esošā hronoloģijā, pētnieki var noteikt precīzu kalendāro gadu - un bieži sezonu - koks tika nocirsts, lai tā.

Šīs precizitātes dēļ kalibrēšanai izmanto dendrohronoloģijuradiocarbon iepazīšanās, piešķirot zinātnei atmosfēras apstākļu izmēru, kas, kā zināms, rada atšķirības radiokarbona datumos.

Radiokarbona datumi, kas bijuši kalibrēts salīdzinot ar dendrohronoloģiskajiem ierakstiem, tiek apzīmēti ar saīsinājumiem, piemēram, cal BP, vai kalibrēti gadus pirms šī brīža.

Koka gredzena iepazīšanās darbojas tāpēc, ka koks katru gadu dzīves laikā kļūst lielāks - ne tikai augstums, bet arī aug apkārtmērs - izmērāmos gredzenos. Gredzeni ir kambijs slānis, šūnu gredzens, kas atrodas starp koku un mizu un no kura nāk jaunas mizas un koksnes šūnas; katru gadu tiek izveidots jauns kambijs, atstājot iepriekšējo. Cik lielas kamija šūnas aug gadā, izmērot katra gredzena platumu, ir atkarīgs no temperatūras un mitruma - cik silts vai vēss, sauss vai slapjš bija gada gads.

Vides ievadīšana kambīzē galvenokārt ir klimatiskās izmaiņas reģionā, temperatūras izmaiņas, sausums un augsnes ķīmija, kas kopā tiek kodēti kā konkrēta gredzena platuma, koksnes blīvuma vai struktūras un / vai ķīmiskā sastāva izmaiņas šūnu sienas. Pamatinformācijā sausos gados kambija šūnas ir mazākas un tādējādi slānis ir plānāks nekā mitros gados.

Ne visus kokus var izmērīt vai izmantot bez papildu analītiskām metodēm: ne visiem kokiem ir kamīmi, kas tiek veidoti katru gadu. Piemēram, tropu reģionos ikgadējie augšanas gredzeni netiek sistemātiski veidoti vai augšanas gredzeni nav piesaistīti gadiem, vai arī gredzenu vispār nav. Mūžzaļie kambiji parasti ir neregulāri un neveidojas katru gadu. Koki arktiskajos, subarktiskajos un Alpu reģionos reaģē atšķirīgi atkarībā no tā, cik vecs koks ir - vecākiem kokiem ir samazināta ūdens efektivitāte, kā rezultātā samazinās reakcija uz temperatūru izmaiņas.

Iepazīšanās ar koku gredzeniem bija viena no pirmajām absolūtas iepazīšanās metodes izstrādāts arheoloģijai, un to 20. gadsimta pirmajās desmitgadēs izgudroja astronoms Endrjū Ellikots Douglass un arheologs Klarks Vislers.

Douglass galvenokārt interesēja klimatisko izmaiņu vēsture, kas parādīta koku gredzenos; tas bija Wissler, kurš ieteica izmantot šo paņēmienu, lai noteiktu, kad tika izveidoti Adobe pueblos no Amerikas dienvidrietumiem, un viņu kopīgais darbs sasniedza kulmināciju Senču Pueblo Štoulas pilsēta netālu no modernās Šovovas pilsētas Arizonā 1929. gadā.

Arheologs Neils M. Judd kreditē Nacionālās ģeogrāfijas biedrības pārliecināšanu izveidot Pirmā stara ekspedīcija, kurā tika savākti un reģistrēti apaļkoki no okupētajiem pueblosiem, misiju baznīcām un aizvēsturiskajām drupām no Amerikas dienvidrietumiem, līdzās tiem, kas dzīvo ponderosa priede koki. Gredzenu platums tika saskaņots un datēts ar krustu, un līdz 1920. gadiem hronoloģijas tika izveidotas gandrīz 600 gadu laikā. Pirmās drupas, kas piesaistītas konkrētam kalendāra datumam, bija Kawaikuh Jeddito apgabalā, celts 15. gadsimtā; Kawaikuh kokogles bija pirmās kokogles, ko izmantoja (vēlāk) radiokarbona pētījumos.

1929. gadā Showlow tika izrakts Lyndon L. Hargrave un Emīls V. Haury, un dendrohronoloģijā, kas tika veikta Showlow, tika iegūta pirmā atsevišķā dienvidu rietumu hronoloģija, kas ilga vairāk nekā 1200 gadus. Koku gredzenu izpētes laboratorija izveidoja Douglass Arizonas universitātē 1937. gadā, un tā joprojām veic pētījumus šodien.

Apmēram pēdējo simts gadu laikā koku gredzenu secības ir veidotas dažādām sugām visā pasaulē ar tik garām datumu virknēm kā 12 460 gadu secība gadā Centrāleiropā, ko Hohenheima laboratorija pabeidza uz ozoliem, un tā ir 8700 gadu ilga bristlecone priede secība Kalifornijā. Klimata pārmaiņu hronoloģijas veidošana reģionā šodien vispirms bija tikai jautājums par koku gredzenu shēmu saskaņošanu vecākiem un vecākiem kokiem; bet šādi centieni vairs nav balstīti tikai uz koku gredzenu platumu.

Tādas īpašības kā koksnes blīvums, grima elementārais sastāvs (ko sauc par dendroķīmiju), koksnes anatomiskās īpašības un stabili izotopi, kas uztverti tā šūnās, ir izmantoti kopā ar tradicionālo koku gredzenu platuma analīzi, lai izpētītu gaisa piesārņojuma ietekmi, ozona uzņemšanu un augsnes skābuma izmaiņas laika gaitā.

2007. gadā vācu kokzinātnieks Dīters Eksteins aprakstīja koka artefaktus un celtņu spāres Viduslaiku pilsēta Lībekā, Vācijā, lielisks piemērs neskaitāmajiem veidiem, kā šo tehniku ​​var izmantot.

Lībekas viduslaiku vēsturē ir iekļauti vairāki notikumi, kas attiecas uz koku gredzenu un mežu izpēti, ieskaitot likumus, kas pieņemti 12. beigās un 13. sākumā. gadsimtā, izveidojot dažus ilgtspējības pamatnoteikumus, divus postošus ugunsgrēkus 1251. un 1276. gadā, kā arī iedzīvotāju avāriju laikā no aptuveni 1340. līdz 1430. gadam Melnā nāve.

• Lībekas celtniecības uzplaukums ir raksturīgs ar to, ka tiek plaši izmantoti jaunāki koki, kas norāda uz pieprasījumu pārspēt mežu spēju atjaunoties; Krūtis, piemēram, pēc tam, kad Melnā nāve iznīcināja iedzīvotājus, tiek apzīmēts ar ilgu laika posmu, kad būvniecība vispār nav notikusi, kam seko ļoti vecu koku izmantošana.
• Dažās turīgākajās mājās spāres, kuras tika izmantotas celtniecības laikā, tika sagrieztas dažādos laikos, dažās - vairāk nekā gadu; lielākajā daļā citu māju spāres ir nocirstas vienlaikus. Eksteins norāda, ka tāpēc, ka koksne turīgākajai mājai tika iegūta kokmateriālu tirgū, kur koki būtu nozāģēti un glabāti, līdz tos varētu pārdot; savukārt mazāk turīgās māju konstrukcijas tika uzceltas tieši laikā.
• Pierādījumi par tālsatiksmes kokmateriālu tirdzniecību ir redzami no koka, kas ievests tādiem mākslas darbiem kā Triumfa krusts un Ekrāns pie Svētā Jēkaba ​​katedrāle. Tika identificēts, ka tas ir izgatavots no koka, kas ir īpaši nosūtīts no 200 līdz 300 gadu vecumam koki no Polijas-Baltijas mežiem, iespējams, pa izveidotajiem tirdzniecības ceļiem no Gdaņskas, Rīgas vai Konigsbergas ostām.

Cláudia Fontana un kolēģi (2018) dokumentēja sasniegumus, aizpildot lielu plaisu dendrohronoloģiskajos pētījumos tropu un subtropu reģionos, jo kokiem tajos klimatiskajos apstākļos ir vai nu sarežģīti gredzenu raksti, vai arī nav redzamu koku gredzenu pavisam. Tā ir problēma, jo, tā kā notiek globālās klimata izmaiņas, mums ir jāsaprot Aizvien vairāk notiek fizikāli, ķīmiski un bioloģiski procesi, kas ietekmē zemes oglekļa līmeni svarīgs. Pasaules tropiskajos un subtropu reģionos, piemēram, Dienvidamerikas Brazīlijas Atlantijas mežā, tiek glabāti aptuveni 54% no visas planētas biomasas. Labākos rezultātus standarta dendrohronoloģiskos pētījumos iegūst mūžzaļie Araucaria angustifolia (Paraná priede, Brazīlijas priede vai svečturis) ar secību, kas izveidota lietusmežos laikposmā no 1790. līdz 2009. gadam CE); sākotnējie pētījumi (Nakai et al. 2018) ir parādījuši, ka ir ķīmiski signāli, kas izseko nokrišņiem un temperatūras izmaiņām, kurus var izmantot, lai iegūtu vairāk informācijas.

2019. gada pētījumā (Wistuba un kolēģi) tika atklāts, ka koku gredzeni var arī brīdināt par gaidāmo slīpuma sabrukumu. Izrādās, koki, kurus noliec zemes nogruvumi, reģistrē ekscentriskus elipsveida koku gredzenus. Gredzenu apakšējās daļas aug plašāk nekā augšējās, un pētījumos, kas veikti Polijā, Malgorzata Wistuba un kolēģi atklāja, ka šie slīpumi ir pierādīti trīs līdz piecpadsmit gadus pirms katastrofas sabrukt.

Jau sen bija zināms, ka trīs 9. gadsimta vikingu perioda laivu kapa pilskalni netālu no Oslo, Norvēģijā (Gokstad, Osebergs, un Tune) kādā senatnē bija ielauzušies. Interlopers sabojāja kuģus, sabojāja kapu preces un izvilka un izkliedza mirušā kaulus. Mums par laimi, laupītāji aiz sevis atstāja instrumentus, kurus viņi izmantoja, lai ielauztos pilskalnos, koka lāpstiņās un nestuves (mazas apstrādājamās platformas, ko izmanto priekšmetu izvešanai no kapenēm), kuras tika analizētas, izmantojot dendrohronoloģija. Piesaistot koku gredzenu fragmentus izveidotās hronoloģijas instrumentos, Bils un Dālijs (2012) to atklāja visi trīs pilskalni tika atvērti un kapu lietas tika sabojātas 10. gadsimtā, iespējams, kā daļa no Haralds Bluetoothkampaņa skandināvu pārvēršanai kristietībā.

Vangs un Žao izmantoja dendrohronoloģiju, lai apskatītu datumus vienā no Zīda ceļa maršruti izmantots Qin-Han periodā, ko sauc par Qinghai ceļu. Lai atrisinātu pretrunīgos pierādījumus, kad maršruts tika pamests, Vangs un Šao apskatīja koka atliekas no maršruta kapenēm. Daži vēstures avoti ziņoja, ka Qinghai ceļu pameta 6. gadsimtā pirms mūsu ēras: 14 kapu dendrohronoloģiskā analīze maršrutā identificēja turpmāku izmantošanu ar vēlu 8. gadsimts. Kristofa Haneca un kolēģu (2018) pētījumā aprakstīti pierādījumi par amerikāņu kokmateriālu importu uz būvēt un uzturēt Pirmā pasaules kara tranšeju 440 jūdžu (700 km) garo aizsardzības līniju gar rietumu pusi priekšā.

• Bils, Jans un Aoife Daly. "Osebergas un Gokstad kuģu kapu izlaupīšana: varas politikas piemērs?" Senatne 86.333 (2012): 808–24. Drukāt.
• Fontana, Cláudia, et al. "Dendrohronoloģija un klimats Brazīlijas Atlantijas mežā: kuras sugas, kur un kā." Neotropiskā bioloģija un saglabāšana 13.4 (2018). Drukāt.
• Haneca, Kristof, Sjoerd van Daalen un Hans Beeckman. "Kokmateriāli tranšejām: jauna arheoloģiskā koka perspektīva no Pirmā pasaules kara tranšejām Flandrijas laukos." Senatne 92.366 (2018): 1619–39. Drukāt.
• Manning, Katie, et al. "Kultūras hronoloģija: salīdzinošais Eiropas neolīta iepazīšanās pieeju novērtējums." Senatne 88.342 (2014): 1065–80. Drukāt.
• Nakai, Wataru et al. "Tropu koku bez gredzeniem parauga sagatavošana δ18O mērījumiem izotopu dendrohronoloģijā." Tropics 27.2 (2018): 49–58. Drukāt.
• Turkon, Paula, et al. "Dendrohronoloģijas pielietojumi Meksikas ziemeļrietumos." Latīņamerikas senatne 29.1 (2018): 102–21. Drukāt.
• Vangs, Šuži un Sjuhai Žao. "Zīda ceļa Qinghai maršruta atkārtots novērtējums, izmantojot dendrohronoloģiju." Dendrohronoloģija 31.1 (2013): 34–40. Drukāt.