Dendrochronology - Tree Rings as Records of Climate Change

Dendrochronology är den formella termen för datering av trädring, vetenskapen som använder trädets tillväxtringar som en detaljerad registrering av klimatförändringar i en region, samt ett sätt att ungefärligt byggnadsdatum för träföremål av många typer.

Key Takeaways: Dendrochronology

• Dendrochronology, eller trädring-datering, är studien av tillväxtringar i lövträd för att identifiera absoluta datum för träföremål. 
• Trädringar skapas av trädet när det växer i omkrets, och bredden på en given trädring är beroende av klimat, så en trädstativ har alla ett nästan identiskt mönster av trädringar.
• Metoden uppfanns på 1920-talet av astronom Andrew Ellicott Douglass och arkeolog Clark Wissler. 
• Nya applikationer inkluderar spårning av klimatförändringar, identifiering av väntande sluttande kollaps, att hitta amerikanska träd under första världskrigets skyttekonstruktion och använda kemiska signaturer i tropiska träd för att identifiera tidigare temperatur och nederbörd. 
• Trädringdatering används också för att kalibrera radiokarbondatum.

När arkeologiska dateringstekniker går är dendrochronology extremt exakt: om tillväxtringarna i ett träobjekt bevaras och kan knytas till en befintlig kronologi, kan forskare bestämma det exakta kalenderåret och ofta säsong - trädet huggades ned för att göra det.

På grund av den precisionen används dendrokronologi för att kalibrera radiokolonnatering genom att ge vetenskapen ett mått på de atmosfäriska förhållandena som är kända för att orsaka radiokarbondatum att variera.

Radiokarbondatum som har kalibrerats i jämförelse med dendrokronologiska poster betecknas med förkortningar såsom kal BP eller kalibrerade år före nuet.

Vad är trädringar?

Tvärsnitt av ett träd som illustrerar kambiumskiktet. Lukaves / iStock / Getty Images

Trädring dating fungerar eftersom ett träd växer större - inte bara höjd utan får omkrets i mätbara ringar varje år under sin livstid. Ringarna är kambiumskiktet, en ring med celler som ligger mellan virket och barken och från vilket nya bark och träceller härstammar; varje år skapas ett nytt kambium som lämnar det föregående på plats. Hur stora kambiumets celler växer under varje år, mätt som bredden på varje ring, beror på temperatur och fukt - hur varmt eller svalt, torrt eller vått varje årstider var.

Miljöinmatningar i kambiet är främst regionala klimatvariationer, förändringar i temperatur, ariditet och jordkemi, som tillsammans kodas som variationer i bredden på en viss ring, i trätätheten eller strukturen, och / eller i den kemiska sammansättningen av cellväggarna. På sitt mest grundläggande är kambiums celler under torra år mindre och därmed är lagret tunnare än under våta år.

Trädarter Matters

Inte alla träd kan mätas eller användas utan ytterligare analytiska tekniker: inte alla träd har kambium som skapas årligen. I tropiska regioner, till exempel, bildas inte årliga tillväxtringar systematiskt, eller tillväxtringar är inte bundna till år, eller det finns inga ringar alls. Vintergröna kambium är vanligtvis oregelbundna och bildas inte årligen. Träd i arktiska, subarktiska och alpina regioner svarar olika beroende på hur gammalt trädet är - äldre träd har minskat vatteneffektiviteten vilket resulterar i ett minskat svar på temperaturförändringar.

Uppfinning av Dendrochronology

Trädring-datering var en av de första absoluta dateringsmetoderna som utvecklats för arkeologi, och det uppfanns av astronom Andrew Ellicott Douglass och arkeolog Clark Wissler under de första decennierna av 1900-talet.

Douglass var mest intresserad av historien om klimatvariationer som visas i trädringar; det var Wissler som föreslog att använda tekniken för att identifiera när adobe pueblos i det amerikanska sydväst byggdes, och deras gemensamma arbete kulminerade med forskning vid den Ancestral Pueblo staden Showlow, nära den moderna staden Showlow, Arizona, 1929.

The Beam Expeditions

Arkeolog Neil M. Judd krediteras med att övertyga National Geographic Society att etablera First Beam Expedition, där loggavsnitt från ockuperade puebloser, missionskyrkor och förhistoriska ruiner från det amerikanska sydväst samlades och registrerades tillsammans med de från levande ponderosa tallar. Ringbredderna matchades och tvärs ut och på 1920-talet byggdes kronologier nästan 600 år tillbaka. Den första ruin som var bunden till ett specifikt kalenderdatum var Kawaikuh i Jeddito-området, byggt på 15-talet; kol från Kawaikuh var det första kolet som använts i (de senare) radiokolstudierna.

År 1929 utgrävdes Showlow av Lyndon L. Hargrave och Emil W. Haury, och dendrokronologi som genomfördes på Showlow evenemerade den första enda kronologin i sydväst, som sträckte sig över en period av över 1 200 år. Laboratory of Tree-Ring Research grundades av Douglass vid University of Arizona 1937 och forskar fortfarande idag.

Bygga en sekvens

Under de senaste hundra åren eller så har trädringssekvenser byggts för olika arter över hela världen, med så långa datumsträngar som en 12.460-årig sekvens i Centraleuropa som slutförts på ekar av Hohenheim Laboratory, och en 8 700 år- lång bristlecone tallsekvens i Kalifornien. Att bygga en kronologi av klimatförändringar i en region idag var först helt enkelt en fråga om att matcha överlappande trädringmönster i äldre och äldre träd; men sådana ansträngningar bygger inte längre endast på trädringbredder.

Funktioner som trätäthet, elementkompositionen (kallad dendrokemi) i dess smink, de anatomiska egenskaperna hos träet och stabila isotoper som fångats in i dess celler har använts i samband med traditionell trädringbreddsanalys för att studera luftföroreningseffekter, upptaget av ozon och förändringar i jordens surhet över tid.