Dendrochronologija — medžių žiedų datavimas, metodai ir panaudojimas
Dendrochronologija: medžių žiedų datavimas, metodai ir panaudojimas — tikslus kalendorinis datavimas archeologijoje, radiokarbono kalibracija ir praeities klimato tyrimai.
Dendrochronologija - tai medžių žiedų datavimas. Tai datavimo metodas, kuriam naudojami medžių augimo žiedų modeliai. Daugelio rūšių medienos žiedų susidarymo laiką galima tiksliai datuoti kalendoriniais metais.
Dendrochronologija naudojama trimis pagrindiniais tikslais:
- radiokarbono datavimas, kai jis naudojamas radiokarbono amžiui kalibruoti.
- archeologijoje, kur jis naudojamas seniems pastatams datuoti ir t. t.
- paleoekologijoje, kur jis naudojamas tam tikriems praeities klimato aspektams nustatyti.
Kai kuriose pasaulio dalyse medieną galima datuoti keliais tūkstančiais ar net daugybe tūkstančių metų atgal. Maksimalus "visiškai įtvirtintos chronologijos" rodiklis yra šiek tiek daugiau nei 11 000 metų nuo dabarties. Terminas "visiškai įtvirtinta chronologija" reiškia, kad datos yra visiškai tikros.
Kaip susidaro medžių žiedai ir ką jie rodo
Medžių metiniai žiedai susidaro dėl sezoninių augimo skirtumų: pavasarį ir vasarą mediena auga greičiau (šviesesnis, plataus pluošto earlywood), rudenį augimas sulėtėja ir susidaro tankesnis latewood. Žiedų pločio ir tankio kaita priklauso nuo aplinkos sąlygų — temperatūros, kritulių, dirvožemio drėgmės, konkurencijos, ligų ir kt. Dėl to žiedų sekos atspindi vietines ir regionines klimatines sąlygas bei leidžia rekonstruoti praeities sąlygas.
Metodai ir technologijos
Pagrindiniai dendrochronologiniai metodai apima:
- Kryžminis datavimas (crossdating) – žiedų pločio (ar kitų parametrų) modelių suderinimas iš skirtingų medžių ar medienos pavyzdžių, kad būtų nustatyti tiksli metai kiekvienam žiedui. Tai pagrindinis principas, leidžiantis sudaryti vientisą chronologiją.
- Matuojamos charakteristikos – tradiciškai matuojamas žiedų plotis, tačiau naudojami ir kiti rodikliai: medienos tankis (X-ray densitometry), maksimalus vėlyvojo žiedo tankis (MXD), „blue intensity“, cheminės analizės (stiebelio celiuliozės izotopai, pvz. δ13C, δ18O) bei dendrochronologinė anatomija.
- Spiečių rinkimas – pavyzdžiai imami naudojant spesifinį grąžtą (increment borer) arba išpjaunant pavyzdžius iš statinių, laivų ar archeologinių radinių. Medinių konstrukcijų atveju dažnai imamasi visų matomų rąstų sekų, kad būtų galima sudaryti datavimo sprendimą.
- Skaitmeniniai įrankiai – programinė įranga (pvz., COFECHA, ARSTAN) padeda statistiškai patikrinti kryžmindami, išlygina augimo tendencijas ir pagerina signalų atskyrimą nuo triukšmo.
Panaudojimas
Dendrochronologija naudojama plačiai:
- Archeologija – medinių statinių konstrukcijos, įrankiai, laivai ir kita senovinė mediena datuojama medžių žiedais, todėl gaunami tikslūs pastatymo ar remonto metai.
- Radiokarbono kalibracija – medžių žiedų seka leidžia sukurti aukštos raiškos atmosferinio 14C pokyčių kalibracijos kreivę, be kurios radiokarbono datos negalėtų būti tiksliai perverstos į kalendorinius metus.
- Paleoklimatas ir dendroklimatologija – rekonstrukcijos pagal žiedų pločius, tankį arba izotopų sudėtį leidžia nustatyti praeities temperatūrą, kritulius ir kitus klimato aspektus.
- Dendroekologija ir miškotyra – medžių augimo tendencijų stebėjimas, aplinkos poveikio vertinimas, ligų ir kenkėjų poveikio nustatymas.
- Teisminė dendrochronologija – medienos kilmės, amžiaus ar medžiagų autenticijos nustatymas teisiniuose ar kultūros paveldo tyrimuose.
Praktinė procedūra — nuo imties iki datos
Trumpai apie veiksmus:
- Pvz., lauke paimami medžių žiedų branduoliai į increment borer arba išpjauti lentų segmentai iš pastato/artefakto.
- Pavyzdžiai paruošiami (šlifuojami, fotografuojami, skenuojami) ir žiedai matuojami arba jų tikslūs profiliai fiksuojami skaitmeniniu būdu.
- Atlikus kryžminį datavimą, sekos sudedamos ant jau esančių žiedų kronikų (master chronologies). Jei pavyzdžiai sutampa su kronika, jie įtvirtinami kalendorine data; jei ne — gali susidaryti plaukiojanti (floating) kronika, kuri dar laukia pririšimo prie kalendoriaus.
- Jei reikia papildomo patvirtinimo, naudojami kitokie stabilūs rodikliai (tankis, izotopai) arba radiokarboninis tyrimas su medžių žiedų kalibravimu (wiggle matching).
Ribotumai ir iššūkiai
- Geografinės ir taksonominės ribos – ne visi medžių augalai formuoja ryškius metinius žiedus (pvz., tropikuose arba kai kuriose medžių rūšyse), todėl metodas nepritaikomas visur.
- Išsaugojimas – archeologinė mediena gali būti pažeista, perdirbta ar perkelta, todėl reikia atidžiai vertinti kontekstą; taip pat yra problemų dėl pamestų arba „falsifikuotų“ žiedų (missing rings, false rings).
- Medienos trūkumas – norint sudaryti ilgą kroniką reikia daug tinkamų pavyzdžių; tam tikrose srityse tokios medienos gali nebūti.
- Sapwood ir heartwood – sudėtinga nustatyti, ar išlikusi sapwood dalis, todėl kartais neįmanoma tiksliai pasakyti ar mediena buvo nukirsta tam tikrais metų laikais be papildomos analizės.
Istorinis ir mokslinis kontekstas
Dendrochronologiją moderniuoju pavidalu pradėjo A. E. Douglass XX a. pradžioje, siekdamas susieti saulės dėmių ciklus su medžių augimu. Nuo tada metodas smarkiai pažengė: sukurtos regioninės „master“ kronikos, taikomos sudėtingesnės cheminės ir fizikinės analizės, o kompiuteriniai įrankiai leidžia tiksliau ir greičiau tikrinti kryžminimą.
Išvados
Dendrochronologija yra galingas, aukšto tikslumo metodas, leidžiantis datuoti įvykius metiniu tikslumu ir rekonstruoti praeities klimato bei aplinkos sąlygas. Nors metodas turi savo ribojimų, jo kombinacija su kitais tyrimų metodais (radiokarbonu, izotopų analizėmis, archeologinėmis studijomis) suteikia išsamų vaizdą apie praeitį ir yra neatsiejama daugelio gamtos ir žmogiškųjų mokslų disciplinų dalis.
Medžio augimo žiedai. Kiekvienas žiedas žymi vienerius metus; išoriniai žiedai, esantys prie žievės, yra jauniausi.
Dendrochronologinių mėginių ėmimo ir augimo žiedų skaičiavimo grąžtas
Istorija
Dendrochronologiją (žodis kilęs iš graikų kalbos žodžių δένδρον, dendron, "medžio šaka"; χρόνος, chronos, "laikas"; ir -λογία, -logia) XX a. pirmoje pusėje sukūrė astronomas A. E. Douglassas, Arizonos universitete įkūręs Medžių žiedų tyrimų laboratoriją. Douglassas tyrinėjo saulės dėmių aktyvumą. Jis tikėjosi, kad Saulės aktyvumo pokyčiai turės įtakos klimato dėsningumams Žemėje. Klimatas būtų fiksuojamas pagal medžių žiedų augimo modelius.
Medžių žiedų fenomenas ir jų ryšys su drėgnais ir sausringais metais buvo pastebėtas dar prieš Douglassą. Vienoje iš Leonardo da Vinčio užrašų knygelių yra trumpa pastaba, o Čarlzas Babbidžas 1837 m. sugalvojo tą pačią idėją.
Kaip tai veikia
Daugelio vidutinio klimato zonose augančių medžių augimo žiedas kasmet būna vienas, o naujausias - šalia žievės. Per visą medžio gyvenimą kasmet susiformuoja žiedų raštas, atspindintis klimato sąlygas, kuriomis medis augo. Dėl pakankamos drėgmės ir ilgo vegetacijos sezono susiformuoja platus žiedas. Sausros metais žiedas gali būti labai siauras.
Dėl pakaitomis besikeičiančių blogų ir palankių sąlygų, pavyzdžiui, vasaros vidurio sausrų, per metus gali susiformuoti keli žiedai. Tokios problemos sprendžiamos lyginant vieną pasaulio dalį su kita. Ąžuolų ir uosių medžių žiedų trūksta retai: vienintelis užfiksuotas atvejis, kai ąžuolų medžių žiedai trūko 1816 m., kurie dar vadinami metais be vasaros.
To paties regiono medžių žiedų plotis tam tikru laikotarpiu bus panašus. Šiuos dėsningumus galima palyginti ir palyginti žiedą su žiedu su medžiais, augančiais toje pačioje geografinėje zonoje ir panašiomis klimato sąlygomis. Pagal šiuos gyvų medžių žiedų modelius galima sudaryti viso pasaulio regionų ir subregionų chronologijas. Tokiu būdu senovinių statinių medieną galima sugretinti su žinomomis chronologijomis (šis metodas vadinamas kryžminiu datavimu) ir tiksliai nustatyti medienos amžių.
Naudojant kitus metodus, medžių žiedų datas galima pratęsti iki 26 000 m. pr. m. e. Tie kiti metodai naudoja jūros nuosėdų sluoksnius ir koralų augimo žiedus.
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra dendrochronologija?
A: Dendrochronologija - tai datavimo metodas, kuriam naudojami medžių augimo žiedų modeliai.
K.: Kaip dendrochronologija naudojama radiokarboniniam datavimui?
A. Dendrochronologija naudojama radiokarbono datavimui, siekiant kalibruoti radiokarbono amžių.
K: Kokioje srityje dendrochronologija naudojama seniems pastatams datuoti?
A: Dendrochronologija naudojama archeologijoje seniems pastatams datuoti.
K: Kokioje srityje dendrochronologija naudojama tam tikriems praeities klimato aspektams nustatyti?
A: Dendrochronologija naudojama paleoekologijoje tam tikriems praeities klimato aspektams nustatyti.
K: Kiek seniau kai kuriose pasaulio dalyse galima datuoti medieną?
A.: Kai kuriose pasaulio dalyse medieną galima datuoti keliais tūkstančiais ar net tūkstančiais metų atgal.
K: Kokia yra maksimali visiškai įtvirtintų chronologijų riba?
A.: Didžiausias visiškai įtvirtintų chronologijų maksimumas yra šiek tiek daugiau nei 11 000 metų nuo dabarties.
K: Ką reiškia terminas "visiškai įtvirtinta chronologija"?
A.: Terminas "visiškai įtvirtinta chronologija" reiškia, kad datos yra visiškai tikros.
Ieškoti