Dendrocronologia - Anelli degli alberi come record dei cambiamenti climatici

Dendrocronologia è il termine formale per la datazione degli anelli degli alberi, la scienza che utilizza gli anelli di crescita degli alberi come una registrazione dettagliata dei cambiamenti climatici in una regione, nonché un modo per approssimare la data di costruzione di oggetti in legno di molti tipi.

Key Takeaways: Dendrocronologia

• La dendrocronologia, o datazione degli anelli degli alberi, è lo studio degli anelli di crescita negli alberi decidui per identificare le date assolute degli oggetti in legno. 
• Gli anelli degli alberi vengono creati dall'albero man mano che cresce nella circonferenza e la larghezza di un determinato anello di albero dipende dal clima, quindi un gruppo di alberi avrà tutti un modello quasi identico di anelli di alberi.
• Il metodo fu inventato negli anni '20 dall'astronomo Andrew Ellicott Douglass e dall'archeologo Clark Wissler. 
• Le applicazioni recenti includono il monitoraggio dei cambiamenti climatici, l'identificazione dei crolli pendenti in corso, la ricerca di alberi americani nella costruzione della trincea della prima guerra mondiale e l'uso di firme chimiche negli alberi tropicali per identificare la temperatura e le precipitazioni passate. 
• La datazione degli anelli degli alberi viene anche utilizzata per calibrare le date del radiocarbonio.

Mentre le tecniche di datazione archeologica vanno, la dendrocronologia è estremamente precisa: se gli anelli di crescita in un oggetto di legno sono conservati e possono essere legati in una cronologia esistente, i ricercatori possono determinare l'anno di calendario preciso, e spesso la stagione, l'albero è stato abbattuto per renderlo.

A causa di quella precisione, la dendrocronologia viene utilizzata per calibrare la datazione al radiocarbonio, fornendo alla scienza una misura delle condizioni atmosferiche che sono note per far variare le date del radiocarbonio.

Le date del radiocarbonio che sono state calibrate rispetto ai record dendrocronologici sono designate con abbreviazioni come cal BP, o anni calibrati prima del presente.

Cosa sono gli anelli degli alberi?

Sezione trasversale di un albero che illustra lo strato di cambio. Lukaves / iStock / Getty Images

La datazione degli anelli degli alberi funziona perché un albero cresce non solo in altezza ma guadagna anelli misurabili in circonferenza ogni anno nella sua vita. Gli anelli sono lo strato di cambio, un anello di cellule che si trova tra il legno e la corteccia e da cui provengono nuove cortecce e cellule di legno; ogni anno viene creato un nuovo cambium lasciando in atto il precedente. Quanto grandi crescono le cellule del cambio in ogni anno, misurate come la larghezza di ogni anello, dipende dalla temperatura e dall'umidità - quanto erano calde o fresche, asciutte o bagnate le stagioni di ogni anno.

Gli input ambientali nel Cambium sono principalmente variazioni climatiche regionali, variazioni di temperatura, aridità e chimica del suolo, che insieme sono codificate come variazioni nella larghezza di un particolare anello, nella densità o struttura del legno e / o nella composizione chimica di le pareti cellulari. Nella sua forma più semplice, durante gli anni asciutti le cellule del cambio sono più piccole e quindi lo strato è più sottile rispetto agli anni umidi.

Questioni di specie arboree

Non tutti gli alberi possono essere misurati o utilizzati senza ulteriori tecniche analitiche: non tutti gli alberi hanno cambium che vengono creati ogni anno. Nelle regioni tropicali, ad esempio, gli anelli di crescita annuali non si formano sistematicamente, o gli anelli di crescita non sono legati agli anni o non ci sono anelli. I cambium sempreverdi sono comunemente irregolari e non si formano ogni anno. Gli alberi nelle regioni artiche, subartiche e alpine rispondono in modo diverso a seconda dell'età dell'albero - gli alberi più vecchi hanno una riduzione dell'efficienza idrica che si traduce in una risposta ridotta alle variazioni di temperatura.

Invenzione della Dendrocronologia

La datazione ad albero era uno dei primi metodi di datazione assoluti sviluppati per l'archeologia ed è stata inventata dall'astronomo Andrew Ellicott Douglass e dall'archeologo Clark Wissler nei primi decenni del 20 ° secolo.

Douglass era principalmente interessato alla storia delle variazioni climatiche esposte negli anelli degli alberi; fu Wissler a suggerire di usare la tecnica per identificare quando furono costruiti adobe pueblos del sud-ovest americano, e il loro lavoro congiunto culminò nella ricerca nella città ancestrale di Showlow, vicino alla moderna città di Showlow, in Arizona, nel 1929.

The Beam Expeditions

L'archeologo Neil M. Judd ha il merito di aver convinto la National Geographic Society a stabilire la prima spedizione di travi, in cui furono raccolte e registrate sezioni di tronchi di pueblos occupati, chiese di missione e rovine preistoriche del sud-ovest americano insieme a quelle di pini di ponderosa viventi. Le larghezze degli anelli furono abbinate e datate in modo incrociato, e negli anni 1920, le cronologie furono costruite indietro di quasi 600 anni. La prima rovina legata a una data di calendario specifica fu Kawaikuh nell'area di Jeddito, costruita nel 15 ° secolo; il carbone di Kawaikuh è stato il primo carbone utilizzato negli (successivi) studi sul radiocarbonio.

Nel 1929, Showlow fu scavato da Lyndon L. Hargrave ed Emil W. Haury, e la dendrocronologia condotta su Showlow organizzò la prima singola cronologia per il sud-ovest, che si protrasse per un periodo di oltre 1.200 anni. Il Laboratory of Tree-Ring Research è stato istituito da Douglass all'Università dell'Arizona nel 1937, e sta ancora conducendo ricerche oggi.

Costruire una sequenza

Negli ultimi cento anni circa, sono state costruite sequenze di anelli di alberi per varie specie in tutto il mondo, con stringhe di date così lunghe come una sequenza di 12.460 anni nell'Europa centrale completata su alberi di quercia dal laboratorio di Hohenheim e 8.700 anni- lunga sequenza di pini di setola in California. Costruire una cronologia dei cambiamenti climatici in una regione oggi era prima semplicemente una questione di abbinamento di schemi di anelli di alberi sovrapposti in alberi più vecchi e più vecchi; ma tali sforzi non si basano più solo sulla larghezza degli anelli degli alberi.

Caratteristiche come la densità del legno, la composizione elementare (chiamata dendrochimica) del suo trucco, le caratteristiche anatomiche del legno e gli isotopi stabili catturati all'interno delle sue cellule sono state utilizzate in combinazione con la tradizionale analisi della larghezza dell'anello dell'albero per studiare gli effetti dell'inquinamento dell'aria, l'assorbimento di ozono e variazioni nel tempo dell'acidità del suolo.