Dendrokronologi

Dendrokronologi kommer fra græsk δένδρον (dendron), ”træstub”, χρόνος (khronos), ”tid”, og -λογία (-logia), “studiet af”. 

Teorien bag
Træer som vokser i områder med tydelig forskel mellem sommer og vinter viser synlige forskelle i vækstlagene. Disse forskelle skyldes variationer i vækstbetingelserne. 

Lige under barken ligget træets vækstlag. Forår og sommer/efterår dannes her nye celler. Om  foråret dannes der større og mere tyndvæggede celler som derfor fremtræder lysere end sommer/efterårsveddet som hvor cellerne mere tyk-væggede og danner tættere ved.  Dette vækstlag er derfor mørkere. Forskellen på disse cellestrukturer ses tydeligt som ringe i tværsnittet på en træstamme. 

Hvor træernes vækst afbrydes af en ugunstig årstid, f.eks. tørke eller kulde (vinter), vil der dannes ringe i veddet. Der dannes således ikke ”årringe” i træer der vokser ved ækvator. 

Det er derfor lidt misvisende at bruge den danske betegnelse ”årringe” og den engelske betegnelse ”tree-rings” er en mere korrekt betegnelse. Betegnelsen ”vækstringe” er også en mere korrekt betegnelse, og bliver derfor anvendt herefter. 

Hvis der er ekstreme vækstbetingelser kan det nemlig forekomme, at der er flere vækstringe på et år, eller at der helt mangler vækstringe et år.  På den nordlige og sydlige halvkugle vil der som hovedregel kunne iagttages én ring per år. 

Vækstringenes bredde
Nedbørsmængden i forår- og sommermånederne har indflydelse på vækstringenes bredde. Bredden øges i takt med øget nedbør. Hvis vækstbetingelserne i et år fører til øget bredde af vækstringen, vil det efterfølgende år også have en indbygget forøgelse.   

Et år med ekstrem tørke og dårlige vækstbetingelser vil ligeledes have en afsmittende effekt på næste års ringbredde. Der er således tale om en vis vækstmæssig træghed, idet udsvingene i vækstbetingelserne ikke slår fuldt igennem samme år. En kraftig frøsætning vil føre til nedsat vækstringsbredde og det samme gælder ved stærke insektangreb.  Hvis et træ er udsat for stor vindpåvirkning, vil det også medføre nedsat vækstringsbredde.
(Gyldeldals leksikon) 

Vækstringene udgør således et unikt mønster over en lang årrække og var oprindeligt interessant, da man hermed mente at kunne tolke fortidens klima i det område træet havde vokset i, og dermed også spore eventuelle klimaforandringer. 

Inden for det samme geografiske område antages det at variationerne i vækstringenes tykkelse er samstemmende for træer af samme art.  Mønsteret af ringtykkelserne vil således samlet vise vækstbetingelserne i dette område over tid. 

Dendokronologiens historie
Leonardo da Vinci var tilsyneladende den første der beskrev at træer danner én vækstring pr år. Den første videnskabsmand der seriøst beskæftigede sig med datering ved hjælp fra træringe var Andrew Ellicott Douglass (1867-1962), og han bliver derfor omtalt som ”faderen til Dendokronologien”.  Ved at betragte ringmønstreret kunne han se en overensstemmelse mellem dette og solplet cyklerne. 

Douglass studerede ringe i både levende træer og træstykker som havde en kendt alder.  Ved at sammenligne mønstrene kunne han med mange træstykker og store overlapninger strække kronologien tilbage i tiden.  Desuden var han også i besiddelse af meget gamle træstykker. 

Ved at sammenligne (krydsmatche)  mønstrene i disse meget gamle træstykker, kunne han opstille en såkaldt flydende kronologi baseret på overlappende ringmønstre, men det var ikke muligt at fastslå årstallet for begyndelsen eller afslutningen på denne kronologi. 

Dette gab mellem en absolut- og en flydende kronologi blev ”lukket” ved at sammenligne træringene fra forhistoriske bjælker fra forhistoriske ruiner nær Show Low i Arizona. 

Senere arbejdede Edmund Schulman (1908-1958) fra University of Arizona videre med denne dateringsform. Det var ham der gjorde Børstekoglefyrren (Bristlecone pine) berømt. Edmund Schulman studerede disse meget gamle træer i mere end 30 år. 

Børstekoglefyrretræer fra White Mountains i Californien kan blive flere tusinde år gamle. Den ældste børstekoglefyr som vokser på White Mountains i Californier i ca 3.000 meters højde kaldes Metusalem og skønnes at være omkring 4767 år gammel. 

Børstekoglefyr-kronologien
Omkring 1967 fortsatte Charles W. Ferguson Schulmans arbejde. Det var Ferguson der opdagede at døde træer og træstykker der lå spredt rundt på de omgivende skrænter ikke matchede  ringmønsteret som fandtes i levende træer. Nogle af de døde træer var døde for mange år siden og ved at sammenholde træringenes mønstre med levende træers mønstre kunne Ferguson i 1969 strække kronologien 7.104 år tilbage i tiden (Ferguson 1969) (”The Bristlecone pine sequence”. (Børstekoglefyrsekvensen)) 

 

Træstykker hvis alder ikke umiddelbart kunne fastslås, blev C14 dateret og derefter placeret i kronologien ved hjælp at mønstermatch. Mønstermatchet blev oprindeligt foretaget manuelt, men selv efter at det nu foregår ved hjælp af computerprogrammer kan det være vanskeligt at finde det rigtige mønstermatch af flere årsager: 

 1) På børstekoglefyrrene er vækstringene ekstremt små. Omkring 40 vækstringe pr centimeter er almindeligt og nogle af ringene er så små som 0,1-0,2 mm i bredden og kan kun differentieres ved brug af et mikroskop. Det kan derfor være vanskeligt at skelne mellem de forskellige vækstringe. 

2) Ved ekstra vækstringe eller udeblevne vækstringe bliver ”stregkoderne”  forskudt og ikke sammenlignelige. 

3) Vækstringenes tykkelse varierer fra træ til træ i samme vækstperiode og i samme område idet træets alder er medbestemmende for denne tykkelse (unge træer: stor tykkelse, ældre træer: lille tykkelse). 

4) Når et Børstekoglefyrretræ ved Die-back overgår til  ”strip-growth”, hvor der kun er en lille stribe bark tilbage som udgør det levende træ, vil vækstringene sædvanligvis blive tykkere end før Die-back hvor der blev dannet nye vækstringe i hele træets omkreds. 

En vækstring pr år?
Vækstringe kan helt mangle et år, hvor der f.eks. ikke har været nedbør, eller der kan optræde flere vækstringe på et år, hvis vækstperioden har været afgrænset af tørkeperioder. 

Visse biologer mener desuden at fordi Børstekoglefyrrene vokser i så ugunstigt miljø, (3.000 meters højde tæt på trægrænsen, i meget næringsfattigt og tørt miljø (250 mm nedbør/årl)), er de nødt til at spare på vandet. Det gøres ved at lukke ned for væksten efter hvert regnskyl for at undgå udtørring. Af samme årsag ses ‘strip-growth’ idet fordampningen fra barken begrænses. Det er heller ikke muligt at generere så meget vækst at hele træets omkreds kan få tilført vækstlag. 

Børstekoglefyr der gror længere nede i dalen under væsentligt gunstigere forhold, indeholder slet ikke så mange vækstringe og de beholder også barken i hele træets omkreds. 

Gamle grene på jorden
Selv om det ældste levende træ har omkring 5.000 vækstringe har man alligevel på White Mountains ført masterkronologier over 7.000 år tilbage i tiden. Det er gjort ved hjælp at udgåede træer der stadig står i jorden samt grene der ligger spredt rundt på skrænterne. 

Skeptikere af teorien har fremført indvendingen at det er umuligt at grene kan ligge 7.000 år på jorden uden at gå til. Der er sne om vinteren og frost/tø mekanismerne virker nedbrydende på alt andet, også eksisterende træers døde væv.  Selv klipperne som træerne vokser på er angiveligt blevet eroderet med over 2 meter på 7.000 år. Derfor mener skeptikere ikke at det er sandsynligt at afbrækkeder grene fra træer der ikke står der længere kan have eksisteret på jorden i 7.000 år. 

t-værdier
For at angive graden af match anvender man et begreb som hedder t-værdier. Jo højere t-værdi jo større sandsynlighed for et match.  

Finder man fx en artefakt af træ hvor årringene kan iagttages, vil man typisk først teste for C 14 alder for at finde den omtrentlige placering på masterkronologien og så vil man begynde  at lede efter match i ”stregkoderne”. Dette gøres ved hjælp at computerprogrammer og et match på over 3,5 siges at være signifikant. Dendrokronologer vil dog gerne have et match på 4 eller 5 eller højere. 

For at give en idé om hvor højt t-værdierne kan gå op kan anføres at to grene fra det samme træ ofte til at give t-værdier på 10 eller højere. En artefakt kan sagtens have flere matchpunkter med t-værdier på over 3,5 forskellige steder på master-kronologien, men C 14 alderen er så bestemmende for hvor man vil placere den. – Ferguson, C.W. 1969. A 7104-year annual tree-ring chronology for bristlecone pine, Pinus aristata, from the White Mountains, California. Tree-Ring Bulletin 29(3- 4):3-29  

Master-kronologi
Ved at sammenlignede varierende tykkelser på vækstringe som man mener repræsenterer den samme vækstperiode på en lang række af træstykker, udregner man en gennemsnitstykkelse og udarbejder dermed en ”master-kronologi”. 

Denne master-kronologi bruges herefter som mønster når udaterede træstykker skal placeres i kronologien. Der findes mange vækst-rings-kronologier men især 4 master-kronologier, der rækker mange tusinde år tilbage i tiden, bruges til at kalibrere C14 målingerne. 

Det er ud over Bristelcone kronologien (som nu rækker 8.500 år tilbage i tiden) andre masterkronologier, nemlig: 

  • Irish Oak, Belfast kronologien (ca. 7.300 år tilbage i tiden),  
  • German oak, Göttingen (ca. 8.270 år tilbage i tiden) og  
  • German oak, Hohenheim (ca. 10.035 år tilbage i tiden)  

Irish oak, Belfast kronologien
Denne kronologi tager som alle kronologier sit afsæt i levende træer, og herefter i bjælker mm. som findes i historiske bygninger. Desuden bliver kronologien ført tilbage i tiden ved at tilføje træstykker som er begravet i tørvemoser og som har velbevarede ringe. 

Belfast kronologier består af tre dele,

  • Belfast AD , som dækker 25 – 2006 e.v.t.
  • Belfast Late BC en flydende kronologi som dækker 1155-69 f.v.t. 
  • Belfast Long, en flydende eg/bøg samling dækkende 4.615 år (konventionelt  dateret til at dække 5452 – 837 f.v.t. 

Selv om de to flydende kronologier tilsyneladende overlapper hinanden med mere end 300 år, er der intet match ved sammenligning af vækstringsmønstre. Belfast Late er dog krydsdateret med en europæisk kronologi. 

Hvor godt funderet er Belfast kronologien? Der er kritikere der angriber kronologien blandt andet for at læne sig op ad bristelcone kronologien og således lade den ene usikre kronologi være fundament for den anden. 


Billederne illustrerer vanskeligheder ved et match selvom træerne er fældet samtidig. http://www.cybis.se/forfun/dendro/hollstein/belfast/index.php#FilesToDownload 

German oak, Hohenheim kronologien
Denne kronologi strækker sig tilbage 11.000 år i tiden og er sammensat af mere end 7.000 stykker egetræ samt en lille flydende kronologi af fyrretræer fra ca. 12.000  BP og til ca. 9590 BP som nu er forankret til Hohenheim kronologien og derved strækker den tilbage i tiden til ca. 12.460 BP. 

Materialet til kronologien stammer fra nutidens levende træer til bjælker fra historiske huse, tømmer fra arkæologiske udgravninger og begravede egetræer, som er blevet skyllet med af vandstrømme og begravet i grusgrave hvorfra de nu er gravet frem i god stand.  

En af udfordringerne ved at opstille en kronologi baseret på match af vækstringmønstre er at egetræer ofte tiltrækker oldenborrer, som forårsager bladtab om foråret og dermed stopper træets vækst. Dette betyder meget smalle vækstringe og gør således mønstersammenligningen meget vanskelig.  Man prøver at korrigere for dette ændrede ringmønster, men det er et usikkerhedsmoment. 

http://www.cybis.se/dendro/wp-content/uploads/2015/02/16117-19224-1-SM.pdf 

https://research.arizona.edu/stories/radiocarbon-dating-gets-postmodern-makeover 

C 14 kalibrering
Da Libby i 1950-erne udviklede kulstof-14-metoden, (for hvilket han mod Nobelprisen i kemi i 1960) var det oplagt at anvende denne metode på vækstringene for at se om disse to dateringsmetoder stemte overens. 

Det viste sig at der var store uoverensstemmelser som blev større jo længere man gik tilbage i tiden. Ved antallet af ca. 6.000 vækstringe (og dermed anslået alder til 6000 år) viste C-14 analyserne en alder der var ca 1000 år yngre. 

Eks.: Eftersom der er 6.000 ringe, skulle dette angiveligt betyde at træet er 6.000 år gammelt, men eftersom C14 analysen siger 5.000 år, retter man sig efter antal af ringe og konkluderer at når man har en måling af C-14 som siger 5.000 C14-år kalibrerer man denne måling til at 6.000 C14-år betyder 6.000 rigtige år eller Cal-år (kalibrerede år). 

Man havde tidligere iagttagen divergenser, som syntes at vokse med ældre og ældre artefakts; nemlig at afstanden mellem C14 år og antallet af vækstringe. 

Udarbejdelsen af den ovenfor omtalte lille håndfuld masterkronologier har dannet baggrund for udarbejdelse af kalibreringskurver for C14 målinger foretaget af emner gennem de sidste 11.000 år. Som vi dog også har set, er C14 dateringer også blevet brugt til at placere udaterede  træstykker  i kronologien.   

Kilder
Radiocarbon, Vol 25, No 2, 1983, p 287-288
Radiocarbon, Vol 28, No 2B, 1986, P 969-979
Douglas J. Keenan ,The Limehouse Cut, London E14 6N, United Kingdom;
doug.keenan@informath.org . 22 February 2006
Basic techniques in dendrochronology Oxford Tree-Ring Laboratory.pdf
Carbon—14 Dating and the Bristlecone Pines  Ministry Magazine.pdf
Dendro Problems.pdf
Evidence for multiple ring growth per year in Bristlecone Pines – Creation.com
Ferguson, Graybill_ 2 Dendrochronology of Bristlecone Pine_1985
Radiocarbon, Vol 46, nr 3, 2004, p 1111-1122
Intcal04, Radiocarbon, Vol 46, 2004,p 1029-1058
IntCal09 Supplemental Data These files accompany the IntCal09 Calibration Issue of Radiocarbon (Volume 51, nr 4, 2009). Updated 13 January 2010.
Radiocarbon, Vol 51, Nr 1, 2009, p 361-371
Kalibreringskurver
Radiocarbon, Vol 35, No 1 p 201-213
Ferguson, C.W. 1969. A 7104-year annual tree-ring chronology for bristlecone pine, Pinus aristata, from the White Mountains, California. Tree-Ring Bulletin 29(3- 4):3-29  

Print Friendly, PDF & Email
Insert math as
Block
Inline
Additional settings
Formula color
Text color
#333333
Type math using LaTeX
Preview
\({}\)
Nothing to preview
Insert