Дендрохронологія: Читання клімату в деревах

Одне кільце – один рік – зазвичай

У помірних та біполярних кліматичних умовах дерево додає одне видиме ріст кільце на рік: швидко зростаючий, світлий ранній деревинний шар навесні, коли вода обживає, щільніший, темніший пізній деревинний шар, коли ріст сповільнюється до осені, а потім різкий припинок росту в період зимівлі, який проявляється як чіткий кордон. Ширина кільця реагує на будь-яке обмеження ресурсу, яке вплинуло на ріст того року – зазвичай це опади або температура, залежно від місцевості; таким чином, послідовність кілець є рік за роком записом екологічного стресу, що сягає назад до вирощування дерева.

Кросскореляція: техніка, яка робить це наукою

Одиночний візерунок кілець у дереві не є доказом дати сам по собі – погані та хороші роки варіюються локально. Техніка, що перетворює візерунки кілець на точний календар, - це кросскореляція: порівняння характерного закономірності широких і вузьких кілець між кількома деревами на одній ділянці, а також між перекриваючимися живими та мертвими/деревообробними зразками, щоб унікальне вузьке «маркерне» кільце (наприклад, спричинене регіональним посухою) було знайдено в одному відносному положенні на багатьох зразках. Зв’язування перекриваючихся зразків – старі живі дерева, історичні породи з будівель та збережений мертводрівець – дозволяє дендрохронологам будувати майстерні хронології, які простягаються на тисячі років за межі тривалості життя будь-якого окремого дерева; запис, створений із сосни бразильської та європейського дуба, зараз безперервно проходить за 13 000 років.

crossdating, conceptually:
  sample A (tree, living):       ...N W W N N W...
  sample B (old timber):    N W N N W N N W W N N W...
                                          ^^^^^^^^^^^  <- matching pattern = overlap found
  chain enough overlapping samples -> one continuous, absolutely dated chronology

За межами ширини кільця: ізотопи та щільність

Ширина кільця сама по собі конфалює кілька можливих причин, тому сучасні дослідження додають два більш точні прокси, виміряні в кожному окремому кільці. Максимальна щільність пізньої деревини корелює тісно з літньою температурою на холодному, високоширотному місці, надаючи термометр, який є більш прямим, ніж ширина. Стабільні ізотопи всередині целюлози дерева – вуглець-13 (пов’язаний із тим, як часто відкривалися стомати, сигнал посухи) та кисень-18 (пов’язаний з ізотопним складом джерельної води та вологістю) – дозволяють дослідникам відокремлювати температурні ефекти від ефектів вологого стресу всередині одного й того ж кільця, що неможливо зробити лише за допомогою ширини кільця.

Якісні точки: вулканічні виверження та піки радіовуглецю

Довгі часові рамки перевіряються, а не просто внутрішньо узгоджені. Невеликий період у радіокарбоновому записі показує раптові стрибки — найкраще відомий з них - 774-775 рр. н.е., пов'язаний із надзвичайною сонячною частинкою Miyake події, яка виявляється одночасно в деревинах по всьому світу, надаючи абсолютну та незалежну точку відліку для датування календаря. Зім’яті морозом кільця та вузькі дерева, що виникли після великих вулканічних вивержень (Тамбора 1815 року, загадкова виверження 536 року н.е.), забезпечують другу незалежну перевірку, оскільки дати вивержень відомі з історичних та льодовикових записів.

Що показує симуляція

Ця симуляція росте штучний шар деревини рік за роком під рандомізованим кліматичним сигналом, а потім дозволяє вам порівняти його візерунок ширини кілець із другою зразком, зміщеним у часі – таким чином демонструючи, як кросодвінгування знаходить правильне перекриття шляхом відповідності за візерунком, той самий принцип, який використовується для побудови багатотисячолітніх майстерних хронологій, на яких покладаються дендрохронологи.

Frequently asked questions

Спробуйте наживо

Усе, що вище, працює прямо у вашому браузері — відкрийте Dendrochronology і змінюйте параметри під час роботи. Нічого не встановлюється, нічого не завантажується на сервер, уся модель живе в одній вкладці.