Dendrochronologie - Baumringe als Aufzeichnungen des Klimawandels

Die Dendrochronologie ist der offizielle Begriff für die Datierung von Baumringen. Diese Wissenschaft verwendet die Wachstumsringe von Bäumen als detaillierte Aufzeichnung des Klimawandels in einer Region und als Methode, um das Datum des Baus für Holzobjekte verschiedener Arten zu approximieren.

Wichtige Erkenntnisse: Dendrochronologie

• Dendrochronologie oder Baumringdatierung ist die Untersuchung von Wachstumsringen in Laubbäumen, um absolute Daten von Holzobjekten zu identifizieren. 
• Baumringe entstehen durch den Baum, wenn sein Umfang wächst, und die Breite eines bestimmten Baumrings hängt vom Klima ab, sodass ein Baumbestand alle ein nahezu identisches Muster von Baumringen aufweist.
• Die Methode wurde in den 1920er Jahren von dem Astronomen Andrew Ellicott Douglass und dem Archäologen Clark Wissler erfunden. 
• Jüngste Anwendungen umfassen die Verfolgung des Klimawandels, die Identifizierung anstehender Böschungsbrüche, das Auffinden amerikanischer Bäume in Grabenkonstruktionen aus dem Ersten Weltkrieg und die Verwendung chemischer Signaturen in tropischen Bäumen, um vergangene Temperaturen und Niederschläge zu identifizieren. 
• Die Baumringdatierung wird auch zur Kalibrierung von Radiokarbondaten verwendet.

Nach archäologischen Datierungstechniken ist die Dendrochronologie äußerst präzise: Wenn die Wachstumsringe in einem Holzobjekt erhalten bleiben und in eine vorhandene Chronologie eingebunden werden können, können die Forscher das genaue Kalenderjahr und häufig die Jahreszeit bestimmen, zu der der Baum gefällt wurde.

Aufgrund dieser Präzision wird die Dendrochronologie verwendet, um die Radiokohlenstoffdatierung zu kalibrieren, indem der Wissenschaft ein Maß für die atmosphärischen Bedingungen gegeben wird, von denen bekannt ist, dass sie zu unterschiedlichen Radiokohlenstoffdaten führen.

Radiokarbondaten, die durch Vergleich mit dendrochronologischen Aufzeichnungen kalibriert wurden, werden durch Abkürzungen wie cal BP oder kalibrierte Jahre vor der Gegenwart bezeichnet.

Was sind Baumringe??

Querschnitt eines Baumes, der die Kambiumschicht darstellt. Lukaves / iStock / Getty Images

Baumring-Datierung funktioniert, weil ein Baum nicht nur größer wird, sondern jedes Jahr in seinem Leben messbare Ringe erhält. Die Ringe sind die Kambiumschicht, ein Zellring, der zwischen Holz und Rinde liegt und aus dem neue Rinde- und Holzzellen entstehen; Jedes Jahr wird ein neues Kambium geschaffen, das das vorherige an seinem Platz belässt. Wie groß die Zellen des Kambiums in jedem Jahr wachsen, gemessen als Breite jedes Rings, hängt von der Temperatur und der Feuchtigkeit ab - wie warm oder kalt, trocken oder feucht die Jahreszeiten waren.

Bei den Umwelteinflüssen in das Kambium handelt es sich in erster Linie um regionale klimatische Schwankungen, Änderungen der Temperatur, der Trockenheit und der Bodenchemie, die zusammen als Schwankungen der Breite eines bestimmten Rings, der Holzdichte oder -struktur und / oder der chemischen Zusammensetzung von kodiert werden die Zellwände. Im trockensten Fall sind die Zellen des Kambiums kleiner und die Schicht ist daher dünner als in feuchten Jahren.

Baumartenangelegenheiten

Nicht alle Bäume können ohne zusätzliche Analysetechniken gemessen oder verwendet werden: Nicht alle Bäume haben Kambien, die jährlich erzeugt werden. In tropischen Regionen zum Beispiel werden Jahresringe nicht systematisch gebildet, oder Wachstumsringe sind nicht an Jahre gebunden, oder es gibt überhaupt keine Ringe. Immergrüne Kambien sind häufig unregelmäßig und werden nicht jährlich gebildet. Bäume in arktischen, subarktischen und alpinen Regionen reagieren unterschiedlich, je nachdem wie alt der Baum ist. Ältere Bäume haben eine verringerte Wassereffizienz, was zu einer verringerten Reaktion auf Temperaturänderungen führt.

Erfindung der Dendrochronologie

Die Baumringdatierung war eine der ersten Methoden zur absoluten Datierung, die für die Archäologie entwickelt wurde. Sie wurde in den ersten Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts von dem Astronomen Andrew Ellicott Douglass und dem Archäologen Clark Wissler erfunden.

Douglass interessierte sich hauptsächlich für die Geschichte der Klimaveränderungen in Baumringen; es war Wissler, der vorschlug, die Technik zu verwenden, um zu identifizieren, wann Adobe Pueblos des amerikanischen Südwestens gebaut wurden, und ihre gemeinsame Arbeit gipfelte 1929 in der Forschung in der Ancestral Pueblo-Stadt Showlow in der Nähe der modernen Stadt Showlow in Arizona.

Die Strahlenexpeditionen

Der Archäologe Neil M. Judd soll die National Geographic Society überzeugt haben, die First Beam Expedition zu gründen, bei der Holzschnitte aus besetzten Pueblos, Missionskirchen und prähistorischen Ruinen aus dem amerikanischen Südwesten zusammen mit denen von lebenden Ponderosa-Kiefern gesammelt und aufgezeichnet wurden. Die Ringbreiten wurden abgeglichen und mit einem Kreuz versehen, und in den 1920er Jahren wurden Chronologien erstellt, die fast 600 Jahre zurückliegen. Die erste Ruine, die an ein bestimmtes Kalenderdatum gebunden war, war Kawaikuh in der Gegend von Jeddito, erbaut im 15. Jahrhundert. Holzkohle aus Kawaikuh war die erste Holzkohle, die in (späteren) Radiokohlenstoffstudien verwendet wurde.

Im Jahr 1929 wurde Showlow von Lyndon L. Hargrave und Emil W. Haury ausgegraben, und die auf Showlow durchgeführte Dendrochronologie brachte die erste Einzelchronologie für den Südwesten hervor, die sich über einen Zeitraum von mehr als 1.200 Jahren erstreckte. Das Labor für Baumringforschung wurde 1937 von Douglass an der Universität von Arizona gegründet und forscht bis heute.

Eine Sequenz erstellen

In den letzten hundert Jahren wurden für verschiedene Arten auf der ganzen Welt Baumringsequenzen gebaut, mit so langen Datumsreihen wie einer 12.460-jährigen Sequenz in Mitteleuropa, die vom Hohenheimer Labor an Eichen vervollständigt wurde, und einer 8.700-jährigen Sequenz. lange bristlecone Kieferreihenfolge in Kalifornien. Die Erstellung einer Chronologie des Klimawandels in einer heutigen Region war zunächst einfach eine Frage der Übereinstimmung von überlappenden Baumringmustern in immer älteren Bäumen. Diese Bemühungen beruhen jedoch nicht mehr nur auf den Baumringbreiten.

Merkmale wie die Holzdichte, die Elementzusammensetzung (als Dendrochemie bezeichnet) seines Aufbaus, die anatomischen Merkmale des Holzes und die in seinen Zellen eingefangenen stabilen Isotope wurden in Verbindung mit der traditionellen Analyse der Baumringbreite verwendet, um die Auswirkungen der Luftverschmutzung auf die Aufnahme zu untersuchen Ozon und Veränderungen im Säuregehalt des Bodens im Laufe der Zeit.