Реклама


Дендрохронология

Возрастной бурав и цилиндрические образцы древесины (керны)
Спил ствола дерева, поднятого из соляной гальштатской шахты, датируется 680 до н. э.

Дѐндрохроноло́гия (от др.-греч. δένδρον — дерево, χρόνος — время, λόγος — слово, учение) — научная дисциплина о методах датирования событий, природных явлений, археологических находок и древних предметов, основанная на исследовании годичных колец древесины.

Используется для датирования деревянных предметов и фрагментов древесных стволов (например, в постройках), а также в биологии — при изучении биологических изменений за последние тысячелетия.

Существует направление в дендрохронологии — дендроклиматология, занимающаяся изучением закономерностей сложения годичных слоев древесных пород для установления климата в прошлые геологические эпохи. События Мияки позволяют точно привязать некоторые срезы дерева ко времени[1].

Цели исследований[ | код]

Основными целями дендрохронологических и дендроклиматических исследований являются:

Деревья, произрастающие в климатических зонах с сезонным климатом, летом и зимой растут неодинаково: основной рост происходит летом, зимой же рост сильно замедлен. Различие условий приводит к тому, что древесина, нарастающая зимой и летом, отличается своими характеристиками, в том числе плотностью и цветом. Визуально это проявляется в том, что древесный ствол на поперечном распиле имеет чётко видимую структуру в виде набора концентрических колец. Каждое кольцо соответствует одному году жизни дерева («зимний» слой тоньше и визуально просто отделяет одно «летнее» кольцо от другого). Общеизвестным является способ определения возраста спиленного дерева путём подсчёта числа годичных колец на распиле.

В дендроклиматических исследованиях наиболее часто анализируется прирост деревьев, характеризующийся шириной годичного кольца[3]. В зависимости от множества факторов, действовавших в летний период (продолжительность сезона, температурный режим, количество осадков и прочее) ширина годичных колец в разные годы жизни дерева различна, при этом ширина годичных колец, нарастающих в один и тот же год у деревьев одной породы, произрастающих в одной местности, примерно одинакова. Различия в ширине колец в разные годы достаточно значительны. Если для деревьев, произраставших в одной местности в одно время, построить графики изменения ширины годичных колец по годам, то эти графики будут достаточно близки, а для деревьев, произраставших в разное время, они не совпадут (в силу случайности действия климатических факторов точное совпадение последовательности ширины колец за достаточно длительные периоды крайне маловероятно).

Сопоставление последовательности годичных колец, сохранившихся в деревянном предмете, и образцов, датировка которых известна, позволяет выбрать образец с совпадающим набором годичных колец и, таким образом, определить, в какой период было спилено дерево, из которого изготовлен предмет. Такое сопоставление и есть, собственно, дендрохронологическое датирование.

При необходимости могут использоваться и другие характеристики структуры годичных колец, например:

Особый интерес представляют повреждения нормальной анатомической структуры годичных колец живых и полуископаемых деревьев:

Типичное морозобойное кольцо состоит из трех зон: зоны деформированных (искривленных) трахеид, слоя аморфного вещества, состоящего из разрушенных клеток и образующейся затем зоны ненормальных по форме и величине трахеид. Иногда оно выглядит лишь как изменение направления радиального роста одного или нескольких рядов трахеид, при более сильном повреждении за ними следуют ряды поврежденных (смятых) клеток и затем ряды восстанавливающихся трахеид с измененным направлением роста.

Ложное кольцо (флуктуация плотности древесины) представляет собой слой более темных клеток в пределах годичного кольца, который отличается от соседних слоев по форме и размеру клеток, а также по толщине клеточной стенки.

Светлое кольцо содержит клетки поздней древесины с более тонкими стенками по сравнению с нормальными клетками.

Выпадающее кольцо является отсутствием прироста древесины на измеряемом спиле в какой-либо год[4].

Виды древесно-кольцевых хронологий[ | код]

Виды древесно-кольцевых хронологий Объекты наблюдений
1. Индивидуальная хронология (по одному радиусу) Отдельный ствол, ветвь или корень
2. Индивидуальная усреднённая хронология первого порядка (по двум или более радиусам) Отдельный ствол, ветвь или корень
3. Индивидуальная усреднённая хронология второго порядка (по двум и более стволам, ветвям, корням) Совокупность стволов, ветвей или корней у отдельного одноствольного или многоствольного дерева
4. Обобщённая хронология первого порядка Совокупность деревьев одного вида, произрастающих в пределах однородного по условиям местообитания участка (или выдела)
5. Обобщённая хронология второго порядка Совокупность деревьев одного вида, произрастающих в одном типе условий местообитания, но на разных участках, удалённых друг от друга не более чем на 10 км
6. Генерализованная хронология первого порядка Совокупность деревьев одного вида, произрастающих в одном типе условий местообитания, но на разных участках, удалённых друг от друга более чем на 10 км
7. Генерализованная хронология второго порядка Совокупность деревьев одного вида, произрастающих в различных типах условий местообитания
8. Генерализованная хронология третьего порядка Совокупность деревьев близкородственных и сходных по экологии видов, произрастающих как в одном, так и в различных типах условий местообитания[5].

Построение древесно-кольцевых хронологий[ | код]

В процессе построения древесно-кольцевых хронологий последовательно:

  1. проводится предварительная датировка и маркировка колец.
  2. выполняется окончательная датировка колец.
  3. осуществляется продление древесно-кольцевых хронологий[6].

Предварительная датировка и маркировка колец выполняется для каждого отдельного древесного среза. При её выполнении датируют и учитывают лишь видимые кольца. При проведении этой операции возможны ошибки в датировке в связи с наличием в образцах древесины выпавших и ложных колец[7].

При окончательной датировке колец используют т. н. метод перекрёстной датировки — это сравнение рисунков колец у различных деревьев и поиск точных мест, где найдено соответствие в характере изменчивости показателей радиального прироста между рассматриваемыми образцами. Метод позволяет выявить нарушение синхронности в пределах отдельных временных интервалов и, тем самым, выявить точное положение выпавших, ложных, пропущенных и лишних колец в отдельных древесных срезах. Требует наличия достаточного количества различных образцов с участка. Результатом окончательной датировки колец является древесно-кольцевая хронология живых деревьев участка[8].

Важнейшими условиями для продления хронологии за пределы возраста наиболее старых живых деревьев являются наличие не менее 5-7 образцов для каждого года и наличие перекрытия между сравниваемыми хронологиями длительностью не менее 50-70 лет. На первом этапе работы обычно строятся т. н. плавающие хронологии длительностью 300—500 лет, каждая из которых представлена некоторым количеством индивидуальных хронологий, которые датированы относительно друг друга, но не привязаны к календарной шкале. На заключительном этапе работы производится продление как абсолютной, так и плавающих хронологий, их соединение друг с другом и построение длительной абсолютной хронологии[9].

К настоящему времени построено несколько длительных абсолютных непрерывных древесно-кольцевых хронологий:

Проблемы дендрохронологии[ | код]

Полная информация, содержащаяся в характеристиках годичного кольца деревьев, не может быть извлечена корректно на базе существующих в дендроклиматологии и дендрохронологии математико-статистических подходов[11].

Несмотря на различные статистические подходы к моделированию, особенности прироста древесных растений на интервалах времени за пределами калибровочного периода не могут быть также хорошо смоделированы, как и на калибровочных интервалах[12].

Расхождение прироста и хода летних температур[ | код]

Пространственный анализ длительных древесно-кольцевых хронологий в средних и высоких широтах Северного полушария выявил расхождения в ходе увеличения температуры и реального прироста древесных растений после 1960-х годов для некоторых регионов, в которых температура выступает основным лимитирующим рост фактором. Это расхождение в литературе получило название «проблемы дивергенции (расхождения)» прироста древесных растений и хода летних температур. Понимание этой проблемы и ее решение чрезвычайно важно при построении адекватных статистических моделей реконструкции климатических переменных по дендрохронологическим данным. По сути, эта проблема ставит под сомнение реальность температурных оценок в прошлом (температурных реконструкций) по дендрохронологическим данным на базе выявленных корреляционных взаимосвязей в настоящем[13].

Возможной причиной возникновения дивергенции может являться температурно-зависимый стресс древесных растений на засуху, особенно ярко выраженный для быстро растущих деревьев[14].

Другой гипотезой возникновения проблемы дивергенции является снижение прироста древесных растений при достижении температурой физиологического порога, лимитирующего рост[14].

Также была выявлена связь между снижением чувствительности древесных растений и положительным трендом зимних осадков[14].

В некоторых случаях, проблема дивергенции может возникать из-за систематической ошибки аппроксимации возрастных трендов «молодых» и «старых» деревьев одной и той же кривой, которая возникает при использовании определенных методов стандартизации[11].

Проблемы стандартизации[ | код]

Древесно-кольцевые хронологии, несмотря на ряд хороших свойств, обладают нестационарностью, которая является результатом воздействия на ширину годичного кольца большого количества факторов случайной природы[15].

Для избавления от этих возмущений в дендрохронологии используется процедура стандартизации, которая заключается в:

  1. удалении трендов неклиматической природы;
  2. индексации исходных индивидуальных рядов;
  3. усреднении[15].

Большинство методов оценки трендов неклиматической природы могут искажать индексные значения дендрохронологических рядов[16].

Однозначного ответа на вопрос «Какой метод стандартизации дендрохронологических рядов является наиболее предпочтительным?» не существует[17].

Недостатки дендрохронологических методов[ | код]

Помимо ряда очевидных достоинств, дендрохронологические методы имеют и недостатки. В частности:

Проблема выбора образцов[ | код]

В зависимости от цели и задач исследования, обязателен тщательный выбор района, типа условий местообитания, древостоя, вида древесного растения и модельных деревьев, в древесно-кольцевых хронологиях которых содержится необходимая для исследователя информация.

Если образцы древесины собраны без учёта этих условий, то использование даже самых изощрённых методов анализа собранного материала не приведёт к получению ожидаемых результатов[19].

Другие достижения дендрохронологии[ | код]

Выявляются и более тонкие зависимости, например:

Использование[ | код]

Дендрохронологический метод подходит для датирования древесных стволов и их фрагментов, а также изделий из дерева, если они сохранили достаточно большое количество годичных колец от исходного материала. Сам способ датирования принципиально достаточно прост: для датируемого предмета строится график толщин по тем слоям, которые в нём сохранились, этот график сопоставляется с дендрохронологической шкалой соответствующей породы дерева из той местности, откуда происходит предмет, и, если на шкале находится сопоставимая последовательность толщин годичных колец, делается вывод о том, что исследуемый предмет был изготовлен в соответствующий этому совпадению период времени. При достаточно большом количестве сохранившихся в предмете годичных колец совпадение может быть единственным; в более сложных случаях совпадений может оказаться несколько, и тогда для уточнения датирования применяются другие методы.

Знание технологических процессов подготовки деревянных панелей и дендрохронологический анализ позволяют датировать картины немецких и нидерландских художников XV—XVI веков: Кунихолм показал, что хранящийся в Лувре портрет девушки Дюрера, обычно датируемый около 1520 года, вряд ли был создан до 1523 года[24]. Более того, вариант триптиха Мирафлорес, приписываемый Рогиру ван дер Вейдену, из коллекции музея Метрополитен, не мог быть создан ранее 1492 года, то есть через двадцать восемь лет после смерти художника[25].

См. также[ | код]

Примечания[ | код]

  1. Древних цивилизаций не было? Василий Новиков. Ученые против мифов 11-6. Проверено 19 января 2021. Время от начала источника: 15:15.
  2. ШТП, 2015, с. 9.
  3. 1 2 ШТП, 2015, с. 10.
  4. Р. М. Хантемиров, Л. А. Горланова, А. Ю. Сурков, С. Г. Шиятов ЭКСТРЕМАЛЬНЫЕ КЛИМАТИЧЕСКИЕ СОБЫТИЯ НА ЯМАЛЕ ЗА ПОСЛЕДНИЕ 4100 ЛЕТ ПО ДЕНДРОХРОНОЛОГИЧЕСКИМ ДАННЫМ в: ИЗВЕСТИЯ РАН. СЕРИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ, 2011, № 2, с. 89-102; с.90-91 http://elibrary.ru/item.asp?id=16523217
  5. Шиятов, 2000, с. 16—17.
  6. Шиятов, 2000, с. 41—48.
  7. Шиятов, 2000, с. 41.
  8. Шиятов, 2000, с. 42—46.
  9. Шиятов, 2000, с. 48.
  10. Шиятов, 2000, с. 50.
  11. 1 2 ШТП, 2015, с. 13.
  12. ШТП, 2015, с. 65.
  13. ШТП, 2015, с. 11—12.
  14. 1 2 3 ШТП, 2015, с. 12.
  15. 1 2 ШТП, 2015, с. 22.
  16. ШТП, 2015, с. 25.
  17. ШТП, 2015, с. 29.
  18. Шиятов, 2000, с. 21.
  19. Шиятов, 2000, с. 25.
  20. ШТП, 2015, с. 193.
  21. ШТП, 2016, с. 98.
  22. ШТП, 2016, с. 108.
  23. ШТП, 2016, с. 77.
  24. Peter Ian Kuniholm «Dendrochronology (Tree-Ring Dating) of Panel Paintings». Дата обращения: 1 июня 2010. Архивировано 9 мая 2007 года.
  25. Bernhard Ridderbos, Henk van Veen, Anne van Buren, Henk Th. van Veen. Early Netherlandish paintings: rediscovery, reception, and research. — Амстердам: Amsterdam University Press, 2005. — С. 298. — 481 с. — ISBN 9789053566145.

Литература[ | код]

Ссылки[ | код]

Реклама