كيف تتتبع حلقات الشجرة مرور الوقت

Dendrochronology هو المصطلح الرسمي للتعارف الدائري الدائري ، والعلم الذي يستخدم حلقات نمو الأشجار كسجل مفصل للتغيرات المناخية في المنطقة ، وكذلك طريقة لتقريب تاريخ البناء للأشياء الخشبية من أنواع عديدة.

الوجبات الجاهزة الرئيسية: Dendrochronology

كما تذهب تقنيات المواعدة الأثرية ، فإن dendrochronology دقيق للغاية: إذا تم الحفاظ على حلقات النمو في جسم خشبي و يمكن ربطها بالتسلسل الزمني الحالي ، يمكن للباحثين تحديد السنة التقويمية الدقيقة - وغالبًا ما يكون الموسم - تم قطع الشجرة لعمل عليه.

بسبب هذه الدقة ، يتم استخدام dendrochronology للمعايرةالكربون المشع، من خلال إعطاء العلم قياسًا للظروف الجوية المعروفة بأنها تسبب تغيرات الكربون المشع.

تواريخ الكربون المشع التي تم معايرة من خلال المقارنة مع السجلات المتزامنة ، يتم تحديد الاختصارات مثل cal BP ، أو سنوات معايرة قبل الحاضر.

يعمل تأريخ حلقة الشجرة لأن الشجرة تنمو بشكل أكبر - ليس فقط الطول بل تكتسب الطوق - في حلقات قابلة للقياس كل عام في حياتها. الحلقات هي الكامبيوم طبقة ، حلقة من الخلايا التي تقع بين الخشب واللحاء والتي تنشأ منها خلايا جديدة من اللحاء والخشب ؛ كل عام يتم إنشاء الكامبيوم الجديد تاركا السابق في مكانه. يعتمد حجم خلايا الكامبيوم التي تنمو في كل عام ، ويتم قياسها حسب عرض كل حلقة ، على درجة الحرارة والرطوبة - إلى أي مدى كانت درجات الحرارة دافئة أو باردة أو جافة أو رطبة.

المدخلات البيئية في الكامبيوم هي في المقام الأول الاختلافات المناخية الإقليمية ، والتغيرات في درجة الحرارة والجفاف وكيمياء التربة ، والتي يتم تشفيرها معًا كتغيرات في عرض حلقة معينة ، في كثافة الخشب أو هيكله ، و / أو في التركيب الكيميائي لـ جدران الخلايا. في أبسط صورها ، تكون خلايا الكامبيوم أصغر خلال السنوات الجافة ، وبالتالي تكون الطبقة أرق مما كانت عليه خلال السنوات الرطبة.

لا يمكن قياس جميع الأشجار أو استخدامها بدون تقنيات تحليلية إضافية: لا تحتوي جميع الأشجار على الكامبيوم التي يتم إنشاؤها سنويًا. في المناطق الاستوائية ، على سبيل المثال ، لا يتم تشكيل حلقات النمو السنوية بشكل منهجي ، أو لا ترتبط حلقات النمو بالسنوات ، أو لا توجد حلقات على الإطلاق. عادةً ما تكون الكامبيوم دائمة الخضرة غير منتظمة ولا يتم تكوينها سنويًا. تستجيب الأشجار في مناطق القطب الشمالي وشبه القطب الشمالي وجبال الألب بشكل مختلف اعتمادًا على عمر الشجرة هو - تقلل الأشجار القديمة من كفاءة المياه مما يؤدي إلى تقليل الاستجابة لدرجة الحرارة التغييرات.

يرجع تاريخ حلقة الشجرة إلى واحدة من أوائل طرق التعارف المطلقة تم تطويره لعلم الآثار ، وقد اخترعه عالم الفلك أندرو إليكوت دوغلاس وعالم الآثار كلارك ويسلر في العقود الأولى من القرن العشرين.

كان دوجلاس مهتمًا في الغالب بتاريخ التغيرات المناخية المعروضة في حلقات الأشجار. كان Wissler هو الذي اقترح استخدام التقنية لتحديد متى تم بناء adobe pueblos في الجنوب الغربي الأمريكي ، وبلغت أعمالهم المشتركة ذروتها في البحث في سلف الأجداد بلدة Showlow ، بالقرب من بلدة Showlow الحديثة ، أريزونا ، في عام 1929.

عالم الآثار نيل م. جاد الفضل في إقناع الجمعية الجغرافية الوطنية لتأسيس بعثة الشعاع الأولى، حيث تم جمع وتسجيل المقاطع من سجلات بويبلوس المحتلة ، وكنائس البعثة وأطلال ما قبل التاريخ من الجنوب الغربي الأمريكي وتسجيلها إلى جانب أولئك الذين يعيشون الصنوبر ponderosa الأشجار. تم مطابقة عرض الحلقة وتاريخها ، وبحلول العشرينيات من القرن الماضي ، تم بناء التسلسل الزمني ما يقرب من 600 عام. كان أول أثر مرتبط بتاريخ تقويمي معين هو Kawaikuh في منطقة Jeddito ، التي بنيت في القرن الخامس عشر. كان الفحم من Kawaikuh أول فحم يستخدم في دراسات الكربون المشع (فيما بعد).

في عام 1929 ، تم حفر Showlow بواسطة Lyndon L. هارجريف و إميل دبليو. هوري، و dendrochronology الذي أجري على Showlow حدث أول تسلسل زمني فردي للجنوب الغربي ، امتد على مدى أكثر من 1200 عام. ال معمل أبحاث حلقات الأشجار تأسست من قبل دوغلاس في جامعة أريزونا في عام 1937 ، وما زالت تجري أبحاثًا حتى اليوم.

على مدى المائة عام الماضية أو نحو ذلك ، تم بناء سلاسل حلقات الأشجار لمختلف الأنواع في جميع أنحاء العالم ، مع سلاسل طويلة مثل تسلسل 12460 سنة في وسط أوروبا ، أكملها مختبر هوهنهايم على أشجار البلوط ، و 8700 عام شجر الصنوبر تسلسل في ولاية كاليفورنيا. كان بناء التسلسل الزمني لتغير المناخ في منطقة اليوم هو ببساطة مسألة مطابقة أنماط حلقات الأشجار المتداخلة في الأشجار القديمة والأكبر سناً. لكن هذه الجهود لم تعد قائمة فقط على عرض حلقات الأشجار.

ميزات مثل كثافة الخشب ، والتكوين الأساسي (يسمى الكيمياء التغصنية) لماكياجها ، والميزات التشريحية للخشب ، و نظائر مستقرة تم التقاطها داخل خلاياها جنبًا إلى جنب مع تحليل عرض حلقة الأشجار التقليدية لدراسة تأثيرات تلوث الهواء ، وامتصاص الأوزون ، والتغيرات في حموضة التربة بمرور الوقت.

في عام 2007 ، وصف عالم الخشب الألماني ديتر إيكشتاين التحف الخشبية وبناء العوارض الخشبية داخل مدينة لوبيك في العصور الوسطى ، ألمانيا ، مثال ممتاز على عدد لا يحصى من الطرق التي يمكن استخدام التقنية بها.

يتضمن تاريخ لوبيك في العصور الوسطى العديد من الأحداث ذات الصلة بدراسة حلقات الأشجار والغابات ، بما في ذلك القوانين التي تم تمريرها في أواخر الثاني عشر وأوائل الثالث عشر القرن الذي وضع بعض قواعد الاستدامة الأساسية ، واثنين من حرائق مدمرة في 1251 و 1276 ، وتحطم السكان بين حوالي 1340 و 1430 الناتجة عن الموت الاسود.

• تتميز طفرات البناء في لوبيك بالاستخدام المكثف للأشجار الأصغر ، مما يشير إلى أن الطلب يفوق قدرة الغابات على التعافي ؛ التماثيل نصفية ، مثل بعد أن أهلك الموت الأسود السكان ، تدل عليها فترة طويلة من عدم البناء على الإطلاق ، تليها استخدام الأشجار القديمة جدًا.
• في بعض المنازل الأكثر ثراء ، تم قطع العوارض الخشبية المستخدمة أثناء البناء في أوقات مختلفة ، بعضها يمتد لأكثر من عام ؛ معظم المنازل الأخرى لديها قطع خشبية مقطوعة في نفس الوقت. يقترح إيكشتاين ذلك لأنه تم الحصول على الخشب للمنزل الأكثر ثراء من سوق الأخشاب ، حيث كان سيتم قطع الأشجار وتخزينها حتى يمكن بيعها ؛ في حين تم بناء منشآت أقل ثراءً في الوقت المناسب.
• يظهر دليل على تجارة الأخشاب لمسافات طويلة في الخشب المستورد لقطع فنية مثل صليب النصر وشاشة في كاتدرائية القديس يعقوبي. تم تحديد ذلك على أنه تم تشييده من الخشب الذي تم شحنه خصيصًا من عمر 200-300 عام أشجار من غابات البلطيق البولندية ، ربما على طول الطرق التجارية القائمة من موانئ غدانسك أو ريغا أو كونيغسبرغ.

قامت كلوديا فونتانا وزملاؤها (2018) بتوثيق التقدم في سد فجوة كبيرة في البحث المتزامن في عام المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية ، لأن الأشجار في تلك المناخات إما لديها أنماط حلقة معقدة أو لا توجد حلقات شجرة مرئية على الاطلاق. هذه مشكلة لأنه نظرًا لأن تغير المناخ العالمي قيد التقدم ، فإننا بحاجة إلى فهم تتزايد العمليات الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية التي تؤثر على مستويات الكربون الأرضي بشكل متزايد مهم. تخزن المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية في العالم ، مثل الغابة البرازيلية الأطلسية في أمريكا الجنوبية ، حوالي 54 ٪ من إجمالي الكتلة الحيوية للكوكب. أفضل النتائج للبحوث المتزامنة المعيارية هي دائمة الخضرة Araucaria angustifolia (بارانا الصنوبر ، الصنوبر البرازيلي أو شجرة الشمعدانات) ، مع تسلسل تم إنشاؤه في الغابات المطيرة بين 1790-2009 م) ؛ دراسات أولية (ناكاي وآخرون. 2018) أظهرت أن هناك إشارات كيميائية تتتبع هطول الأمطار وتغيرات درجة الحرارة ، والتي يمكن الاستفادة منها للحصول على مزيد من المعلومات.

وجدت دراسة أجريت عام 2019 (Wistuba وزملاؤه) أن حلقات الأشجار يمكن أن تحذر أيضًا من انهيار المنحدر الوشيك. اتضح أن الأشجار المائلة بواسطة حلقات شجرة بيضاوية الشكل غريبة الأطوار تسجلها. تنمو الأجزاء المنحدرة من الحلقات على نطاق أوسع من تلك المنحدرة ، وفي الدراسات التي أجريت في بولندا ، مالغورزاتا وجد Wistuba وزملاؤه أن هذه الميل في الأدلة بين ثلاث وخمس عشرة سنة قبل الكارثة انهيار.

كان معروفًا منذ فترة طويلة أن تلال قبر القوارب في فترة الفايكنج في القرن التاسع كانت بالقرب من أوسلو ، النرويج (Gokstad ، Oseberg، وتون) قد تم اقتحامها في وقت ما في العصور القديمة. قام المتطفلين بتشويه السفن ، وإتلاف البضائع الخطيرة وسحب وتفريق عظام المتوفى. لحسن حظنا ، ترك اللصوص وراءهم الأدوات التي استخدموها لاقتحام التلال والمعاول الخشبية و نقالات (منصات صغيرة ذات مقبض تستخدم لنقل الأشياء خارج المقابر) ، والتي تم تحليلها باستخدام علم التشريح. ربط شظايا حلقة الشجرة في أدوات التسلسل الزمني الراسخ ، اكتشف بيل ودالي (2012) ذلك تم فتح جميع التلال الثلاثة وتلف البضائع الخطيرة خلال القرن العاشر ، على الأرجح كجزء من هارالد بلوتوثحملة لتحويل الاسكندنافيين إلى المسيحية.

استخدم وانغ وزهاو تقنية التزامن dendrochronology للنظر في تواريخ أحد طرق طريق الحرير المستخدمة خلال فترة تشين هان تسمى طريق تشينغهاي. لحل الأدلة المتضاربة حول الوقت الذي تم فيه التخلي عن المسار ، نظر وانغ وتشاو إلى بقايا الخشب من المقابر على طول الطريق. ذكرت بعض المصادر التاريخية أن طريق تشينغهاي قد تم التخلي عنه بحلول القرن السادس الميلادي: حدد التحليل الترادفي المتزامن لـ 14 مقبرة على طول الطريق الاستخدام المستمر حتى وقت متأخر القرن الثامن. وصفت دراسة أجراها كريستوف هانيكا وزملاؤه (2018) أدلة على استيراد الأخشاب الأمريكية إلى بناء وصيانة خط دفاعي بطول 440 ميل (700 كم) من الخنادق في الحرب العالمية الأولى على طول الغرب أمامي.

• بيل وجان وأوفي دالي. "نهب قبور السفينة من أوسبيرج وجوكستاد: مثال لسياسة القوة؟" العصور القديمة 86.333 (2012): 808–24. طباعة.
• فونتانا ، كلوديا ، وآخرون. "Dendrochronology والمناخ في الغابة البرازيلية الأطلسية: أي الأنواع وأين وكيف." علم الأحياء والحفاظ عليها 13.4 (2018). طباعة.
• هانيكا ، كريستوف ، سجورد فان دالين ، وهانز بيكمان. "أخشاب الخنادق: منظور جديد للخشب الأثري من خنادق الحرب العالمية الأولى في حقول فلاندرز." العصور القديمة 92.366 (2018): 1619–39. طباعة.
• مانينغ ، كاتي ، وآخرون. "التسلسل الزمني للثقافة: تقييم مقارن لمناهج المواعدة الأوروبية الحديثة." العصور القديمة 88.342 (2014): 1065–80. طباعة.
• ناكاي ، واتارو ، وآخرون. "تحضير عينة من أشجار استوائية بدون حلقات لقياس O18O في متزامنة النظائر المشعة." المناطق المدارية 27.2 (2018): 49–58. طباعة.
• توركون وبولا وآخرون. "تطبيقات Dendrochronology في شمال غرب المكسيك." العصور القديمة في أمريكا اللاتينية 29.1 (2018): 102–21. طباعة.
• وانغ وشوزهي وشيوهاي تشاو. "إعادة تقييم طريق تشينغهاي لطريق الحرير باستخدام تقنية التلاؤم." Dendrochronologia 31.1 (2013): 34–40. طباعة.