TREX

×

Andrew E. Douglas (links), de grondlegger van de wetenschap van de dendrochronologie, bekijkt samen met een collega een sectie van een sequoiaboom in 1946. Met dank aan LTRR

Een korte geschiedenis

In de late jaren 1800 en vroege jaren 1900, stichtte Andrew. E. Douglass de wetenschap van de dendrochronologie – de techniek van het dateren van gebeurtenissen, milieuveranderingen, en archeologische artefacten door gebruik te maken van de karakteristieke patronen van de jaarlijkse groeiringen in hout en boomstammen. Als jonge astronoom, werkzaam bij het Lowell Observatory in Arizona, had Douglass een bijzondere belangstelling voor de zon, met name voor het cyclische gedrag van zonnevlekken en de wijze waarop de zon het weer beïnvloedt. Hij begon te kijken naar de jaarlijkse groeiringen van bomen en merkte een verband op tussen de grootte van de groeiringen en klimaatfactoren zoals vochtigheid en hoogte. Hij zette de breedte van de jaarringen uit en stelde de eerste chronologieën samen om te laten zien hoe bomen klimaatveranderingen door de tijd heen registreren. Hij merkte op dat de respons van bomen in het hele gebied gelijkaardig was en vond een techniek uit die een fundamenteel instrument zou blijken te zijn in het onderzoek naar jaarringen: kruisdatering is een techniek die ervoor zorgt dat aan elke individuele jaarring het exacte jaar van vorming wordt toegewezen door de patronen van brede en smalle ringen tussen kernen van dezelfde boom en tussen bomen van verschillende locaties met elkaar te vergelijken of de patronen van jaarringen van de ene boom met de andere te vergelijken. Zo konden wetenschappers voor elke ring een exacte kalenderdatum bepalen. Tegenwoordig wordt boomringonderzoek niet alleen gebruikt om te bepalen hoe het klimaat in het verleden was, maar ook om kunstwerken (houten lijsten), violen en andere houten instrumenten, en gebouwen te dateren.

Om het proces van kruisdatering in actie te zien, bekijk historische opnamen van A.E. Douglas aan het werk.

Basisprincipes van de boomring

Bomen groeien meestal één ring per jaar. Ze beginnen te groeien in de lente (de cellen zijn lichtbruin van kleur, bekend als vroeg hout is het lichtgekleurde deel van een boomring die in de lente wordt geproduceerd) en, als het groeiseizoen eindigt in de herfst, worden de celwanden dikker (de donkere band of laat hout is het donkerder deel van een jaarlijkse boomring die in het zomerseizoen wordt geproduceerd) en stoppen uiteindelijk met groeien in de winter waardoor een zeer duidelijke ring ontstaat. Het ringpatroon dat zich over het hele leven van de boom vormt, verraadt de klimatologische omstandigheden waarin de boom groeide. Overvloedig vocht en een lang groeiseizoen resulteren in een brede ring. Een droog jaar kan resulteren in een zeer smalle ring (zie diagram). Op plaatsen waar bomen gevoeliger zijn voor temperatuur (b.v. op grote hoogte op een bergtop of in de boreale of noordelijke regio’s bossen van Noord-Alaska en Canada) dan duidt een brede ring op een warm jaar en een smalle ring op een koud jaar.

In deze activiteit leer je hoe de wetenschap van de jaarringen in zijn werk gaat. Waar reizen boomringwetenschappers naartoe om geschikte bomen te vinden? Welk gereedschap wordt er gebruikt? Welke technieken kunnen worden gebruikt om monsters van boomkernen voor te bereiden en te analyseren om de aard van het klimaat in het verleden te onthullen?

Instructies

1. Het vinden van klimaatgevoelige bomen

Het uitvoeren van boomringonderzoek is niet zo eenvoudig als het op het eerste gezicht lijkt. De overgrote meerderheid van de bomen die we tijdens een wandeling of tijdens het autorijden zien, hebben geen goede klimaatgegevens over lange perioden vastgelegd. Dendrochronologen moeten op zoek naar langlevende bomen die in een tamelijk barre omgeving groeien, waardoor ze zeer gevoelig zijn voor de omgevingsomstandigheden, en waarvan de groei traag is – zo traag dat tijdens hun leven vele jaren worden vastgelegd. Een dergelijke boom is de bristlecone pine, die groeit in Arizona, Colorado, New Mexico, Utah, Nevada en Oost-Californië, soms onder zeer koude en droge omstandigheden. Het oudst bekende exemplaar heet Methusalem en is maar liefst 4.765 jaar oud! In deel 2 van dit practicum krijg je de kans om een site van een bristlecone pine te verkennen.

Welke kenmerken zoeken dendrochronologen in onderzoekslocaties die hen de beste kans geven om klimatologische omstandigheden uit het verleden te reconstrueren? Bekijk de onderstaande video en beantwoord de Stop and Think-vragen.

2. Bomen kerven

Nu gaan we leren hoe we boomkernen uit een boom kunnen halen. Mensen vragen vaak of het boren in een boom om een monster van het hout te nemen schadelijk is voor de boom. De boormonsters die wetenschappers uit bomen nemen zijn in feite vrij klein (minder dan de diameter van een potlood) en niet-destructief voor de boom. De boom zal zichzelf vrij snel genezen, vergelijkbaar met het verwijderen van een tuit na het aftappen van een boom voor esdoornsiroop. Als er bezorgdheid bestaat over een bepaalde groep bomen, kunnen wetenschappers hun boomboorders in alcohol dopen om er zeker van te zijn dat ze geen ziekten van boom tot boom verspreiden. Als bosbeheerders zich zorgen maken over een bepaald bos, kunnen ze wetenschappers de toestemming weigeren om bomen te boren wanneer ze een vergunning aanvragen.

Kijk hoe dendrochronoloog Nicole Davi beschrijft hoe je een boom boort.

WATCH: Nicole Davi kernt een tulpenboom met assistent Augie. Credit: Jacob Tanenbaum (MP4 Video 268.2MB Mar28 16)

3. Verwerking van de boorkernen

Wetenschappers verzamelen op elk van hun locaties boorkernmonsters van twintig of meer bomen. Deze monsters moeten zorgvuldig worden ingepakt en voor analyse naar een laboratorium worden gebracht. Uit een boom genomen kernen moeten in een speciale houten houder, of core mount, worden gemonteerd en vervolgens fijn worden geschuurd om het ringpatroon duidelijk naar voren te brengen.

×

Boomkernen genomen uit witte sparren in Alaska. Deze kernen zijn in houten vatting geplaatst en fijn geschuurd zodat celdetails onder een microscoop zichtbaar zijn. Elke ring vertegenwoordigt een jaar van groei. De brede ringen wijzen op goede groeiomstandigheden (warmere zomers in dit geval).

Boomringpatronen worden vervolgens bestudeerd met een aantal verschillende wetenschappelijke instrumenten. De knoppen hieronder brengen u naar het Lamont-Doherty Earth Observatory’s Tree-Ring Lab in Palisades, New York. Deze beelden zijn 360°, dus je kan rondkijken en in- en uitzoomen. Zoom in op zowel het hoofdwerkgebied als de kernkamer, zodat je kunt zien wat er op de tafels en muren staat.

Tree-Ring Laboratory

Tree-Ring Laboratory Core Room