Дендрохронология

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.

Научные основания метода

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 зависимости от множества факторов, действовавших в летний период (продолжительность сезона, температурный режим, количество осадков и прочее) толщина годичных колец в разные годы жизни дерева различна, при этом толщина годичных колец, нарастающих в один и тот же год у деревьев одной породы, произрастающих в одной местности, примерно одинакова. Различия в толщине колец в разные годы достаточно значительны. Если для деревьев, произраставших в одной местности в одно время, построить графики изменения толщины 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 толщин 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.

Дендрохронологические шкалы

На основании исследования образцов древесины, датировка которых заведомо известна, строится так называемая дендрохронологическая шкала — последовательность толщин годичных колец деревьев определённой породы в определённой местности, от текущего момента и как можно далее в прошлое. Для близких к современности периодов используются измерения годичных колец живых деревьев, имеющих достаточно большой возраст (существуют методики выполнения таких измерений, не требующие спиливания дерева).

Для того, чтобы продлить шкалу датировок на временной промежуток свыше пределов жизни одного дерева, используют «перекрёстную датировку». Её суть заключается в увязывании воедино следующих друг за другом поколений деревьев, годы жизни которых перекрываются. Специалисты по дендрохронологии считают, даже на основе самой грубой методики (когда кольца делятся на два класса — «широкие» и «узкие») 10-летнее совпадение чередования колец позволяет идентифицировать шкалу с вероятностью ошибки не более 0,1 % (так как 1/2¹⁰=0,099 %). При учёте ширины каждого кольца и применении методов математической статистики вероятность ошибки значительно снижается. В последние годы используется рентгеновский анализ годичных колец, позволяющий учитывать не только ширину колец, но и другие параметры (например, плотность древесины в кольце). Таким образом, дендрохронологическая шкала протягивается в прошлое настолько, насколько имеющийся в наличии материал позволяет продолжить непрерывную последовательность.

После построения шкалы по определённому виду дерева в локальной местности, анализируются корреляции данного вида с другими видами, а также изменения вида колец в соседних областях. Это позволяет постепенно расширять абсолютную шкалу на более широкий географический ареал.

C помощью дендрохронологического метода можно построить абсолютные и относительные шкалы датировок. В том случае, если известно точное (абсолютное) время жизни одного из поколений деревьев, участвующих в датировке, то получившаяся шкала будет абсолютной. Например, это могут быть живые деревья, возраст которых известен по числу колец. С помощью абсолютной шкалы датировок можно определять возраст деревянных предметов практически со 100%-ной надёжностью (в случае точного совпадения порядка следования достаточного числа колец). В некоторых случаях удаётся построить фрагменты дендрохронологической шкалы, опираясь на фрагменты древесины, датированные иным образом (например, брёвна из стены строения, дата постройки которого известна из исторических документов). В таких случаях получившаяся шкала будет уже не абсолютной, а относительной. Достоверность датирования с помощью относительных шкал, очевидно, находится в зависимости от достоверности датирования «опорных» образцов.

На рост деревьев могут оказывать влияние локальные особенности места произрастания (рельеф, обводнённость). Из-за этого толщина годовых колец конкретного образца дерева может не соответствовать шкале, построенной для данного региона. Но если совпадение имеет место, то вероятность ошибки крайне мала.

Дендрохронологический ряд — многовековые ряды наблюдений, характеризующие радиальный прирост древесной растительности (деревьев) и его связь с климатическими условиями.

Построение абсолютных шкал — современное состояние

Для уверенной датировки предмета необходимо иметь качественную, непрерывную дендрохронологическую шкалу, охватывающую период от нынешнего времени до времени изготовления предмета, соответствующую породе дерева и месту его произрастания. Построение таких шкал, само по себе, — чрезвычайно трудоёмкая работа.

В тех случаях, когда применяемая шкала не является абсолютной, всегда остаётся опасность неверной датировки исходного материала, на котором построена шкала. Если при построении относительной шкалы была использована неверная первоначальная датировка, все определения по этой шкале, очевидно, окажутся неверными. Поэтому важная задача дендрохронологии — увязать все относительные шкалы с абсолютными.

В последние годы достигнуты крупные успехи в построении абсолютных шкал на сотни и тысячи лет назад. Дендрохронологические лаборатории проанализировали свыше 2 млн образцов деревьев, в результате чего построены следующие абсолютные шкалы:

• Ирландия — 7300 лет,
• Западная Европа (по дубу) — свыше 7 тыс. лет,
• Центральная Европа (по дубу) — свыше 8 тыс. лет,
• Центральная Европа (по сосне) — свыше 11 тыс. лет,
• Юго-Запад США (по сосне) — 8700 лет,
• Район Великого Новгорода — 1200 лет,
• Северное Приобье — 900 лет.
• Продолжается построение абсолютных шкал в Восточной Европе, Швеции, Ближнем Востоке. Только в Европе над этим работает свыше 20 лабораторий, в мире — свыше 60.

Данные дендрохронологии хорошо согласуются с историческими сведениями и радиоуглеродным методом.

Использование

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. 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.

См. также

• Дендроклиматология

Литература

• Колчин Б. А., Черных Н. Б. [hbar.phys.msu.ru/gorm/dating/kolchin.htm Дендрохронология Восточной Европы: (Абсолютные дендрохронологические шкалы с 788 г. по 1970 г.)] / Отв. ред. д-р ист. наук В. В. Седов; Институт археологии АН СССР. — М.: Наука, 1977. — 128 с. — 1450 экз. (обл.)
• Ильчуков С. В. Обработка древесных срезов и кернов для проявления годичных колец // Лесное хозяйство. 1997. № 6. C. 26-27.
• Багинский В. Ф. Опыт определения возраста древостоя при проведении лесоводственных исследований // Проблемы лесоведения и лесоводства / Нац. акад. наук Беларуси. Ин-т леса, 2002; Вып. 55. С. 161—168.
• Ермаков А. Л., Маслов А. А. (Институт лесоведения РАН, Москва, РФ) Методы отбора образцов и обработки срезов для подсчёта годичных колец подроста // [www.ftacademy.ru/site/upload/6.pdf Леса России в XXI веке: Материалы шестой международной научно-технической интернет-конференции. Март 2011 г.] / Под ред. авторов; Министерство образования и науки Российской Федерации, Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия имени С. М. Кирова». — Санкт-Петербург, 2011. — С. 80-83. — 294 с. — ISBN 978-5-9239-0366-9.

Ссылки

• [www.archaeology.ru/sci_methods/sc_dendro_00.html Публикации по дендрохронологии на сайте Археология.ру]
• [web.utk.edu/~grissino/ Ultimate Tree-Ring Web Pages (en)].
• [www.ncdc.noaa.gov/paleo/treering.html The International Tree-Ring Data Bank (en)].
• [lib.ipae.uran.ru/dchrono/ Российские хронологии древесных колец. Банк данных (ru)].
• [library.by/portalus/modules/philosophy/print.php?subaction=showfull&id=1108752734&archive=0213&start_from=&ucat=1& Е. Н. Черных, Н. Б. Черных. Дендрохронология и радиоуглеродное датирование в археологии]
• [hist.asu.ru/metod/arch/t1.html#Part2Par3 Методика отбора проб для радиоуглеродного и дендрохронологического анализа. Учебное пособие]
• [ipae.uran.ru/lab92 Лаборатория дендрохронологии ИЭРиЖ УрО РАН (ru)].
• [www.vologda.ru/~dkatz/ Лаборатория дендрохронологии ООО «Научно-исследовательское бюро» (Вологда) (ru)].
• [evolution.powernet.ru/library/olejniko/olejniko.html#18 Глава о дендрохронологии в книге: А. Н. Олейников. Геологические часы. М., 1987].
• [hbar.phys.msu.ru/gorm/dating/kolchin.htm Дендрохронология Восточной Европы. Колчин Б. А., Черных Н. Б. М., «Наука», 1977]
• [hbar.phys.msu.su/gorm/fomenko/vran.htm Статья по дендрохронологии Новгорода в «Вестнике РАН»]
• [www.sonic.net/bristlecone/biblio.html Библиография по дендрохронологии остистой сосны]
• [www.wood.ru/ru/lonewsid-40412.html В Вологде прошёл семинар «Судебно-ботаническая экспертиза древесины с применением методики дендрохронологий при охране лесов от незаконных рубок»]
• [www.equisetites.de/palbot/climate/dendro.html Link Directory for Tree-Ring Research (Dendrochronology)]