Как можем да определим възрастта на археологическите и някои палеонтологически находки, какви са основните използвани методи и на какви физични принципи и процеси се основават. Това са основните въпроси, на които ще се опитаме да отговорим.
Тази работа на учените може да се сравни с работата на разследващите престъпление, за което няма свидетели, а само улики.
В науката има много неща, които са недостъпни за пряко наблюдение. Това е една от причините за недоверието и съпротивата срещу науката на битово ниво. Днес се увеличава пропастта в знанията между учени и обикновени хора. Затова е необходимо да се полагат големи усилия, така че хората да не остават с впечатлението, че "учените вземат данните си, гледайки от тавана". Разбира се, съмненията са полезни за науката, тя самата ги търси, а всяка теория, за да бъде научна, трябва да е проверяема (фалсифицируема) по принцип. Проблемът е, че ако някой поставя под въпрос методите, описани по-долу, е необходимо да отрече многобройни факти от биологията, физиката, геологията, археологията и химията.
Всички часовници могат да бъдат разделени в две категории:
- отчитащи времето - часовници от типа, с които разполагаме в ежедневието си;
- измерващи периоди време, например времето между някакви нециклични процеси.
Във цикъл от статии ще ви запознаем с различните "часовници", които използва науката. Очарователното на научните методи за датиране е, че те взаимно се допълват и взаимно се проверяват. С помощта на един метод може да се провери коректността на друг и обратното и ако е необходимо да се внесат поправки. Също така тези "часовници" покриват обширен времеви диапазон - около 9 порядъка (всъщност повече, но за целите на историята "по-бързи" часовници са безполезни, мащабите на еволюцията се улавят със седем или осем порядъка)
Дендрохронология
Учените смятат, че голям късмет, ако археологически обект съдържа голям брой дървени предмети. Благодарение на тях е възможно да се определи възрастта на обекта с точност до една година с метода на Дендрохронология.
Дендрохронология е родена на кръстопътя на три науки - география, история и биология. И през 1920 г. за първи път американският учен Андрю Дъглас използва този метод за датиране на индиански селища в югозападната част на САЩ.
Дендрохронологията се основава на природната закономерност, според която, всяка година, дървото увеличава дебелината си с един годишен пръстен. И всяка година тези пръстени са различни.
Как действа този метод?
Годишните пръстени са летопис, един вид дневник или по-скоро годишник, който съдържа информация за това какво се е случило с дървото и около него. Суша, тежки зимни условия, атаки на вредители, пожар, промени в хидрологичния режим на почвата, прибиране на реколтата, неправилна грижа, механично увреждане на ствола - всичко това може да се намери като се чете тази хроника на едно дърво.
Много хора знаят, че за да се определи възрастта на неотдавна отсечено дърво е необходимо да се преброят пръстените на ствола му като се приема външният пръстен за сегашно време. Пръстените отразяват промените в скоростта на растежа през различните сезони - през лятото или зимата, сухия или дъждовния сезон и са особено силно изразени при високи географски ширини, където е по-рязка разликата между сезоните.
В същото време, за да се определи възрастта не е необходимо да се сече дървото. Може да се пробие дупка до средата на дървото и да се вземе проба. Но простото преброяване на пръстените не може да каже в кой век е отсечена някоя греда, а би трябвало да се разгледа характерната шарка (патерна) на пръстените.
Както самите пръстени обозначават годишния цикъл, така някои години са по-лоши от други, защото климатът се променя всяка година - сушавите години забавят темпа на растежа, а дъждовните го ускоряват. Видът на пръстените се повлиява от това дали годината е била студена или топла, а също и събития като пожар, наводнения, лавини или други геоморфоложки събития като изригването на Кракатау например.
В годините с лоши климатични условия дървото произвеждат по-тесни пръстени, отколкото в други години. Шарката (патернът) от широки и тесни пръстени в определен регион, създадена при конкретна последователност от различни години, е характерен отпечатък, който точно маркира годините на формирането на тези пръстени, и е разпознаваем за всяко дърво. Освен това, винаги може да се вземе проба от желания пръстен за радиовъглеродно датиране за допълнителна проверка.
Всичко това е чудесно, но дърветата на повече от 100 години са рядкост.
Как да се създаде справочна скала от пръстени
Годишните дървесни пръстени отразяват "изобилните" и "бедни" години и сравнявайки проби от различни области, може да се изгради единна скала, която ще показва не с вероятност, а абсолютно точно датиране на дървените предмети. Важно е, че това не е статистически метод, като например радиовъглеродния и калий-аргоновия, а "метод на подобието". Ето защо, отговорите, които дава този метод, са директна препратка към определена година.
Всъщност има непрекъсната дендрохронологична скала от порядъка на на 11 500 години.
Разширяване хронология на базата на живи дървета назад във времето чрез "кръстосано датиране". Източник: noaa.gov
С цел да разшири мащаба на датировка в период от време извън границите на живота на едно дърво, се използва "кръстосано датиране". Принципът ѝ се състои е да се свържат заедно последователни поколения дървета, чиито години на живот се припокриват. Търсите шарка на старите пръстени в съвременни дървета и определяте съответствия на шарката сред по-младите пръстени на отдавна мъртви дървета. След това идентифицирате шарката на стари пръстени на тези отдавна мъртви дървета и търсите същата шарка в по-младите пръстени на още по-стари дървета и т.н.
И както въжето може да бъде с дължина от сто метра, а отделните влакна в него да са много по-къси, така използвайки принципа на припокриването със справочни образци, може да се достигне повече от 11 хиляди години назад във времето. Но на практика този метод се използва само за археологически цели.
Възрастта на живи дървета може да се определи без да се отсичат, а като се изваждат такива тънки образци от дърво (Снимка: geo.arizona.edu и medias.obs-mip.fr)
За съжаление, климатът в различни части на Земята е много различен и ако в Канада е топло лятото (и дърветата формират дебели годишни пръстени), в Сибир, същото лято може и да е студено и годишните пръстени да са по-тънки. Ето защо всеки регион има своя дендрохронологична скала.
Специалистите по дендрохронология смятат, че дори въз основа на най-груба методика (когато пръстените са разделени в два класа - на "широки" и "тесни") 10-годишното съвпадение на редуване на пръстените им позволява да идентифицират скалата с вероятност от грешка не повече от 0,1%. Като се вземат предвид ширината на всеки пръстен и с прилагане на методите на математическата статистика вероятността за грешка още повече се снижава. През последните години се използва рентгенов анализ на годишните пръстени, което позволява да се разглежда не само ширината на пръстените, но други параметри (например, дървесната плътност в пръстена). Така дендрохронологичната скала се простира назад в миналото, доколкото достъпният материал позволява да се продължи без прекъсване на последователността.
Дървесните пръстени като обект за изследване на природните процеси с миналото и датирането са важни най-малко за три цели:
- индикатор на времето,
- еталон за създаване на стандартна дендрохронологична скала,
- архив на природните процеси.
Най-ценни образци, които може да послужат за по-точна скала и дават информация за развитието на природни процеси в миналото, са от тези дървета, които имат по-изразени пръстени. Такива свойства имат иглолистните и някои широколистни дървета.
Най-старите живи дървета по света
Най-дълголетните дървета на планетата са от вида Дълговечен бор Pinus longaeva, който расте в Белите планини в източната централна част на щата Калифорния и по склоновете на планината Сиера Невада. Иглолистните дървета растат там на височина над 3000 метра над морското равнище и достигат възраст от няколко хиляди години, Най-старото известно живо дърво е на 5065 години. То няма име, но второто най-старо дърво се казва Матусал, наречено на библейски персонаж, пословичен с дълголетието си. Този дълговечен бор е на 4847 години.
Най-старото дърво в света е Дълговечен бор Pinus longaeva , който расте в Белите планини, Калифорния. Това вековно дърво е 5065 години. То е родено близо 500 години преди построяването на Голямата пирамида в Гиза, която датира от 2560 г. пр.н.е.. Нейният ствол е усукан от вятър, студ и суша - температурата там е около -25 ° C през зимата и пада по-малко от 300 мм дъжд годишно в тази област - и в този суров климат то е издържало в продължение на векове (снимка: Rick Goldwaser).
Едно от най-старите доживели до наши дни дървета, наречено Прометей в планина Уилър, Невада, е било на 4844 години, когато е отсечено през 1964 г. Това е едно от най-печалните събития в историята на дендрохронологията.
Сред дълголетниците са и Гигантските секвои Sequoiadendron giganteum (най-старата е на 3266 г.), които растат във влажни райони на тихоокеанското крайбрежие на Северна Америка. Друго дърво, наречено "Прадядо" (Gran Abuelo) е на 3644 години, Кипарисовидна фицроя Fitzroya cupressoides, която расте в планините Пелада, нац. парк Алерсе Костеро в Чили. Старите дървета винаги са били обект на обожествяване. Такъв е и свещеният фикус (бодхи) Джая шри маха бодхи на 2303 г. в Шри Ланка, който според легендите е издънка от дървото Бодхи, засадено през 228 г. пр.н.е., под което Буда е получил просветлението си.
Като цяло в Европа, обикновено възрастта на дърветата не надвишава 300-400 години.
Най-старите живи дървета в България
В България за най-старо дърво е смятана Байкушевата мура в парка Пирин - на около 1300 г. , но в чирпанското с. Гранитово, т.нар. Гранитовският дъб се предполага, че е на около 1500 годишна възраст.
В София най-възрастното живо дърво е черница на около 650 години, която расте на улица "Искър". Висока е 20 м, а диаметърът ѝ достига 4.1 м. Два летни дъба в столичния квартал "Лозенец" са на 600 (ул. "Златен рог") и 500 години (ул. "Йоан Екзарх").
Байкушевата мура в Пирин е на около 1300 г.
Други системи, осигуряващи точност до една година
Дендрохронологията не е единствената система, която обещава точност до една година. Седиментните слоеве се отлагат в древните водни басейни. Както годишните пръстени, те се променят със сезоните и теоретично и при тях може да се използва същия принцип на "кръстосано датиране", със същата степен на точност. Коралите също имат годишни пръстени като дърветата. Те се използват, за да се определят датите на древните земетресения. Повечето други системи за датиране, които са разположение, включително и всички радиоизотопни методи дават грешка, която е пропорционална на мащаба на измереното време.
Литература
- Ричард Докинз "Най-голямото шоу на Земята"
- Бил Брайсън "Кратка история на почти всичко"
- Paleo Slide Set: Tree Rings: Ancient Chronicles of Environmental Change
- The Science of Tree Rings
Още по темата
Физика
Защо дърветата се чупят при една и съща скорост на вятъра, независимо от размера си?
Животът
Големите открития в областта на биологията през 2015 година
Животът
Допълнителен набор от гени може да е причината за големината на иглолистните дървета
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
3
28.03 2016 в 03:54
2
28.03 2016 в 03:54
20.03 2016 в 23:17
Последни коментари