การศึกษาอายุของวงปีจากวงปีของต้นไม้


เดนโดรโครโนโลยี (หรือการหาอายุจากวงปีของต้นไม้ ) คือวิธีการทางวิทยาศาสตร์ในการหาอายุจากวงปีของต้นไม้ (เรียกอีกอย่างว่าวงการเจริญเติบโต) ให้ตรงกับปีที่วงปีเหล่านั้นก่อตัวขึ้นในต้นไม้ นอกจากการหาอายุแล้ว วิธีนี้ยังสามารถให้ข้อมูลสำหรับเดนโดร คลิมาโทโลยี ซึ่งเป็นการศึกษาสภาพภูมิอากาศและสภาพบรรยากาศในช่วงเวลาต่างๆ ในประวัติศาสตร์จากเนื้อไม้ของต้นไม้เก่าแก่ เดนโดรโครโนโลยีมาจากภาษากรีกโบราณdendron ( δένδρον ) ซึ่งหมายถึง "ต้นไม้" khronos ( χρόνος ) ซึ่งหมายถึง "เวลา" และ-logia ( -λογία ) ซึ่งหมายถึง "การศึกษา" [ 1 ]
การศึกษาอายุจากวงปีของต้นไม้มีประโยชน์ในการกำหนดอายุที่แม่นยำของตัวอย่าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งตัวอย่างที่ใหม่เกินไปสำหรับการหาอายุด้วยคาร์บอนกัมมันตรังสีซึ่งมักจะให้ช่วงอายุแทนที่จะเป็นวันที่แน่นอน อย่างไรก็ตาม สำหรับวันที่แน่นอนของการตายของต้นไม้ จำเป็นต้องมีตัวอย่างที่สมบูรณ์จนถึงขอบ ซึ่งไม้ที่ตัดแต่งส่วนใหญ่จะไม่มี นอกจากนี้ยังให้ข้อมูลเกี่ยวกับช่วงเวลาของเหตุการณ์และอัตราการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อม (โดยเฉพาะอย่างยิ่งสภาพภูมิอากาศ) และในไม้ที่พบในทางโบราณคดีหรืองานศิลปะและสถาปัตยกรรม เช่นภาพเขียนแผง เก่าๆ นอกจากนี้ยังใช้เป็นตัวตรวจสอบในการหาอายุด้วยคาร์บอนกัมมันตรังสีเพื่อปรับเทียบอายุคาร์บอนกัมมันตรังสี[ 2 ]
การเจริญเติบโตใหม่ในต้นไม้เกิดขึ้นในชั้นเซลล์ใกล้เปลือกไม้ อัตราการเจริญเติบโตของต้นไม้เปลี่ยนแปลงไปตามรูปแบบที่คาดการณ์ได้ตลอดทั้งปีเพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศตามฤดูกาล ส่งผลให้เกิดวงปีที่มองเห็นได้ วงปีแต่ละวงแสดงถึงวัฏจักรของฤดูกาล ที่สมบูรณ์ หรือหนึ่งปี ในช่วงชีวิตของต้นไม้[ 2 ]ณ ปี 2023 มีข้อมูลวงปีของต้นไม้ที่ระบุอายุได้อย่างแม่นยำสำหรับประเทศเยอรมนี โบฮีเมีย และไอร์แลนด์ ย้อนหลังไปได้ถึง 13,910 ปี[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]วิธีการใหม่นี้ใช้การวัดความแปรผันของไอโซโทปออกซิเจนในแต่ละวงปี และ 'การหาอายุวงปีจากไอโซโทป' นี้สามารถให้ผลลัพธ์กับตัวอย่างที่ไม่เหมาะสมสำหรับการหาอายุวงปีแบบดั้งเดิม เนื่องจากมีวงปีน้อยเกินไปหรือคล้ายคลึงกันเกินไป[ 6 ]บางภูมิภาคมี "ลำดับที่ลอยตัว" ซึ่งมีช่องว่าง หมายความว่าช่วงเวลาก่อนหน้านี้สามารถระบุอายุได้โดยประมาณเท่านั้น ณ ปี 2024 มีเพียงสามพื้นที่เท่านั้นที่มีลำดับต่อเนื่องย้อนกลับไปถึงยุคก่อนประวัติศาสตร์ ได้แก่ เชิงเขาของเทือกเขาแอลป์ตอนเหนือทางตะวันตกเฉียงใต้ของสหรัฐอเมริกา และหมู่เกาะอังกฤษเหตุการณ์มิยาเกะซึ่งเป็นการพุ่งขึ้นอย่างมากของรังสีคอสมิกในวันที่ทราบ สามารถมองเห็นได้ในวงปีของต้นไม้และสามารถกำหนดอายุของลำดับที่ลอยตัวได้[ 7 ]
ประวัติศาสตร์
นักพฤกษศาสตร์ชาวกรีกชื่อธีโอฟราสตัส (ประมาณ 371 – ประมาณ 287 ปีก่อนคริสตกาล) เป็นคนแรกที่กล่าวถึงว่าเนื้อไม้ของต้นไม้มีวงปี[ 8 ] [ 9 ]ในหนังสือTrattato della Pittura (ตำราว่าด้วยการวาดภาพ) ปี 1651 เลโอนาร์โด ดา วินชี (1452–1519) เป็นคนแรกที่กล่าวถึงว่าต้นไม้สร้างวงปีทุกปี และความหนาของวงปีนั้นขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมที่ต้นไม้เติบโต[ 10 ]ในปี 1737 นักวิจัยชาวฝรั่งเศสอองรี-หลุยส์ ดูฮาเมล ดู มงโซและจอร์จส์-หลุยส์ เลอแคลร์ เดอ บัฟฟองได้ตรวจสอบผลกระทบของสภาพการเจริญเติบโตต่อรูปร่างของวงปีต้นไม้[ 11 ]พวกเขาพบว่าในปี 1709 ฤดูหนาวที่รุนแรงทำให้เกิดวงปีต้นไม้ที่มีสีเข้มอย่างเห็นได้ชัด ซึ่งใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับนักธรรมชาติวิทยาชาวยุโรปในเวลาต่อมา[ 12 ]ในสหรัฐอเมริกาอเล็กซานเดอร์ แคทลิน ทไวนิง (1801–1884) เสนอในปี 1833 ว่ารูปแบบในวงปีของต้นไม้สามารถใช้ในการประสานวงปีของต้นไม้ต่างๆ และด้วยเหตุนี้จึงสามารถสร้างสภาพภูมิอากาศในอดีตขึ้นใหม่ได้ทั่วทั้งภูมิภาค[ 13 ]ชาร์ลส์ แบ็บเบจนักปราชญ์ชาวอังกฤษเสนอให้ใช้วงปีของต้นไม้เพื่อกำหนดอายุของซากต้นไม้ในบึงพีทหรือแม้แต่ในชั้นหินทางธรณีวิทยา (1835, 1838) [ 14 ]
ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่สิบเก้า การศึกษาทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับวงปีของต้นไม้และการประยุกต์ใช้ศาสตร์การหาอายุจากวงปีของต้นไม้ได้เริ่มต้นขึ้น ในปี 1859 Jacob Kuechler ชาวเยอรมัน-อเมริกัน (1823–1893) ได้ใช้การหาอายุจากวงปีเพื่อตรวจสอบต้นโอ๊ก ( Quercus stellata ) เพื่อศึกษาบันทึกสภาพภูมิอากาศในเท็กซัสตะวันตก[ 15 ] ในปี 1866 Julius Theodor Christian Ratzeburgนักพฤกษศาสตร์ นักกีฏวิทยา และนักป่าไม้ชาวเยอรมัน(1801–1871) ได้สังเกตผลกระทบของการร่วงของใบไม้ที่เกิดจากการระบาดของแมลงต่อวงปี ของต้นไม้ [ 16 ]ภายในปี 1882 การสังเกตนี้ได้ปรากฏอยู่ในตำราป่าไม้ แล้ว [ 17 ] ในช่วงทศวรรษที่ 1870 Jacobus Kapteynนักดาราศาสตร์ชาวดัตช์(1851–1922) ได้ใช้การหาอายุจากวงปีเพื่อสร้างสภาพภูมิอากาศของเนเธอร์แลนด์และเยอรมนีขึ้นใหม่[ 18 ]ในปี พ.ศ. 2424 นักป่าไม้ชาวสวิส-ออสเตรียชื่อ Arthur von Seckendorff -Gudent (1845–1886) ได้ใช้การหาอายุโดยการไขว้[ 19 ]ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2402 ถึง พ.ศ. 2444 Robert Hartig (1839–1901) ศาสตราจารย์ชาวเยอรมันด้านพยาธิวิทยาป่าไม้ ได้เขียนบทความหลายชุดเกี่ยวกับกายวิภาคศาสตร์และนิเวศวิทยาของวงปีต้นไม้[ 20 ]ในปี พ.ศ. 2435 นักฟิสิกส์ชาวรัสเซียชื่อ Fedor Nikiforovich Shvedov (1841–1905) ได้เขียนว่าเขาได้ใช้รูปแบบที่พบในวงปีต้นไม้เพื่อทำนายภัยแล้งในปี พ.ศ. 2425 และ พ.ศ. 2434 [ 21 ]
ในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 20 นักดาราศาสตร์เอ.อี. ดักลาสได้ก่อตั้งห้องปฏิบัติการวิจัยวงปีต้นไม้ขึ้นที่มหาวิทยาลัยแอริโซนาดักลาสต้องการทำความเข้าใจวัฏจักรของกิจกรรมจุดบนดวงอาทิตย์ ให้ดียิ่งขึ้น และให้เหตุผลว่าการเปลี่ยนแปลงของกิจกรรมบนดวงอาทิตย์จะส่งผลกระทบต่อรูปแบบสภาพภูมิอากาศบนโลก ซึ่งจะถูกบันทึกไว้ในรูปแบบการเติบโตของวงปีต้นไม้ ( เช่น จุดบนดวง อาทิตย์ → สภาพภูมิอากาศ → วงปีต้นไม้)
วิธีการ

วงปี

การตัดขวางลำต้นของต้นไม้ ใน แนวนอนสามารถเผยให้เห็นวงปีซึ่งเรียกอีกอย่างว่าวงต้นไม้หรือวงปีประจำปีวงปีเกิดจากการเจริญเติบโตใหม่ในแคมเบียมหลอดเลือดซึ่งเป็นชั้นของเซลล์ที่อยู่ใกล้เปลือกไม้ที่นักพฤกษศาสตร์จัดประเภทเป็นเนื้อเยื่อเจริญด้านข้างการเจริญเติบโตในเส้นผ่านศูนย์กลางนี้เรียกว่าการเจริญเติบโตทุติยภูมิ วงปีที่มองเห็นได้เกิดจากการเปลี่ยนแปลงความเร็วในการเจริญเติบโตตามฤดูกาลของปี ดังนั้น ซึ่งมีความสำคัญต่อวิธีการในหัวข้อนี้ วงปีหนึ่งวงโดยทั่วไปจะบ่งบอกถึงการผ่านไปหนึ่งปีในชีวิตของต้นไม้ การลอกเปลือกต้นไม้ในบริเวณใดบริเวณหนึ่งอาจทำให้เกิดการผิดรูปของวงปีเมื่อพืชเจริญเติบโตปกคลุมรอยแผล
วงปีจะมองเห็นได้ชัดเจนยิ่งขึ้นในต้นไม้ที่เติบโตในเขตอบอุ่นซึ่งฤดูกาลจะแตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัด ส่วนด้านในของวงปีจะก่อตัวขึ้นในช่วงต้นฤดูการเจริญเติบโต เมื่อการเจริญเติบโตค่อนข้างรวดเร็ว (ดังนั้นเนื้อไม้จึงมีความหนาแน่นน้อยกว่า) และเรียกว่า "เนื้อไม้ต้นฤดู" (หรือ "เนื้อไม้ฤดูใบไม้ผลิ" หรือ "เนื้อไม้ปลายฤดูใบไม้ผลิ" [ 22 ] ) ส่วนด้านนอกคือ "เนื้อไม้ปลายฤดู" (บางครั้งเรียกว่า "เนื้อไม้ฤดูร้อน" ซึ่งมักจะเกิดขึ้นในฤดูร้อน แม้ว่าบางครั้งจะเกิดขึ้นในฤดูใบไม้ร่วง) และมีความหนาแน่นมากกว่า[ 23 ]

ต้นไม้หลายชนิดในเขตภูมิอากาศอบอุ่นจะสร้างวงปีเพียงวงเดียวในแต่ละปี โดยวงปีที่ใหม่ที่สุดจะอยู่ติดกับเปลือกไม้ ดังนั้น ตลอดช่วงชีวิตของต้นไม้ จะมีการบันทึกหรือรูปแบบวงปีสะสมขึ้นมา ซึ่งสะท้อนถึงอายุของต้นไม้และสภาพภูมิอากาศที่ต้นไม้เติบโต ความชื้นที่เพียงพอและฤดูปลูกที่ยาวนานจะทำให้วงปีมีความกว้าง ในขณะที่ปีที่แห้งแล้งอาจทำให้วงปีแคบมาก
การอ่านลำดับเวลาของวงปีต้นไม้โดยตรงเป็นวิทยาศาสตร์ที่ซับซ้อนด้วยเหตุผลหลายประการ ประการแรก ตรงกันข้ามกับแบบแผนที่มีวงปีเดียวต่อปี สภาพแวดล้อมที่ไม่ดีและเอื้ออำนวยสลับกัน เช่น ภัยแล้งในช่วงกลางฤดูร้อน อาจส่งผลให้เกิดวงปีหลายวงในหนึ่งปี นอกจากนี้ ต้นไม้บางชนิดอาจมี "วงปีที่หายไป" และสิ่งนี้มีอิทธิพลต่อการเลือกต้นไม้สำหรับการศึกษาในช่วงเวลาที่ยาวนาน ตัวอย่างเช่น วงปีที่หายไปนั้นหายากใน ต้น โอ๊กและต้นเอล์ม[ 24 ]
สิ่งสำคัญในทางวิทยาศาสตร์คือ ต้นไม้จากภูมิภาคเดียวกันมักจะมีรูปแบบความกว้างของวงปีที่คล้ายคลึงกันในช่วงเวลาการศึกษาทางลำดับเวลาที่กำหนด นักวิจัยสามารถเปรียบเทียบและจับคู่รูปแบบเหล่านี้ได้แบบวงปีต่อวงปีกับรูปแบบจากต้นไม้ที่เติบโตในเวลาเดียวกันในเขตภูมิศาสตร์เดียวกัน (และดังนั้นจึงอยู่ภายใต้สภาพภูมิอากาศที่คล้ายคลึงกัน) เมื่อสามารถจับคู่รูปแบบวงปีของต้นไม้เหล่านี้ในต้นไม้ที่ต่อเนื่องกันในสถานที่เดียวกันในลักษณะที่ซ้อนทับกันได้ ก็สามารถสร้างลำดับเวลาขึ้นได้ ทั้งสำหรับภูมิภาคทางภูมิศาสตร์ทั้งหมดและสำหรับภูมิภาคย่อย นอกจากนี้ ไม้จากโครงสร้างโบราณที่มีลำดับเวลาที่ทราบแล้วสามารถจับคู่กับข้อมูลวงปีของต้นไม้ได้ (เทคนิคที่เรียกว่า 'การหาอายุแบบไขว้') และสามารถกำหนดอายุของไม้ได้อย่างแม่นยำ นักวิทยาศาสตร์ด้านลำดับเวลาของต้นไม้ในอดีตทำการหาอายุแบบไขว้โดยการตรวจสอบด้วยสายตา แต่ในปัจจุบัน พวกเขาได้ใช้คอมพิวเตอร์ในการทำงานนี้ โดยใช้เทคนิคทางสถิติในการประเมินการจับคู่ เพื่อขจัดความแปรปรวนเฉพาะบุคคลในการเติบโตของวงปีต้นไม้ นักพฤกษศาสตร์ที่ใช้หลักการหาอายุจากวงปีต้นไม้จะนำค่าเฉลี่ยที่ปรับให้เรียบของความกว้างของวงปีต้นไม้จากตัวอย่างต้นไม้หลายๆ ต้นมาสร้างเป็น "ประวัติวงปี" ซึ่งกระบวนการนี้เรียกว่าการจำลองแบบ ประวัติวงปีต้นไม้ที่ไม่ทราบวันเริ่มต้นและวันสิ้นสุดเรียกว่า "ลำดับเวลาแบบลอยตัว" สามารถกำหนดจุดอ้างอิงได้โดยการจับคู่ส่วนหนึ่งกับลำดับเวลาอื่น (ประวัติวงปีต้นไม้) ที่ทราบวันที่
ลำดับเวลาที่มีจุดยึดและจับคู่กันอย่างสมบูรณ์สำหรับต้นโอ๊กและต้นสนในยุโรปกลางย้อนกลับไปได้ 12,460 ปี[ 25 ]และลำดับเวลาของต้นโอ๊กย้อนกลับไปได้ 7,506 ปีในโบฮีเมีย 7,429 ปีในไอร์แลนด์ และ 6,939 ปีในอังกฤษ[ 3 ] [ 26 ] การเปรียบเทียบอายุคาร์บอนกัมมันตรังสีและอายุจากวงปีของต้นไม้สนับสนุนความสอดคล้องของลำดับวงปีของต้นไม้สองลำดับที่เป็นอิสระนี้[ 27 ]ลำดับเวลาที่มีจุดยึดอย่างสมบูรณ์อีกชุดหนึ่งที่ย้อนกลับไปได้ 8,500 ปีมีอยู่สำหรับต้นสนบริสเติลโคนในภาคตะวันตกเฉียงใต้ของสหรัฐอเมริกา ( เทือกเขาไวท์ของแคลิฟอร์เนีย) [ 28 ]
สมการทางธรณีวิทยาของวงปีต้นไม้


สมการเดนโดรโครโนโลยีได้กำหนดกฎการเติบโตของวงปีต้นไม้ สมการนี้เสนอโดยนักชีวฟิสิกส์ชาวรัสเซีย Alexandr N. Tetearing ในงานของเขาเรื่อง "ทฤษฎีประชากร" [ 29 ]ในรูปแบบ:
โดยที่ ΔL คือความกว้างของวงปีtคือเวลา (เป็นปี) ρคือความหนาแน่นของเนื้อไม้kvคือสัมประสิทธิ์บางอย่าง และM ( t ) คือฟังก์ชันของ เจริญเติบโตของมวลของต้นไม้
หากไม่คำนึงถึงการแกว่งตัวแบบไซน์ตามธรรมชาติของมวลต้นไม้ สูตรสำหรับการเปลี่ยนแปลงความกว้างของวงปีจะเป็นดังนี้:
โดยที่c , c และc เป็นสัมประสิทธิ์บางค่า และa และa เป็นค่าคงที่บวก
สูตรนี้มีประโยชน์สำหรับการประมาณค่าข้อมูลตัวอย่างที่ถูกต้องก่อน ขั้นตอน การปรับค่าข้อมูลให้เป็นมาตรฐานรูปแบบทั่วไปของฟังก์ชัน Δ L ( t ) ของการเติบโตประจำปีของวงปีไม้แสดงอยู่ในรูปภาพ
การสุ่มตัวอย่างและการหาอายุ
การศึกษาลำดับอายุจากวงปีของต้นไม้ช่วยให้สามารถกำหนดอายุของตัวอย่างวัสดุที่เคยมีชีวิตได้อย่างแม่นยำถึงปีที่กำหนด[ 30 ] โดย ทั่วไปแล้ว วันที่จะแสดงเป็นปีปฏิทินโดยประมาณBPซึ่งย่อมาจาก before present โดยที่ "ปัจจุบัน" หมายถึง 1 มกราคม พ.ศ. 2493 [ 30 ]
ตัวอย่างแก่นไม้จะถูกสุ่มตัวอย่าง (มักใช้เครื่องเจาะเพิ่มขนาด ) และใช้ในการวัดความกว้างของวงปี โดยการเก็บตัวอย่างจากสถานที่ต่างๆ ภายในภูมิภาคเดียวกัน นักวิจัยสามารถสร้างลำดับเหตุการณ์ทางประวัติศาสตร์ที่ครอบคลุมได้ เทคนิคการศึกษาอายุของวงปีจากวงปีของต้นไม้จะมีความสม่ำเสมอมากกว่าในพื้นที่ที่ต้นไม้เติบโตในสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวย เช่น ความแห้งแล้งหรือกึ่งแห้งแล้ง ซึ่งการเติบโตของวงปีมีความไวต่อสภาพแวดล้อมมากกว่า เมื่อเทียบกับพื้นที่ชื้นซึ่งการเติบโตของวงปีมีความสม่ำเสมอมากกว่า (ไม่เปลี่ยนแปลง) นอกจากนี้ ต้นไม้บางสกุลก็เหมาะสมกว่าสกุลอื่นๆ สำหรับการวิเคราะห์ประเภทนี้ ตัวอย่างเช่นต้นสนบริสเติลโคนมีอายุยืนยาวเป็นพิเศษและเติบโตช้า และถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางสำหรับการศึกษาอายุของวงปี ตัวอย่างที่ยังมีชีวิตอยู่และที่ตายแล้วของสายพันธุ์นี้ให้รูปแบบวงปีของต้นไม้ที่ย้อนกลับไปได้หลายพันปี ในบางภูมิภาคมากกว่า 10,000 ปี[ 31 ]ปัจจุบัน ช่วงเวลาสูงสุดสำหรับการศึกษาอายุของวงปีที่มีจุดอ้างอิงครบถ้วนคือมากกว่า 11,000 ปี ก่อนปัจจุบัน
IntCal20 คือ "เส้นโค้งการสอบเทียบอายุคาร์บอนกัมมันตรังสี" ปี 2020 ซึ่งให้ ลำดับ อายุคาร์บอน 14 ที่สอบ เทียบแล้วย้อนหลังไป 55,000 ปี ส่วนที่ใหม่ที่สุดซึ่งย้อนหลังไป 13,900 ปีนั้นอิงตามวงปีของต้นไม้[ 32 ]
ลำดับอ้างอิง
ลำดับเหตุการณ์ของยุโรปที่ได้มาจากโครงสร้างไม้ในตอนแรกพบว่าเป็นการยากที่จะเชื่อมช่องว่างในศตวรรษที่สิบสี่เมื่อมีการหยุดชะงักของการก่อสร้าง ซึ่งตรงกับ ช่วง ที่มีโรคระบาดกาฬโรค [ 33 ] อย่างไรก็ตามมีลำดับเหตุการณ์ที่ไม่ขาดตอนซึ่งย้อนกลับไปถึงยุคก่อนประวัติศาสตร์ ตัวอย่างเช่น ลำดับเหตุการณ์ของเดนมาร์กที่ย้อนกลับไปถึง 352 ปีก่อนคริสตกาล[ 34 ]
เมื่อพิจารณาตัวอย่างไม้ การเปลี่ยนแปลงของวงปีไม่เพียงแต่ช่วยระบุปีที่ผลิตได้เท่านั้น แต่ยังสามารถระบุสถานที่ได้ด้วย เนื่องจากสภาพภูมิอากาศแตกต่างกันไปในแต่ละพื้นที่ ทำให้สามารถระบุแหล่งที่มาของเรือ รวมถึงสิ่งประดิษฐ์ขนาดเล็กที่ทำจากไม้ซึ่งถูกขนส่งเป็นระยะทางไกล เช่น แผ่นไม้สำหรับวาดภาพและไม้สำหรับต่อเรือได้
กิจกรรมของมิยาเกะ
เหตุการณ์มิยาเกะเช่น เหตุการณ์ในปี 774–775และ993–994สามารถให้จุดอ้างอิงคงที่ในลำดับเวลาที่ไม่ทราบแน่ชัด เนื่องจากเกิดจากรังสีคอสมิก[ 35 ]เนื่องจากปรากฏเป็นยอดแหลมของคาร์บอน 14ในวงปีของต้นไม้ในปีนั้นทั่วโลก จึงสามารถใช้ในการกำหนดอายุเหตุการณ์ทางประวัติศาสตร์เป็นปีได้[ 36 ]ตัวอย่างเช่น บ้านไม้ใน แหล่ง โบราณสถานไวกิ้งที่L'Anse aux Meadowsในนิวฟาวนด์แลนด์ ถูกกำหนดอายุโดยการค้นหาชั้นที่มียอดแหลมในปี 993 ซึ่งแสดงให้เห็นว่าไม้มาจากต้นไม้ที่ถูกตัดในปี 1021 [ 37 ]นักวิจัยที่มหาวิทยาลัยเบิร์นได้ให้การกำหนดอายุที่แน่นอนของลำดับที่ลอยตัวในแหล่ง ที่อยู่อาศัย ยุคหินใหม่ทางตอนเหนือของกรีซโดยเชื่อมโยงกับยอดแหลมของคาร์บอนกัมมันตรังสีคอสมิกในปี 5259 ก่อนคริสต์ศักราช[ 7 ] [ 35 ]
วงแหวนน้ำค้างแข็ง
วงแหวนน้ำค้างแข็งเป็นคำที่ใช้เพื่อระบุชั้นของเทรคีด ที่ผิดรูป และยุบตัว รวมถึง เซลล์ พาเรนไคมา ที่ได้รับบาดเจ็บ ในการวิเคราะห์วงปีของต้นไม้ วงแหวนเหล่านี้เกิดขึ้นเมื่ออุณหภูมิอากาศลดลงต่ำกว่าจุดเยือกแข็งในช่วงที่มี กิจกรรม ของแคมเบียมสามารถใช้ในวิชาลำดับเวลาของต้นไม้เพื่อระบุปีที่หนาวเย็นกว่าปกติได้[ 38 ]
แอปพลิเคชัน
การสอบเทียบการหาอายุด้วยคาร์บอนกัมมันตรังสี
วันที่จากวงปีของต้นไม้สามารถใช้เป็นการสอบเทียบและตรวจสอบการหาอายุด้วยคาร์บอนกัมมันตรังสีได้[ 30 ]สามารถทำได้โดยการตรวจสอบวันที่คาร์บอนกัมมันตรังสีกับลำดับหลักที่ยาว โดยใช้ต้นสนบริสเติลโคนแคลิฟอร์เนียในแอริโซนาเพื่อพัฒนาวิธีการสอบเทียบนี้ เนื่องจากอายุยืนยาวของต้นไม้ (นานถึงประมาณ 4900 ปี) บวกกับการใช้ตัวอย่างที่ตายแล้ว หมายความว่าสามารถพัฒนาลำดับวงปีของต้นไม้ที่ยาวและต่อเนื่องได้ (ย้อนกลับไปถึงประมาณ6700 ปีก่อนคริสตกาล ) การศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับต้นโอ๊กในยุโรป เช่น ลำดับหลักในเยอรมนีที่ย้อนกลับไปถึงประมาณ8500 ปีก่อนคริสตกาลยังสามารถใช้เพื่อสนับสนุนและสอบเทียบวันที่คาร์บอนกัมมันตรังสีเพิ่มเติมได้อีกด้วย[ 39 ]
ภูมิอากาศวิทยา
เดนโดรคลิแมโทโลยีคือวิทยาศาสตร์ในการกำหนดสภาพภูมิอากาศ ในอดีต จากต้นไม้โดยอาศัยคุณสมบัติของวงปีเป็นหลัก[ 40 ]คุณสมบัติอื่นๆ ของวงปี เช่น ความหนาแน่น ของเนื้อไม้ส่วนปลาย สูงสุด (MXD) ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นตัวแทนที่ดีกว่าความกว้างของวงปีเพียงอย่างเดียว นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้วงปีเพื่อประมาณสภาพภูมิอากาศในท้องถิ่นต่างๆ เป็นเวลาหลายร้อยถึงหลายพันปีก่อน[ 41 ] [ 42 ]
ประวัติศาสตร์ศิลปะ
การหาอายุจากวงปีของต้นไม้มีความสำคัญต่อนักประวัติศาสตร์ศิลปะในการหาอายุของภาพวาดบนแผ่นไม้อย่างไรก็ตาม ต่างจากการวิเคราะห์ตัวอย่างจากอาคารซึ่งโดยทั่วไปจะส่งไปยังห้องปฏิบัติการ ฐานรองไม้สำหรับภาพวาดมักจะต้องวัดในแผนกอนุรักษ์ของพิพิธภัณฑ์ ซึ่งทำให้เทคนิคที่สามารถนำมาใช้มีข้อจำกัด[ 43 ]
นอกจากการหาอายุแล้ว การวิเคราะห์วงปีของไม้ยังสามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับแหล่งที่มาของแผงไม้ได้อีกด้วยภาพวาดของชาวเนเธอร์แลนด์ยุคต้น จำนวนมาก ถูกพบว่าวาดบนแผงไม้ "ไม้โอ๊กบอลติก" ที่ขนส่งมาจาก ภูมิภาค วิสตูลาผ่านท่าเรือของสันนิบาตฮันเซอ แผงไม้โอ๊กถูกใช้ในหลายประเทศทางเหนือ เช่นอังกฤษฝรั่งเศสและเยอรมนีจิตรกรชาวเนเธอร์แลนด์ไม่ค่อยใช้ไม้ชนิดอื่นนอกจากไม้โอ๊กในการรองรับภาพวาด[ 44 ]

เนื่องจากมีการใช้แผ่นไม้ที่ผ่านการอบแห้ง จึงต้องเผื่อเวลาหลายปีที่ไม่แน่นอนสำหรับการอบแห้งเมื่อประเมินอายุ[ 45 ]แผ่นไม้จะถูกตัดวงแหวนด้านนอกออก และบ่อยครั้งที่แต่ละแผ่นจะใช้เพียงส่วนเล็ก ๆ ของรัศมีของลำต้นเท่านั้น ด้วยเหตุนี้ การศึกษาการกำหนดอายุจึงมักส่งผลให้ได้ วันที่ แบบ terminus post quem (เร็วที่สุดที่เป็นไปได้) และวันที่โดยประมาณสำหรับการมาถึงของแผ่นไม้ดิบที่ผ่านการอบแห้งโดยใช้สมมติฐานเกี่ยวกับปัจจัยเหล่านี้[ 46 ]จากผลของการสร้างลำดับจำนวนมาก ทำให้สามารถกำหนดอายุภาพวาด 85–90% จาก 250 ภาพในศตวรรษที่สิบสี่ถึงสิบเจ็ดที่วิเคราะห์ระหว่างปี 1971 ถึง 1982 ได้[ 47 ]ปัจจุบันมีการวิเคราะห์จำนวนมากขึ้นมาก
ภาพเหมือนของแมรี ราชินีแห่งสกอตแลนด์ในหอศิลป์ภาพเหมือนแห่งชาติ ลอนดอนเชื่อกันว่าเป็นภาพลอกเลียนแบบในศตวรรษที่ 18 อย่างไรก็ตาม การวิเคราะห์อายุไม้เผยให้เห็นว่าเนื้อไม้มีอายุตั้งแต่ครึ่งหลังของศตวรรษที่ 16 ปัจจุบันถือว่าเป็นภาพวาดต้นฉบับในศตวรรษที่ 16 โดยศิลปินนิรนาม[ 48 ]
ในทางกลับกัน มีการใช้ศาสตร์การหาอายุจากวงปีของไม้กับภาพวาดสี่ภาพที่แสดงถึงเรื่องเดียวกัน คือพระเยซูทรงขับไล่พวกปล่อยเงินกู้จากพระวิหารผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าอายุของไม้ช้าเกินไปที่จะเป็นภาพวาดของฮีโรนีมัส บอช[ 49 ]
แม้ว่าการหาอายุจากวงปีของไม้โอ๊คจะกลายเป็นเครื่องมือสำคัญในการหาอายุแผ่นไม้โอ๊ค แต่ก็ไม่มีประสิทธิภาพในการหาอายุ แผ่น ไม้ป็อปลาร์ที่จิตรกรชาวอิตาลีมักใช้ เนื่องจากวงปีของไม้ป็อปลาร์ไม่สม่ำเสมอ[ 50 ]
ในศตวรรษที่สิบหก มีการค่อยๆ เปลี่ยนจากแผ่นไม้เป็นผ้าใบเพื่อใช้เป็นวัสดุรองรับภาพวาด ซึ่งหมายความว่าเทคนิคนี้ไม่ค่อยถูกนำมาใช้กับภาพวาดในยุคหลัง[ 51 ]นอกจากนี้ ภาพวาดบนแผ่นไม้จำนวนมากยังถูกถ่ายโอนไปยังผ้าใบหรือวัสดุรองรับอื่นๆในช่วงศตวรรษที่สิบเก้าและยี่สิบ
โบราณคดี
การกำหนดอายุของอาคารที่มีโครงสร้างและส่วนประกอบเป็นไม้ก็ทำได้โดยใช้หลักเดนโดรโครโนโลยีเช่นกัน โดย เดนโดรอาร์คีโอโลยีเป็นคำที่ใช้เรียกการประยุกต์ใช้เดนโดรโครโนโลยีในทางโบราณคดี แม้ว่านักโบราณคดีจะสามารถกำหนดอายุของไม้และช่วงเวลาที่ตัดได้ แต่การกำหนดอายุของอาคารหรือโครงสร้างที่ใช้ไม้นั้นอาจทำได้ยากอย่างแน่นอน เพราะไม้เหล่านั้นอาจถูกนำกลับมาใช้ใหม่จากโครงสร้างเก่า อาจถูกตัดและทิ้งไว้หลายปีก่อนนำมาใช้ หรืออาจถูกนำมาใช้เพื่อทดแทนไม้ที่เสียหาย การกำหนดอายุของอาคารโดยใช้เดนโดรโครโนโลยีจึงต้องอาศัยความรู้เกี่ยวกับประวัติศาสตร์ของเทคโนโลยีการก่อสร้าง[ 52 ] อาคารยุคก่อนประวัติศาสตร์หลายรูปแบบใช้ "เสา" ที่เป็นลำต้นของต้นไม้เล็กทั้งต้น ซึ่งส่วนล่างของเสาที่ยังคงอยู่ในดินนั้นสามารถนำมาใช้ในการกำหนดอายุได้อย่างมีประโยชน์เป็นพิเศษ
ตัวอย่าง:
- เส้นทางPost TrackและSweet Track ซึ่ง เป็นเส้นทางไม้โบราณในที่ราบ Somersetประเทศอังกฤษมีอายุย้อนไปถึง 3838 ปีก่อนคริสตกาลและ 3807 ปีก่อนคริสตกาล[ 53 ]
- ป้อมนาแวนในไอร์แลนด์ยุคก่อนประวัติศาสตร์มีโครงสร้างขนาดใหญ่ที่สร้างขึ้นโดยมีเสามากกว่าสองร้อยต้น เสาไม้โอ๊คตรงกลางถูกโค่นลงในปี 95 ก่อนคริสต์ศักราช[ 54 ]
- บ้านแฟร์แบงค์ในเดดแฮม รัฐแมสซาชูเซตส์ แม้ว่าบ้านหลังนี้จะถูกกล่าวอ้างมานานแล้วว่าสร้างขึ้นราวปี ค.ศ. 1640 (และเป็นบ้านโครงไม้ที่เก่าแก่ที่สุดในอเมริกาเหนือ) แต่ตัวอย่างเนื้อไม้ที่ได้จากคานฤดูร้อนยืนยันว่าไม้มาจากต้นโอ๊กที่ถูกตัดในปี ค.ศ. 1637–1638 เนื่องจากในสมัยนั้นไม้ในนิวอิงแลนด์ ไม่ได้ผ่านการผึ่งให้แห้งก่อนนำไปใช้ในการก่อสร้าง ตัวอย่างเพิ่มเติมจากคานอีกอันหนึ่งให้ผลลัพธ์เป็นปี ค.ศ. 1641 ซึ่งยืนยันว่าบ้านหลังนี้เริ่มก่อสร้างในปี ค.ศ. 1638 และแล้วเสร็จหลังจากปี ค.ศ. 1641 [ 55 ]
- ห้องฝังศพของกอร์มผู้เฒ่าซึ่งเสียชีวิตราวปี ค.ศ. 958 [ 56 ]สร้างขึ้นจากไม้ที่โค่นล้มในปี ค.ศ. 958 [ 52 ]
- เมืองเวลิกีโนฟโกรอดซึ่งในช่วงระหว่างศตวรรษที่สิบถึงศตวรรษที่สิบห้า มีการวางแผ่นไม้ปูพื้นหลายชั้นทับถมอยู่บนดินที่สะสมอยู่[ 57 ]
- บ่อน้ำยุคหินใหม่ที่มีผนังบุด้วยไม้โอ๊ค พบใกล้เมืองออสตรอฟประเทศเช็กเกียมีอายุย้อนไปถึง 5,482-5,243 ปีก่อนคริสตกาล[ 3 ] [ 58 ]
แพลตฟอร์มการวัด ซอฟต์แวร์ และรูปแบบข้อมูล
มีรูปแบบไฟล์ที่แตกต่างกันมากมายที่ใช้ในการจัดเก็บข้อมูลความกว้างของวงปีต้นไม้ ความพยายามในการสร้างมาตรฐานเกิดขึ้นจากการพัฒนา TRiDaS [ 59 ] [ 60 ]การพัฒนาเพิ่มเติมนำไปสู่ซอฟต์แวร์ฐานข้อมูล Tellervo [ 61 ]ซึ่งใช้รูปแบบมาตรฐานใหม่ในขณะที่สามารถนำเข้าข้อมูลได้หลายรูปแบบ แอปพลิเคชันบนเดสก์ท็อปสามารถเชื่อมต่อกับอุปกรณ์วัดและทำงานร่วมกับเซิร์ฟเวอร์ฐานข้อมูลที่ติดตั้งแยกต่างหาก[ 62 ]
ลำดับต่อเนื่อง
Bard และคณะเขียนไว้ในปี 2023 ว่า: "ชุดวงปีต้นไม้ที่เก่าแก่ที่สุดเรียกว่าลอยตัว เนื่องจากในขณะที่วงปีที่เป็นส่วนประกอบสามารถนับเพื่อสร้างลำดับเวลาภายในแบบสัมพัทธ์ได้ แต่ไม่สามารถจับคู่กับลำดับเวลาสัมบูรณ์ของโฮโลซีนหลักได้ อย่างไรก็ตาม การวิเคราะห์ 14C ที่ดำเนินการด้วยความละเอียดสูงบนชุดวงปีต้นไม้แบบสัมบูรณ์และลอยตัวที่ทับซ้อนกันทำให้สามารถเชื่อมโยงกันได้เกือบสมบูรณ์ และด้วยเหตุนี้จึงสามารถขยายการสอบเทียบวงปีต้นไม้ประจำปีไปจนถึงประมาณ 13,900 ปีปฏิทินก่อนปัจจุบัน" [ 63 ]
ไทม์ไลน์วงปีของต้นไม้ที่ยาวที่สุดบางส่วน โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ย้อนไปก่อนประมาณ 4000 ปีก่อนคริสตกาล จะเชื่อมต่อกันโดยการเปรียบเทียบความคล้ายคลึงกันของรูปแบบวงปี แทนที่จะซ้อนทับชิ้นไม้จากต้นไม้ที่ต่างกันโดยตรง ในส่วนเหล่านั้นมีตัวอย่างที่ตรงกันเพียงไม่กี่ตัวอย่าง ดังนั้นการเชื่อมต่อจึงไม่แน่นอน[ 64 ] [ 65 ]
ลำดับเหตุการณ์ที่เกี่ยวข้อง
การศึกษาอายุของพืช ล้มลุก (Herbchronology)คือการวิเคราะห์วง ปี (หรือเรียกง่ายๆ ว่าวงปี) ในเนื้อเยื่อไซ เล็มของรากทุติยภูมิ ของพืชล้มลุกหลายปี รูปแบบตามฤดูกาลที่คล้ายกันนี้ยังพบได้ในแกนน้ำแข็งและใน ชั้นตะกอน ( varves ) (ชั้นตะกอนที่สะสมตัวในทะเลสาบ แม่น้ำ หรือพื้นทะเล) รูปแบบการสะสมตัวในแกนน้ำแข็งจะแตกต่างกันไปสำหรับทะเลสาบที่ปกคลุมด้วยน้ำแข็งกับทะเลสาบที่ไม่มีน้ำแข็ง และขึ้นอยู่กับความละเอียดของตะกอนด้วย ส่วนการศึกษาอายุของสาหร่าย(Sclerochronology)คือการศึกษาการสะสมตัว ของ สาหร่าย
กระบองเพชรทรงเสาบางชนิดยังแสดงรูปแบบตามฤดูกาลที่คล้ายคลึงกันในไอโซโทปของคาร์บอนและออกซิเจนในหนามของมัน (อะแคนโทโครโนโลยี ) ซึ่งใช้ในการหาอายุในลักษณะเดียวกับเดนโดรโครโนโลยี และเทคนิคเหล่านี้ใช้ร่วมกับเดนโดรโครโนโลยี เพื่อเติมเต็มช่องว่างและขยายช่วงของข้อมูลตามฤดูกาลที่มีอยู่สำหรับนักโบราณคดีและนักภูมิอากาศวิทยาโบราณ
มีการใช้เทคนิคที่คล้ายกันนี้ในการประเมินอายุของประชากรปลาโดยการวิเคราะห์วงแหวนการเจริญเติบโตในกระดูกหูชั้นในของ ปลา
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- ห้องปฏิบัติการหาอายุจากวงปีต้นไม้แห่งนอตติงแฮม
- ห้องปฏิบัติการวงปีต้นไม้แห่งอ็อกซ์ฟอร์ด
- การศึกษาลำดับอายุของไม้ด้วยวงปีและประวัติศาสตร์ศิลปะของเพดานที่ทาสี (หน่วยงานอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมทางประวัติศาสตร์แห่งสกอตแลนด์, 2017)
- วิดีโอและคำบรรยายเกี่ยวกับรังสีไขกระดูก เนื้อไม้แก่น และวงปีของต้นไม้
- วิดีโอและคำบรรยายเกี่ยวกับวงปีของต้นไม้ – การก่อตัวและจุดประสงค์
- บรรณานุกรมวิทยาเดนโดรโครโนโลยี
- อภิธานศัพท์หลายภาษาของ Dendrochronology
- การทำงานร่วมกันแบบดิจิทัลเพื่อวิทยาเดนโดรโครโนโลจีทางวัฒนธรรม (DCCD)
- ธนาคารข้อมูลวงปีต้นไม้ระหว่างประเทศ
- ห้องปฏิบัติการวิจัยวงปีต้นไม้ มหาวิทยาลัยแอริโซนา
- "วิทยาศาสตร์วงปีต้นไม้"เว็บไซต์ทางวิชาการของศาสตราจารย์ อองรี ดี. กริสซิโน-เมเยอร์ ภาควิชาภูมิศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทนเนสซี และห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์วงปีต้นไม้
- Briand, Christopher H.; Brazer, Susan E.; Harter-Dennis, Jeannine M. (ธันวาคม 2006). "วงปีของต้นไม้และการแก่ตัวของต้นไม้: ข้อถกเถียงในอเมริกาศตวรรษที่ 19". การวิจัยวงปีของต้นไม้62 (2): 51– 65. doi : 10.3959/1536-1098-62.2.51 . hdl : 10150/262645 . S2CID 162884050 .