อ่าน 15 นาที
การศึกษาอายุของวงปีจากวงปีของต้นไม้
เดนโดรโครโนโลยี (หรือ การหาอายุจากวงปีของต้นไม้ ) คือ วิธีการทางวิทยาศาสตร์ ใน การหา อายุจากวงปีของต้นไม้ (เรียกอีกอย่างว่าวงการเจริญเติบโต)...
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 การเจริญเติบโตของมวลของต้นไม้
หากไม่คำนึงถึงการแกว่งตัวแบบไซน์ตามธรรมชาติของมวลต้นไม้ สูตรสำหรับการเปลี่ยนแปลงความกว้างของวงปีจะเป็นดังนี้:
โดยที่c 1 , c 2และc 4เป็นสัมประสิทธิ์บางค่า และa 1และa 2เป็นค่าคงที่บวก
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 (ย้อนกลับไปถึงประมาณ 6700 ปีก่อนคริสตกาล ) การศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับต้นโอ๊กในยุโรป เช่น ลำดับหลักในเยอรมนีที่ย้อนกลับไปถึงประมาณ 8500 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 แต่ก็ไม่มีประสิทธิภาพในการหาอายุแผ่นไม้ป็อปลาร์ที่จิตรกรชาวอิตาลีมักใช้ 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
มีการใช้เทคนิคที่คล้ายกันนี้ในการประเมินอายุของประชากรปลาโดยการวิเคราะห์วงแหวนการเจริญเติบโตในกระดูก หูชั้นในของ ปลา
ดูเพิ่มเติม
- พฤกษศาสตร์
- ธนาคารข้อมูลวงปีต้นไม้ระหว่างประเทศ
- หลังการขุดค้น
- ลำดับเหตุการณ์ของการประทับเวลาทางด้านมาตรวิทยาอายุวงปีของวงปี
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 .
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การศึกษาอายุของวงปีจากวงปีของต้นไม้
เดนโดรโครโนโลยี (หรือ การหาอายุจากวงปีของต้นไม้ ) คือ วิธีการทางวิทยาศาสตร์ ใน การหา อายุจากวงปีของต้นไม้ (เรียกอีกอย่างว่าวงการเจริญเติบโต)...
ประวัติศาสตร์
นักพฤกษศาสตร์ชาวกรีก ชื่อธีโอฟราสตัส (ประมาณ 371 – ประมาณ 287 ปีก่อนคริสตกาล) เป็นคนแรกที่กล่าวถึงว่าเนื้อไม้ของต้นไม้มีวงปี [ 8 ] [ 9 ] ในหนังสือ Trattato della Pittura (ตำราว่าด้วยการวาดภาพ) ปี 1651 เลโอนาร์โด ดา วินชี (1452–1519)...
วิธีการ
สว่าน สำหรับเก็บตัวอย่างเพื่อศึกษาอายุของวงปีและนับวงปี
วงปี
การตัด ขวางลำต้น ของ ต้นไม้ ใน แนว นอนสามารถเผยให้เห็น วงปี ซึ่งเรียกอีกอย่างว่า วงต้นไม้ หรือ วงปีประจำปี วงปีเกิดจากการเจริญเติบโตใหม่ใน แคมเบียมหลอดเลือด ซึ่งเป็นชั้นของเซลล์ที่อยู่ใกล้ เปลือกไม้ ที่นักพฤกษศาสตร์จัดประเภทเป็น เนื้อเยื่อเจริญด้านข้าง...