Træringe kunne fastslå datoen for vulkanudbrud i Thera

Charlotte Pearsons øjne scannede en del af det gamle træ i palmestørrelse. De slog sig ned på en ring, der så "usædvanligt let ud, "og hun lavede en note uden at tænke sig om. Tre år senere, og bevæbnet med ny metode og teknologi, hun opdagede, at lysringen kunne markere det år, Thera -vulkanen på den græske ø Santorini brød ud over den gamle minoiske civilisation. Datoen for udbruddet, som er en af ​​de største mennesker, der nogensinde har været vidne til, har været debatteret i årtier.

Pearson, en universitetsassistent i University of Arizona i dendrochronologi og antropologi, er hovedforfatter til et papir, offentliggjort i Procedurer fra National Academy of Sciences , hvor hun og hendes kolleger har brugt en ny hybrid tilgang til at tildele kalenderdatoer til en række træringe, som spænder over den periode, hvor Thera brød ud, til inden for et år efter en kalenderdato. Dette giver dem mulighed for at fremlægge nyt bevis, der kunne understøtte en udbrudstid omkring 1560 f.Kr.

Udfyldning af hullerne

"I hver træring, du har denne tidskapsel, som du kan pakke ud, "Sagde Pearson.

Træer vokser i overensstemmelse med betingelserne i deres lokale miljø. Hvert år, træer producerer et nyt lag med koncentrisk vækst, kaldet en træring, som kan registrere oplysninger om nedbør, temperatur, skovbrande, jordforhold og mere. Træer kan endda registrere solaktivitet, mens den vokser og aftager.

Når en række ringe fra træer i forskellige aldre overlapper og lægges sammen, de kan strække sig over hundreder eller tusinder af år, at give indsigt i tidligere klimaforhold og kontekst for samtidige civilisationer.

"Den længste kronologi i verden strækker sig tilbage 12, 000 år. Men i Middelhavet, problemet er, at vi ikke har en fuld, kontinuerlig rekord går tilbage til Thera's tid, "Pearson sagde." Vi har registreret de sidste 2, 000 år meget godt, men så er der et hul. Vi har træringe fra tidligere perioder, men vi ved ikke præcist, hvilke datoer ringene svarer til. Dette er det, der kaldes en 'flydende kronologi'. "

At udfylde dette hul kan hjælpe med at fastslå Thera -udbrudstidspunktet og male en klimatisk baggrund for de forskellige civilisationer, der opstod og faldt i bronzealderen og jernalderen, der tilsammen strakte sig mellem 5, 000 og 2, 500 år siden.

"Indtil du kan sætte et præcist år på begivenheder på en skala, der giver mening for mennesker - et år - er det ikke helt så kraftfuldt, "Pearson sagde." Denne undersøgelse handler i virkeligheden om at tage (min medforfatter og professor i træringlaboratorium) Peter Kuniholms kronologi, som han har sammensat over 45 års arbejde og datet det på en måde, der ikke var mulig før. Mest vigtigt, det er fast i tiden, ligesom om vi havde fyldt vores træringskel. "

En hybrid tilgang

Siden starten af ​​UArizona Laboratory of Tree-Ring Research i 1937, et sortiment af træringprøver fra hele verden akkumuleret under mindre end ideelle forhold under Arizona Stadium. Men siden afslutningen af ​​universitetets opgraderede Bryant Bannister Tree Ring Building i 2013, kurationsteamet, ledet af Peter Brewer, har flyttet, organisering og bevarelse af prøver til fremtidig forskning.

"Dette er den samling, der grundlagde området inden for træringforskning, og det er langt verdens største, "Brewer sagde." Forskere kommer fra hele verden for at bruge vores samling. "

"Det er bare fyldt med rester af gamle skove og arkæologiske steder, som ikke længere findes, og den indeholder træprøver, der var grundlæggende i væksten af ​​disciplinen dendrochronology, "Sagde Pearson.

Samlingen indeholder tømmer fra Midas Mound Tumulus ved Gordion i Tyrkiet - en kæmpe grav af en mand, der sandsynligvis var Midas 'far eller bedstefar. Fra træ som dette, Kuniholm har i næsten et halvt århundrede bygget en kronologi med træringe fra Middelhavet. Sammen, Kuniholms rekord fra B.C. perioden strækker sig over 2, 000 år, herunder træer, der vokser i vinden af ​​Thera -udbruddet, gør det til nøglen til teamets forskning.

På trods af længden af ​​denne kronologi, det forblev udateret. For at fastgøre det, holdet besluttede at prøve noget nyt.

Når kosmiske stråler fra rummet kommer ind i Jordens atmosfære, neutroner kolliderer med nitrogenatomer for at skabe en radioaktiv version af kulstof, kaldet carbon-14, som breder sig rundt om planeten. Alt andet liv på jorden, herunder træringe, afhente carbon-14, og fordi træringe låser en måling af kulstof-14 væk for hvert år, de vokser, de har mønstre, der viser, hvordan det ændrede sig over tid. Disse mønstre af kulstof-14 i træringe rundt om i verden bør matche.

Pearson og hendes team brugte mønstrene af kulstof-14 fanget i Gordion-træringene til at forankre den flydende kronologi til lignende mønstre fra andre kalenderdaterede træringssekvenser.

"Det er en ny måde at forankre flydende træringskronologier, der gør brug af den årlige præcision af træringe, "Sagde Pearson.

For at validere deres fund, holdet vendte sig til de kalenderdaterede ringe af højhøjde fyrretræer fra vestlige Nordamerika, der levede samtidig med Gordion.

"Når der er store vulkanudbrud, det ar ofte børstehår ved at fryse i vækstsæsonen, skabe en frostring, "sagde anden forfatter Matthew Salzer, forsker ved træringlaboratoriet. "Derefter sammenlignede vi frostringernes datoer med det, der foregik i Middelhavstræerne, som reagerer på vulkaner ved at vokse bredere ringe. Og det virkede. Det viste, at de brede ringe i Middelhavets kronologi opstod i de samme år som frostringene i børstehalskeglen. Vi tog det som en bekræftelse på, at dateringen sandsynligvis var korrekt. "

Holdet tænkte derefter at bruge et nyt stykke teknologi i laboratoriet kaldet røntgenfluorescensmaskinen til at scanne træet for kemiske ændringer.

"Vi scannede hele perioden på tværs, da Thera vides at være sket, "Pearson sagde, "og vi opdagede en meget lille nedbrydning af calcium, lige hvor jeg så denne lysere ring for mange år siden. "

Selvom det er en lille udsving, den er betydelig og forekommer kun på et tidspunkt i årene omkring 1560 f.Kr.

"Vi lagde det i avisen og foreslår foreløbigt, at det er en mulig dato for Thera, "Sagde Pearson.

Noget ændrede kemien i det miljø, hvor træet voksede; syreaflejring fra en vulkan er en mulighed, løbeild er en anden, men fordi datoen tilfældigt falder sammen med andre træringmarkører for et større udbrud, Pearson siger hun, at det er værd at undersøge nærmere.

"Jeg tror, ​​at for at gøre god videnskab skal du undersøge alt og holde et åbent sind, indtil tilstrækkelige data kommer sammen, "Sagde Pearson." Dette er endnu en lille brik i puslespillet. "