Los anillos de árboles podrían precisar la fecha de erupción del volcán

Los ojos de Charlotte Pearson escanearon un trozo de árbol antiguo del tamaño de una palma. Se asentaron en un anillo que parecía «inusualmente ligero», y ella hizo una nota sin pensarlo dos veces. Tres años más tarde, y armada con nueva metodología y tecnología, descubrió que el anillo de luz podría marcar el año en que el volcán Thera en la isla griega de Santorini entró en erupción sobre la antigua civilización minoica. La fecha de la erupción, que es una de las más grandes que la humanidad haya presenciado, se ha debatido durante décadas.

Pearson, profesora asistente de dendrocronología y antropología de la Universidad de Arizona, es autora principal de un artículo, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, en el que ella y sus colegas han utilizado un nuevo enfoque híbrido para asignar fechas de calendario a una secuencia de anillos de árboles, que abarca el período durante el cual entró en erupción, hasta dentro de un año de una fecha de calendario. Esto les permite presentar nueva evidencia que podría apoyar una fecha de erupción alrededor de 1560 a. C.

Llenando los huecos

«En cada anillo de árboles, tienes esta cápsula del tiempo que puedes desempacar», dijo Pearson.

los Árboles crecen de acuerdo con las condiciones de su entorno local. Cada año, los árboles producen una nueva capa de crecimiento concéntrico, llamada anillo de árboles, que puede registrar información sobre las precipitaciones, la temperatura, los incendios forestales, las condiciones del suelo y más. Los árboles pueden incluso registrar la actividad solar a medida que aumenta y disminuye.

Cuando una secuencia de anillos de árboles de varias edades se superponen y se suman, pueden abarcar cientos o miles de años, proporcionando información sobre las condiciones climáticas pasadas y el contexto de civilizaciones concurrentes.

«La cronología más larga del mundo se remonta a 12.000 años. Pero en el Mediterráneo, el problema es que no tenemos un récord completo y continuo que se remonta a la época de Thera», dijo Pearson. «Hemos registrado los últimos 2.000 años muy bien, pero luego hay una brecha. Tenemos anillos de árboles de períodos anteriores, pero no sabemos exactamente a qué fechas corresponden los anillos. Esto es lo que se llama una cronología flotante.'»

Llenar este vacío podría ayudar a precisar la fecha de la erupción de Thera y pintar un telón de fondo climático para las diversas civilizaciones que se levantaron y cayeron durante las edades de Bronce y Hierro, que juntas abarcaron entre 5.000 y 2.500 años atrás.

«Hasta que no puedas poner un año exacto en los eventos en una escala que tenga sentido para las personas, un año, no es tan poderoso», dijo Pearson. «Este estudio se trata realmente de tomar (mi coautor y profesor de investigación de laboratorio de anillos de árboles) la cronología de Peter Kuniholm que ha reunido durante 45 años de trabajo y datarlo de una manera que antes no era posible. Lo más importante es que está fijado en el tiempo, como si hubiéramos llenado nuestro hueco en el anillo de los árboles.»

Un Enfoque Híbrido

Desde la creación del Laboratorio de Investigación de Anillos de Árboles de UArizona en 1937, una variedad de muestras de anillos de árboles de todo el mundo se acumularon en condiciones menos que ideales debajo del Estadio de Arizona. Sin embargo, desde la finalización del Edificio del Anillo de Árboles Bryant Bannister mejorado de la universidad en 2013, el equipo de curadores, dirigido por Peter Brewer, ha estado reubicando, organizando y preservando muestras para futuras investigaciones.

«Esta es la colección que fundó el campo de la investigación de anillos de árboles, y es, con mucho, la más grande del mundo», dijo Brewer. «Los investigadores vienen de todas partes para usar nuestra colección.»

«Está lleno de restos de bosques antiguos y sitios arqueológicos, que ya no existen, y contiene muestras de madera que fueron fundamentales en el crecimiento de la disciplina de la dendrocronología», dijo Pearson.

La colección incluye maderas del Túmulo del montículo de Midas en Gordion en Turquía, una tumba gigante de un hombre que probablemente fue el padre o abuelo de Midas. A partir de maderas como estas, Kuniholm ha estado construyendo una cronología de anillos de árboles del Mediterráneo durante casi medio siglo. Juntos, el disco de Kuniholm del B. C. el período abarca más de 2,000 años, incluidos los árboles que crecen a favor del viento de la erupción de Thera, por lo que es clave para la investigación del equipo.

A pesar de la longitud de esta cronología, permaneció sin fecha. Para precisar, el equipo decidió probar algo nuevo.

Cuando los rayos cósmicos del espacio entran en la atmósfera de la Tierra, los neutrones chocan con los átomos de nitrógeno para crear una versión radiactiva de carbono, llamada carbono-14, que se propaga por todo el planeta. Todas las demás formas de vida en la Tierra, incluidos los anillos de árboles, recogen el carbono-14, y debido a que los anillos de árboles bloquean una medida de carbono-14 por cada año que crecen, mantienen patrones que muestran cómo cambió con el tiempo. Estos patrones de carbono-14 en anillos de árboles de todo el mundo deberían coincidir.

Pearson y su equipo utilizaron los patrones de carbono-14 capturados en los anillos de árboles Gordion para anclar la cronología flotante a patrones similares de otras secuencias de anillos de árboles con fecha de calendario.

«Es una nueva forma de anclar cronologías de anillos de árboles flotantes que hace uso de la precisión anual de los anillos de árboles», dijo Pearson.

Para validar sus hallazgos, el equipo recurrió a los anillos con fecha calendario de pinos de pino de cerdas de alta elevación del oeste de América del Norte que vivían al mismo tiempo que el Gordión.

«Cuando hay grandes erupciones volcánicas, a menudo cicatriza la cerda congelándose durante la temporada de crecimiento, creando un anillo de escarcha», dijo el segundo autor Matthew Salzer, científico investigador en el laboratorio de anillos de árboles. «Luego comparamos las fechas de los anillos de escarcha con lo que estaba sucediendo en los árboles mediterráneos, que responden a los volcanes al crecer anillos más anchos. Y funcionó. Mostró que los anillos anchos en la cronología mediterránea ocurrieron en los mismos años que los anillos de escarcha en la cerda. Tomamos eso como confirmación de que la cita era probablemente correcta.»

El equipo entonces pensó en usar una nueva pieza de tecnología en el laboratorio llamada Máquina de fluorescencia de rayos X para escanear la madera en busca de cambios químicos.

«Escaneamos todo el período en el que se sabe que Thera ocurrió», dijo Pearson, » y detectamos un agotamiento muy leve en el calcio, justo donde vi este anillo más ligero hace años.»

Si bien es una ligera fluctuación, es significativa y solo ocurre en un momento en los años alrededor de 1560 a.C.

«Pusimos eso en el documento y sugerimos tentativamente que es una posible fecha para Thera», dijo Pearson.

Algo cambió la química del entorno en el que creció el árbol; la deposición ácida de un volcán es una posibilidad, el incendio forestal es otra, pero debido a que la fecha coincide con otros marcadores de anillos de árboles para una erupción importante, Pearson dice que vale la pena explorarla más.

«Creo que para hacer una buena ciencia tienes que investigar todo y mantener una mente abierta hasta que se reúnan datos suficientes», dijo Pearson. «Esta es otra pequeña pieza del rompecabezas.»