Trädringar kan fästa ner vulkanutbrottdatum för Thera

Charlotte Pearsons ögon skannade en palmstorlek av gammalt träd. De bosatte sig på en ring som såg ”ovanligt ljus ut” och hon gjorde en anteckning utan att tänka på det. Tre år senare, och beväpnad med ny metodik och teknik, upptäckte hon att ljusringen skulle kunna markera året som Thera vulkanen på den grekiska ön Santorini utbröt över den antika minoiska civilisationen. Datumet för utbrottet, som är en av de största mänskligheten någonsin har bevittnat, har diskuterats i årtionden.

Pearson, en University of Arizona biträdande professor i dendrokronologi och antropologi, är huvudförfattare till ett papper, publicerat i Proceedings of the National Academy of Sciences, där hon och hennes kollegor har använt en ny hybridmetod för att tilldela kalenderdatum till en sekvens av trädringar, som sträcker sig över den period under vilken Thera utbröt, till inom ett år efter ett kalenderdatum. Detta gör det möjligt för dem att presentera nya bevis som kan stödja ett utbrottdatum runt 1560 f. Kr.

fylla luckorna

”i varje trädring har du den här tidskapseln som du kan packa upp”, sa Pearson.

träd växer i enlighet med villkoren för deras lokala miljö. Varje år producerar träd ett nytt lager av koncentrisk tillväxt, kallad en trädring, som kan registrera information om Nederbörd, temperatur, bränder, markförhållanden och mer. Träd kan till och med Registrera solaktivitet när den växer och avtar.när en sekvens av ringar från träd i olika åldrar överlappas och läggs samman kan de sträcka sig över hundratals eller tusentals år, vilket ger insikt om tidigare klimatförhållanden och sammanhang för samtidiga civilisationer.

” den längsta kronologin i världen sträcker sig tillbaka 12 000 år. Men i Medelhavet är problemet att vi inte har en fullständig, kontinuerlig rekord som går tillbaka till Theras tid,” sa Pearson. ”Vi har spelat in de senaste 2000 åren mycket bra, men då finns det ett gap. Vi har trädringar från tidigare perioder, men vi vet inte exakt vilka datum ringarna motsvarar. Detta är vad som kallas en ’flytande kronologi.”att fylla detta gap kan hjälpa till att fastställa Thera-utbrottdatumet och måla en klimatbakgrund för de olika civilisationer som steg och föll under brons-och järnåldern, som tillsammans sträckte sig mellan 5000 och 2500 år sedan.

”tills du kan lägga ett exakt år på händelser på en skala som är meningsfull för människor—ett år—det är inte riktigt lika kraftfullt”, sa Pearson. ”Den här studien handlar verkligen om att ta (min medförfattare och tree ring lab research professor) Peter Kuniholms kronologi som han har satt ihop över 45 års arbete och daterar det på ett sätt som inte är möjligt tidigare. Viktigast är det fixat i tid, precis som om vi hade fyllt vårt trädringgap.”

en hybridmetod

Sedan starten av Uarizona Laboratory of Tree-Ring Research 1937 har ett sortiment av trädringprover från hela världen ackumulerats under mindre än idealiska förhållanden under Arizona Stadium. Men sedan färdigställandet av universitetets uppgraderade Bryant Bannister Tree Ring-byggnad 2013 har curation-teamet, ledt av Peter Brewer, flyttat, organiserat och bevarat prover för framtida forskning.

”det här är samlingen som grundade fältet för trädringforskning, och det är överlägset världens största”, sa Brewer. ”Forskare kommer från hela världen för att använda vår samling.”

”det är bara fullproppat av resterna av forntida skogar och arkeologiska platser, som inte längre existerar, och det innehåller träprover som var grundläggande för tillväxten av dendrokronologins disciplin,” sa Pearson.

samlingen innehåller timmer från Midas Mound Tumulus vid Gordion i Turkiet—en jätte grav av en man som sannolikt var Midas far eller farfar. Från timmer som dessa har Kuniholm byggt en trädringkronologi från Medelhavet i nästan ett halvt sekel. Tillsammans Kuniholms rekord från B. C. perioden sträcker sig över 2000 år, inklusive träd som växer medvind av Thera-utbrottet, vilket gör det till nyckeln till lagets forskning.

trots längden på denna kronologi förblev den odaterad. För att stifta ner det bestämde laget sig för att prova något nytt.när kosmiska strålar från rymden kommer in i jordens atmosfär kolliderar neutroner med kväveatomer för att skapa en radioaktiv version av kol, kallad kol-14, som sprider sig runt planeten. Allt annat liv på jorden, inklusive trädringar, plockar upp kol-14, Och eftersom trädringar låser bort en mätning av kol-14 för varje år som de växer, håller de mönster som visar hur det förändrats över tiden. Dessa mönster av kol – 14 i trädringar runt om i världen borde matcha.Pearson och hennes team använde mönstren av kol – 14 som fångats i Gordion-trädringarna för att förankra den flytande kronologin till liknande mönster från andra kalenderdaterade trädringssekvenser.

” det är ett nytt sätt att förankra flytande trädringkronologier som använder sig av den årliga precisionen hos trädringar,” sa Pearson.

för att validera sina resultat vände laget sig till de kalenderdaterade ringarna av höghöjda bristlecone-tallar från västra Nordamerika som bodde samtidigt som Gordion.

”När det finns stora vulkanutbrott ärr det ofta bristlecone genom att frysa under växtsäsongen och skapa en frostring”, säger andra författaren Matthew Salzer, forskare vid tree ring laboratory. ”Sedan jämförde vi datumen för frostringarna med vad som hände i Medelhavsträden, som svarar på vulkaner genom att odla bredare ringar. Och det fungerade. Det visade att de breda ringarna i Medelhavskronologin inträffade under samma år som frostringarna i bristlecone. Vi tog det som en bekräftelse på att dejting var förmodligen korrekt.”teamet tänkte sedan använda en ny teknik i labbet som kallas Röntgenfluorescensmaskinen för att skanna träet för kemiska förändringar.

”vi skannade hela perioden över när Thera är känd för att ha hänt,” sa Pearson, ” och vi upptäckte en mycket liten utarmning av kalcium, precis där jag såg den här lättare ringen för år sedan.”

även om det är en liten fluktuation, är det signifikant och förekommer endast vid en tidpunkt under åren runt 1560 f.kr.

” vi lägger det i papperet och föreslår preliminärt att det är ett möjligt Datum för Thera”, sa Pearson.

något förändrade kemin i miljön där trädet växte; syraavsättning från en vulkan är en möjlighet, löpeld är en annan, men eftersom datumet råkar sammanfalla med andra trädringmarkörer för ett stort utbrott, säger Pearson att det är värt att utforska ytterligare.

”Jag tror att göra bra vetenskap måste du undersöka allt och hålla ett öppet sinne tills tillräckliga data kommer ihop,” sa Pearson. ”Detta är en annan liten bit av pusslet.”