Dendrochronologie

Dendrochronologie.jpg (Eichenholz)]] Die Dendrochronologie (griech. dendron = Baum, chronos = Zeit, logos = Lehre) ist eine Datierungsmethode der Archäologie, der Kunstwissenschaft und der Dendroökologie, bei der die Jahresringe von Bäumen gezählt werden. Der Begriff Dendrochronologie geht auf den amerikanischen Astronomen Andrew Ellicott Douglass (1867-1962) zurück.

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Geschichte der Dendrochronologie

Jahresringe von Jahren mit guten Wachstumsbedingungen sind breiter als solche von Jahren mit schlechten Lebensbedingungen. Da für alle Bäume einer Art in einem bestimmten Gebiet die Lebensbedingungen annähernd gleich sind, weisen also alle Bäume einer Art dieser Region das gleiche charakteristische Muster von schmalen und breiten Jahresringen auf.

Schon Leonardo da Vinci vermutete, dass die Jahresringe von Bäumen die klimatischen Wachstumsumstände widerspiegeln. Ende des 19. Jahrhunderts soll Arthur Freiherr von Seckendorff-Gudent bereits das Alter von Bäumen mittels Jahresringen ermittelt haben.

Der Begründer der Dendrochronologie, Andrew E. Douglass, wollte anhand der Jahresringe einen Zusammenhang zwischen dem Erdklima und dem 11jährigen Zyklus der Sonnenflecken aufzeigen. Douglass bohrte als erster Bäume an, um mittels der Dicke der Jahresringe der erhaltenen Bohrkerne Informationen über die klimatischen Wachstumsbedingungen zu erhalten. Ganz unproblematisch ist dies jedoch nicht, da noch andere Faktoren beim Zuwachs der Bäume eine Rolle spielen, wie z.B. die Nährstoffzufuhr, die Konkurrenz von Nachbarbäumen, Beschädigungen, Krankheiten und Schädlingsbefall. So ist ihm ein anerkannter Nachweis des Zusammenhangs von Sonnenfleckaktivitäten und Baumringdicke nie gelungen.

Douglass vermaß die Dicke der Jahresringe von langlebigen Bäumen und trug die Werte in ein Diagramm ein. Er erstellte eine Datensammlung, indem er die charakteristischen Abfolgen von extrem schmalen und breiten Jahresringen (so genannten event years oder Ereignisjahren) von verschieden alten, aber sich zeitlich überlappenden Bäumen auf einer Zeitskala zur Deckung brachte. Mittels dieser „Überlappungstechnik“ (Crossdating-Methode) konnte Douglass auch das Alter von abgestorbenen und verbauten Baumproben bestimmen. Im Jahre 1929 gelang ihm damit die Aufstellung einer 1229 Jahre langen Jahrringchronologie die ununterbrochen von der Gegenwart bis ins Jahr 700 n. Chr. zurückreicht. Über diese Chronologie konnte er indianische Wohnstätten datieren, als er die Jahresringmuster der archäologischen Fundhölzer in den älteren Abschnitt seiner Chronologie eintrug.

Ablauf der Analysen

Durch die Überlagerung der Ringmuster vieler Bäume (Crossdating-Methode) entsteht eine gemittelte Baumringabfolge (Jahrringchronologie), die aufgrund der überlappenden Lebenszeiten der Bäume viele Jahrtausende abdecken kann. Bis zur Einführung der elektronischen Datenverarbeitung Mitte des 20. Jahrhunderts war die Ermittlung von zeitgleichen Wachstumsabschnitten verschiedener Bäume und die Erstellung der resultierenden Jahrringchronologien eine zeitraubende Angelegenheit. Die Proben (Baumscheiben oder Bohrkerne) wurden geglättet und mit einem Kontrastmittel (z. B. Kreide) präpariert. Anschließend vermaß man jeden einzelnen Jahrring mit der Lupe. Die gesamten Messwerte wurden als Zeitreihe auf Transparentfolie gezeichnet. Die Zeitreihen aller gemessenen Bäume wurden schließlich auf dem Leuchttisch jahrweise gegeneinander verschoben und auf optische Übereinstimmung hin geprüft. Ein charakteristisches Maß der Übereinstimmung war der Gleichläufigkeitswert (das ist der Prozentsatz der Kurvenintervalle im Überlappungsbereich zweier Kurven, die synchron steigen oder fallen). In der resultierenden Jahrringchronologie treten die gemeinsamen Wachstumsmuster der Bäume stärker hervor, während die individuellen Muster unterdrückt werden. Intervalle, in denen ein hoher Prozentsatz der beteiligten Einzelbäume die gleiche Tendenz (Steigen oder Fallen) aufwies, wurden als Weiserintervalle bezeichnet, denen bei weiteren Vergleichen eine hohe Bedeutung zukam. Mit zunehmender Verfügbarkeit der elektronischen Datenverarbeitung erstellt man diese Vergleiche virtuell im Rechner, wobei inzwischen auch zahlreiche statistische Parameter der Zeitreihenanalyse (etwa der Korrelationskoeffizient) erhoben werden.

Derartige Jahrringchronologien dienen als Referenzmuster zur weiteren Datierung von Baumproben eines Gebiets. Wenn eine Jahrringchronologie Lücken zur Gegenwart aufweist, dann ist nur eine relative Datierung möglich (z. B. Baum A wurde x Jahre früher als Baum B gefällt). Reicht eine Jahrringchronologie jedoch von der Vergangenheit lückenlos bis in die Gegenwart, dann können die Jahresringe einer Baumprobe für diesen Zeitraum absolut und jahrgenau datiert werden. Eine Baumprobe ist undatierbar, wenn sie z. B. keinem Gebiet bzw. keiner Jahrringchronologie zugeordnet werden kann oder wenn sie aus zu wenigen Jahresringen (weniger als ca. 80) besteht.

Wichtige Jahresringtabellen

In einigen Gebieten konnten so für einige Baumarten lückenlose Jahresringtabellen für die letzten 10.000 Jahre erstellt werden (z.B. Die mitteleuropäische Eichenchronologie). Eine fehlerfreie Dendrochronologie erlaubt es, jedem Baumring das Jahr seiner Entstehung zuzuordnen.

Ausmaß der erstellten Kurven:

Hohenheimer Jahrringkalender (2004) lückenlos bis 10.461 v. Chr., jüngeres Dryas
ostmediterrane Kurve (Aegean Dendrochronology Project) bis 1.800 v. Chr., Bronzezeit (Stand 2003)
Belfast (Irland) 5.474 v. Chr. (2006)
Englische Standardkurve bis 5.012 v. Chr. (2006)
Bristlecone-Pines-Chronologie
Sequoiadendron giganteum Chronologie

Für weitere Informationen siehe Artikel Jahresringtabellen.

Anwendungsbeispiele der Dendrochronologie

Spektakuläre Erfolge erreichte die Dendrochronologie inzwischen bei Untersuchungen zur spätmittelalterlichen Tafelmalerei. Die Analysen der Eichentafeln, auf denen etwa Hieronymus Bosch zu malen pflegte, führten zu dem eindeutigen Ergebnis, dass eine ganze Reihe von bislang Bosch zugeschriebenen Werken aus dem Gesamtœuvre ausgeschieden werden mussten. Die Tafeln stammten von Bäumen, die zum Teil erst Jahrzehnte nach Boschs Tod gefällt worden waren.

Dendrochronologisch konnte auch für einen ca. zehnjährigen Zeitraum um das Jahr 540 n. Chr. eine Klimakatastrophe belegt werden (siehe auch Pest unter Justinian I., die sog. Justinianische Plage, und Michael der Syrer). Als Ursache dieser weltweiten atmosphärischen Trübung werden Kometeneinschläge oder Vulkanausbrüche vermutet.

Auch zur zeitlichen Einordnung des beim Bau von Musikinstrumenten (Streich-, Zupf- und Tasteninstrumenten) verwendeten Holzes wird die Dendrochronologie eingesetzt. Neben der genauen Datierung bei bekannten Herstellungsorten kann die Methode in der Umkehrung auch Hinweise auf die Herkunft des Holzes und die Holzverwendung in verschiedenen Werkstätten, wie z.B. der des Geigenbaumeisters Jakobus Stainer, geben.

Dendrochronologie in der Naturwissenschaft

Die Dendrochronologie geht in der Naturwissenschaft weit über die Funktion eines reinen Instruments zur Alterbestimmung von Holz hinaus. So können für die Neuzeit auch anhand der Verknüpfung von Klimadaten mit den Jahrringchronologien Klima-Wachstums-Korrelationen hergeleitet werden, welche die Reaktion der Bäume auf Umwelteinflüsse in Einjahres-Auflösung dokumentieren. Ein Aufgabenfeld dieser Ausrichtung der Dendrochronologie besteht darin, Prognosen für das Wachstum von Bäumen und somit für das Ökosystem Wald bei sich verändernden Klimabedingungen (Klimawandel) zu liefern. Da das individuelle Wachstum von Bäumen aber neben den Klimaeinflüssen von vielen anderen Faktoren wie z.B. Alterstrend, anthropogenen Einflüssen, Konkurrenz, Autokorrelation, Rauschen u.s.w. abhängt, müssen diese so erst herausgerechnet werden. Dafür bedient sich die Dendrochronologie eines umfangreichen Instrumentariums an mathematischen Methoden.

Vor der Zeit der wissenschaftlichen Wettermessungen (ab 1850), aus der kaum zuverlässige Daten zur Verfügung stehen, wird die Dendrochronologie selbst als indirektes Klimaarchiv herangezogen.

Eine Ergänzung zur Dendrochronologie ist die Dendroanalytik, welche die Identifizierung und Quantifizierung von Stoffen wie z.B. Schwermetallen in den Jahrringen ermöglicht.

Auseinandersetzung mit skeptischen gesellschaftlichen Gruppen

Die Dendrochronologie wird von verschiedenen gesellschaftlichen Gruppen aus unterschiedlichen Motiven, aber mit teilweise ähnlichen Argumenten angegriffen. Öffentliche Aufmerksamkeit erreichen hier insbesondere Junge-Erde-Kreationisten und, besonders im deutschsprachigen Raum, Publikationen aus dem Umfeld der sogenannten Chronologiekritik.

Oft verwendeter Angriffspunkt ist z.B. die wechselseitige Bezugnahme zwischen Dendrochronologie und Radiokohlenstoffdatierung, welche aus Sicht der Vertreter dieser Gruppen zu einer gegenseitigen Kalibrierung der beiden Methoden führe. Um die Radiokohlenstoffdatierung zu überprüfen und genauer zu kalibrieren, wurde in der Anfangszeit (um 1950) die Dendrochronologie herangezogen, die zu diesem Zeitpunkt selbst noch in einem relativ frühen Entwicklungsstand steckte und nur wenige amerikanische Zeitreihen bereitstellen konnte. Deshalb und aufgrund weiterer, vorausgesetzter Grundannahmen wird innerhalb dieser Gruppen diskutiert, ob es sowohl bei der einen als auch bei der anderen Methode zu Unstimmigkeiten gekommen sein kann, die sich addiert haben und so in beiden Bestimmungsmethoden für nicht unerhebliche Fehler sorgen könnten.

Dendrochronologen und Vertreter der Radiokarbonmethoden weisen darauf hin, dass schon vor Entwicklung der Radiokarbonmethode mit dem Aufbau sicherer jahrtausenderalter Dendrochronologien begonnen wurde zum Beispiel unter Verwendung der im 19. und frühem 20. Jahrhundert massenhaft gefällten und bis zu über dreitausend Jahre alten RiesenmammutbäumeListe alter Bäume und ihrer Datierung. Zudem sei heute eine Vielzahl von unabhängigen Überprüfungen der Voraussetzungen beider Methoden möglich (Messungen an Sedimentproben, Korallen, Eisbohrkerne, Stalagmiten). Damit sei die Gefahr einer von diesen Gruppen unterstellten "zirkulären" Vorgehensweise ausgeschlossen, weswegen diese und andere vergleichbare Behauptungen aus dem Bereich dieser Gruppen in der Regel als wissenschaftlich unrelevant zurückgewiesen werden.

Siehe auch

Literatur

Zur Methode

M. G. L. Baillie: A Slice through Time. Dendrochronology and precision Dating. London 1995, ISBN 0-7134-7654-0
Fritz H. Schweingruber: Der Jahrring. Standort, Methodik, Zeit und Klima in der Dendrochronologie. Bern und Stuttgart 1983, ISBN 3-258-03120-7

Erweiterung der Kurven

Sturt W. Manning, Bernd Kromer, Peter Ian Kuniholm, Maryanne W. Newton: Confirmation of near-absolute dating of east Mediterranean Bronze-Iron Dendrochronology. Antiquity 77, 2003

Anwendungsbeispiele

Mike Baillie: Exodus to Arthur. Catastrophic Encounters with Comets. London 1999, ISBN 0-7134-8352-0
Peter Klein: Dendrochronological Analysis of Works by Hieronymus Bosch and his Followers. In: Jos Koldeweij/Bernard Vermet (Hrsg.): Hieronymus Bosch. New Insights Into His Life and Work, NAi Publishers, Rotterdam o.J. (2001), ISBN 90-5662-214-5
Micha Beuting: Holzkundliche und dendrochronologische Untersuchungen an Resonanzholz als Beitrag zur Organologie. Kessel-Verlag, Remagen-Oberwinter 2003, ISBN 39-3563-8485
Micha Beuting, Peter Klein: Dendrochronologische Untersuchungen an Streichinstrumenten von Jacob Stainer. In: Seipel, W. (Hrsg.): Jacob Stainer: ...kayserlicher diener und geigenmacher zu Absom. Ausstellungskatalog des Kunsthistorischen Museums Wien, Mailand: Skira, S. 167-171, ISBN 3-85497-060-9

Weblinks

Dendrolabors der Wiener Universität
Dendrochronologisches Labor in Göttingen
Dendrochronologisches Labor der Universität Hohenheim
GeoScience Artikel der Woche
http://www.arts.cornell.edu/dendro/ ADP
http://antiquity.ac.uk/ProjGall/Manning/manning.html ADP

Quellen

Datierung (Archäologie) | Botanisches Fachgebiet | Archäobotanik | Klimatologie | Kalender

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