Dendrochronologie: wetenschap van boomgroeiringen

Basis van dendrochronologisch onderzoek zijn de groeiringen, die ontstaan door een specifiek groeiproces van de boom. Dat is afhankelijk van de boomsoort en de regio waar de boom groeit, maar ook van factoren als het klimaat en de periode waarin dat klimaat heerste in het groeigebied. Dat betekent dat de groeiringen een unieke volgorde hebben wat betreft dikte en chemische samenstelling. Als er een bosbrand woedde zal een boom bijvoorbeeld meer koolstofmonoxide hebben opgeslagen, wat duizenden jaren later nog terug te vinden is in de samenstelling van zijn ringen. Ook de compositie van de grond, de vochtigheid en de temperatuur zorgen voor een specifiek groeipatroon.

Het patroon is te vergelijken met een vingerafdruk, en dat is ook precies hoe de dendrochronoloog de patronen plaatst. Door een match te zoeken tussen het houten voorwerp en gearchiveerde groeicurves van bomen door de eeuwen heen, en van over de hele wereld.

Is het een match?!

Aan het eind van de negentiende eeuw begonnen biologen voor het eerst deze curves vast te leggen. Inmiddels bestaan er meer dan 800.000 bestanden van duizenden boomsoorten. Ze worden kalenders genoemd. Sommige kalenders gaan tot 12.000 jaar terug. Omdat er zoveel curves zijn, doet speciale software het zoekwerk en selecteert mogelijke matches.

Het komt echter ook voor dat er een kleine afwijking wordt gevonden, waardoor de vingerafdruk niet helemaal matcht. Dan moet er óf een betere match worden gezocht of de afwijking moet worden verklaard door een lokale omstandigheid of gebeurtenis, bijvoorbeeld zo’n bosbrand.

Zoals iedere wetenschap, heeft dendrochronologie zijn beperkingen. Het hout kan in een dusdanige staat zijn, dat er gewoon geen betrouwbaar monster verkregen kan worden. Als het hout te chemisch bewerkt of vervuild is, bijvoorbeeld. Of in het geval dat er niet genoeg jaarringen aanwezig zijn om een nauwkeurige match te vinden. Tot slot kan het zo zijn, dat er ondanks de gigantische aantallen kalenders, de juiste toch nog ontbreekt. Dán moeten we voorlopig toch nog even terug naar de koolstofdatering. Of naar de sclerochronologie natuurlijk.

Ondanks het belang van dendrochronologie kun je er in Nederland nog niet op afstuderen. Wel kunnen studenten biologie in Wageningen vakken volgen in deze tak van wetenschap. Daar bevindt zich ook het enige DendroLab van Nederland, waar wetenschappers en studenten zich vooral bezighouden met onderzoek naar ecosystemen.

Bouwhistorisch onderzoek

Dendrochronoloog ir. Sjoerd van Daalen krijgt zeer gevarieerde opdrachten op het bordje. “Neem bouwhistorisch onderzoek. Uit welke tijd een gebouw precies dateert, kan van behoorlijk belang zijn. Het onderzoeksresultaat blijkt dan een verrassende wending te geven aan de geschiedenis van het pand. En daarmee aan de mensen die eens met dat pand verbonden waren. Ik heb eens een onderzoek uitgevoerd voor een boerderij eigenaar, die dacht dat zijn woning uit de negentiende eeuw stamde. Uit een monster van een houten paal van de boerderij, bleek dat het gebouw echter uit de zeventiende eeuw stamde. De meerwaarde zit in het feit dat de boerderij daarmee de eerste bebouwde locatie in de Schermerpolder bleek, terwijl altijd was aangenomen dat mensen zich daar pas in de achttiende eeuw vestigden.”

De analyse luistert nauw. Het monster dat daarvoor wordt genomen is oud en daarmee kwetsbaar of kostbaar. Het is zaak het voorwerp niet te beschadigen en dus op een niet destructieve manier te behandelen. Het moet voorzichtig worden schoongemaakt en geprepareerd. Het monster wordt afgenomen op de kopse kant, oftewel in de breedte van de jaarringen.

Soms kan er een stuk worden afgezaagd of met een boor een doorsnede worden weggehaald. Maar bij een schilderij op een houten paneel kan dit uiteraard niet. In dat geval wordt met een scalpel of scheermesje hout afgenomen en millimeter voor millimeter gemeten. Als afname niet mogelijk is, maakt men een macro-foto. Uit de metingen of foto komt een getallenreeks, die wordt ingevoerd in de kalenders, die horen bij de houtsoort en de vermoedelijke tijd. Het resultaat is een zeer nauwkeurige datering, want een jaarring verschilt niet alleen van een andere jaarring, maar is ook onder te verdelen in de seizoenen.

Op deze manier werd bijvoorbeeld helderheid geschapen over de staat van de basiliek in het Vlaamse Tongeren. Aangenomen werd dat de basiliek volledig was uitgebrand en was herbouwd. Van Daalen kwam tot een andere conclusie. Er waren sporen te vinden uit 1244. Volgens plaatselijke archieven en documenten het jaar waarin was begonnen met de bouw van de originele basiliek.

Archeoloog en kunsthistoricus op juiste been

Tegenwoordig is de dendrochronologie het sterkst verbonden met archeologisch onderzoek. Vrijwel standaard wordt de dendrochronoloog ingeschakeld als men bij een opgraving houten voorwerpen aantreft. Waar vroeger vooral met koolstofdatering werd gewerkt, is dendrochronologie veel nauwkeuriger. Die kan tot op het seizoen nauwkeurig zijn, en je kunt vaak ook nog eens zien waar het voorwerp vandaan komt.

De archeoloog weet dan dat er import, handel of samenwerking plaats heeft gevonden en met wie. Bij de vindplaats van oude nederzettingen gaat de focus niet zelden naar de waterput van de nederzetting, zeker als er niet veel andere houten objecten te vinden zijn of voorwerpen van klei geen uitsluitsel bieden.

In de verifiëring van kunst en muziekinstrumenten heeft de dendrochronologie inmiddels een bijzondere plaats verworven. Moderne vervalsingen zijn ermee ontmaskerd. Anders dan bij archeologisch onderzoek krijgt de dendrochronoloog meestal geen achtergrondinformatie over het object. Dat is deels omdat het om mogelijk publieke objecten gaat, waarbij zelfs de geruchten over valsheid alleen al voor een onbetrouwbaar imago van handelaar of veilinghuis kunnen zorgen. Maar ook omdat het dikwijls over dusdanige kostbare objecten gaat, dat de dendrochronoloog iedere druk over een gewenst onderzoeksresultaat of de zelfs maar de schijn daartoe, wil vermijden.

De waarheid over Stradivarius

In 2020 kreeg het Ashmolean Museum in Oxford twijfels over een bekend stuk in de collectie, te weten de Messias viool. De viool was toegeschreven aan Stradivari, maar men dacht dat het hout van de viool daarvoor te nieuw was en niet uit 1716 kon komen, het aangenomen bouwjaar van de Messias.

Dendrochronologisch onderzoek kon het museum geruststellen. Het staartstuk van de viool, dat de geboorte van Christus uitbeeldt, is niet origineel en later toegevoegd, evenals de pinnen. Echter: de klankkast van de Messias, is wel degelijk in 1716 gemaakt door Stradivari en wel uit een bijzondere boom. Deze boom had namelijk ook het hout geleverd voor een viool uit 1710 van een andere beroemde vioolbouwer, te weten Pietro Giacomo Rogeri.

Overigens hebben dendrochronologen ook onderzocht waarom een Stradivarius nou zo geliefd is. Dat is meer dan alleen de beroemde naam. Stradivari wist wat hij deed toen hij esdoornhout aankocht voor zijn beroemde violen. Daar was destijds namelijk iets bijzonders mee aan de hand, volgens wetenschappers van Columbia University in New York en van University Tennessee. Zij wijten het aan de mini-ijstijd oftewel de Maunder Minimum, een periode tussen 1645 en 1715. Door de kou groeiden esdoorns langzamer en gelijkmatiger dan in periodes met warmere en langere zomers. Esdoornhout uit deze periode, zorgde daarmee voor een klankkast die stabielere en hoogwaardiger klanken voortbracht.

Landschapsrecontructie en hydrologie

Dendrochronologie komt ook om de hoek kijken als het gaat om landschapsreconstructie en klimaatreconstructie. Zo wordt er gekeken naar veenresten. In de veenmoerassen van 2000 tot 1000 jaar geleden zijn heel wat veeneiken gezwolgen. De veeneik heeft, zoals de naam al zegt, een natte standplaats nodig. Weten waar en hoe veeneiken in ons land groeiden, vertelt meer over ons landschap van vroeger, en daarmee over de mogelijkheden nu. Als we rivieren meer ruimte willen geven om overstromen tegen te gaan of aan wateropslag bij te dragen, is het zinvol om riviersystemen in kaart te brengen en het van oudsher natuurlijke verloop van een rivier mee te nemen in de planning.

Eerder schreef Sciencegeek.nl al dat onze kennis van klimaatverandering een nieuwe wending heeft gekregen door dendrochronologisch onderzoek. In Europa hebben onderzoekers van Cambridge inmiddels vastgesteld dat het klimaat al ruim 2000 jaar aan het veranderen is. De dendrochronologen deden meer dan 27.000 metingen aan zuurstof en koolstof in resten van Europese eiken, zowel dood als levend. Op die manier konden de onderzoekers het klimaat in Midden-Europa meten over de laatste 2100 jaar. Het was de eerste keer dat er een nauwkeurig beeld ontstond over de jaren voor 1500 na Christus, toen temperatuurmetingen nog niet of nauwelijks betrouwbaar waren.

Uit de metingen bleek dat de zomers door de eeuwen heen, steeds droger en heter werden. Vooral de jaren 540, 590, 950 en 1510 na Christus, hielden niet over wat betreft neerslag, al zag men een duidelijke opwarming in met name de laatste 15 jaar. De wetenschappers denken dat die geleidelijke opwarming deels te maken heeft gehad met de verstedelijking sinds de Romeinen. (Het volledige artikel over het klimaat in Europa kun je hier lezen).

Dendrochronologisch onderzoek zal alleen maar vaker zijn toepassingen gaan vinden in de wetenschap. Databases worden aangevuld en uitgebreid as we speak. Om nog maar te zwijgen van de toenemende interesse in dendrochronologie. En nu weet jij ook precies wat de dendrochronoloog doet.

Gepubliceerd 29.01.2023

Bronnen: Columbia University New York, University Tennessee, DendroLab Wageningen, Sjoerd van Daalen