Bomen bevatten enkele van de meest nauwkeurige bewijzen van de natuur over het verleden. Hun groeilagen, die als ringen in de dwarsdoorsnede van de boomstam verschijnen, registreren het bewijs van rampzalige overstromingen, insectenaanvallen, blikseminslagen en zelfs aardbevingen die tijdens de levensduur van de boom hebben plaatsgevonden.
Elk jaar vergroot een boom zijn omtrek, de nieuwe groei wordt een boomring genoemd. De meest recent gevormde boomring is het nieuwe hout aan de buitenkant van de stam, net onder de schors. De oudste ringen zijn kleiner en bevinden zich in het midden. Bomen die in streken op gemiddelde tot hoge hoogte groeien, vormen ringen die gemakkelijk te herkennen zijn omdat ze een duidelijk groeiseizoen hebben waarin zich een lichtgekleurde ring vormt. Als de groei in de nazomer of herfst vertraagt, vormt het hout zich langzamer en is het donkerder van kleur.
Doorsnede van een boomstam die afwisselend lichte en donkere lagen van de jaarringen laat zien
Credit:
De groei van bomen is afhankelijk van de plaatselijke milieuomstandigheden. In sommige gebieden is de beschikbaarheid van water de beperkende factor voor de groei, in andere gebieden (vooral op hoge breedtegraden) is dat de lengte van het groeiseizoen. In gebieden waar water beperkt is en de hoeveelheid water van jaar tot jaar varieert, kunnen wetenschappers boomringpatronen gebruiken om regionale patronen van droogte te reconstrueren. In gebieden waar de lengte van het groeiseizoen de beperkende factor is, kan de dikte van de boomringen aangeven wanneer de groeiseizoenen langer waren (in warmere tijden) en wanneer de groeiseizoenen korter waren (koelere tijden).
De studie van de groei van boomringen staat bekend als dendrochronologie. De studie van de relatie tussen klimaat en boomgroei in een poging om vroegere klimaten te reconstrueren staat bekend als dendroclimatologie.
Een jaarring bestaat uit twee lagen:
- Een lichtgekleurde laag die zich vormt in het voorjaar en de vroege zomer en die doorgaans dikker is omdat de boom groeit
- Een donkergekleurde laag die zich vormt in de nazomer en de herfst en die doorgaans dunner is omdat de boom langzamer groeit
Boomringgegevens worden alleen buiten de tropen verzameld. Bomen in gematigde breedten hebben jaarlijkse groeispurten in de lente en de zomer en perioden van rust in de winter, waardoor het kenmerkende patroon van lichte en donkere banden ontstaat. Tropische bomen groeien het hele jaar door en hebben dus niet het afwisselende patroon van donkere en lichte banden in de jaarringen.
Op plaatsen waar de groei van bomen wordt beperkt door de beschikbaarheid van water, zullen bomen tijdens natte en koele jaren bredere ringen produceren dan tijdens hete en droge jaren. Droogte of een strenge winter kunnen ook leiden tot smallere ringen. Als de ringen over de hele boom een constante breedte hebben, was het klimaat jaar na jaar hetzelfde. Door de ringen van een boom te tellen, kunnen we vrij nauwkeurig de leeftijd en de gezondheid van de boom en het groeiseizoen van elk jaar bepalen.
Deze wetenschapper haalt een kern uit een levende boom met behulp van een aanwasboor. Dit proces brengt geen schade toe aan de boom op de lange termijn.
Credit: SERC/Tree-Ring Expeditions
Wetenschappers kappen normaal gesproken geen boom om de jaarringen te analyseren. In plaats daarvan worden boormonsters genomen met behulp van een boor die in de boom wordt geschroefd en eruit wordt getrokken, waarbij een stuk hout ter grootte van een rietje met een diameter van ongeveer 4 millimeter wordt meegenomen. Het gat in de boom wordt vervolgens afgedicht om ziekten te voorkomen.
Door van veel bomen in een gebied kernmonsters te nemen en de gegevens van de jaarringen te berekenen, wordt de invloed van de specifieke locatie van een boom – bijvoorbeeld in de schaduw of in de buurt van een beek – verminderd en kunnen wijdverbreide patronen worden gezien. Omdat verschillende boomsoorten met verschillende snelheden groeien, afhankelijk van de temperatuur, de neerslag en andere factoren, kunnen gegevens van verschillende boomsoorten nog meer informatie over het klimaat opleveren dan gegevens van slechts één soort.
Ooude bomen vertellen ons over de omstandigheden op aarde lang voordat mensen het weer begonnen te meten en te registreren. Sommige boomsoorten, zoals de bristlecone pine, die enkele duizenden jaren oud worden, bevatten lange gegevens over boomringen. Klimaatwetenschappers werken echter meestal met bomen die niet zo lang leven en breiden hun jaarringrecords uit tot meer dan 10.000 jaar geleden door ringpatronen van levende bomen te vergelijken met de ringen in dode, maar nog niet afgestorven bomen die zijn omgevallen. Wetenschappers vergelijken patronen uit de beginfase van de ringen van een levende boom met de volgorde die is gevormd in de laatste levensfasen van oudere, dode bomen om een ononderbroken paleoklimaatverslag samen te stellen dat zich uitstrekt over duizenden jaren.
Balken van oude gebouwen of ruïnes, monsters van houten lijsten van oude schilderijen, en het hout van violen zijn allemaal gebruikt om boomringmonsters aan klimaatgegevens toe te voegen. In sommige gevallen zijn veel oudere boomringen in versteend hout geanalyseerd om te interpreteren hoe het klimaat honderdduizenden tot miljoenen jaren geleden was.
Bomenkringen in deze zeven kernen zien er niet rond uit, omdat het boorgereedschap maar een klein segment van de ringen afhaalt. Elke donkere en lichte laag vormen een jaar van groei. Brede lagen duiden op jaren waarin de bomen meer groeiden. Smalle lagen geven jaren aan waarin de bomen minder groeiden. Deze kernen zijn afkomstig van witte sparren in Alaska.
Credit: SERC/Tree-Ring Expeditions