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如果要根据树木的轮距来判断它生长的年代,必须首先要建立该地区的标准轮距序列,建立这种序列最有效的方法是不同时间段轮距的衔接。
例如有几棵依然存活的千年大树,根据它们的年轮情况就可以建立起1000年之内的标准轮距序列。
在这个标准序列的基准上,再继续向前找,譬如找到了一棵有700年历史的古木,而这棵古木的外圈轮距中有200圈和已知的千年大树的内层轮距序列相同或相似,就可根据已经建立起来的原1000年的标准序列确切地定出这棵古木的砍伐年代,即700年—200年=500年,再由1000年+500年=1500年。
这样,一个1500年的标准轮距就建立起来了。
以同样的方法向前推进,标准轮距的序列就会越来越长。
其衔接的方法如轮距衔接示意图所示。
这种树木轮距衔接的方法既简单又复杂,复杂的原因主要是对标本的搜集极其不易,但科学家们还是为此做出了努力也取得了很大的成果。
如美国学者根据加利福尼亚地区长寿的刺果松,以及数百个考古遗址出土的木材,已衔接出从1万年前到现在的完整的树轮编年系列谱。
除美国外,欧洲其他一些国家也建立了自己地区某些年代范围内的标准序列。
从理论上和实际结果看,这些标准系列的年谱与日历年相吻合,其精确度可达几年,甚至一两年。
轮距衔接示意图
北京大学14C测年专家陈铁梅教授讲了一个颇为有趣的故事,故事的主人翁是美国学者道格拉斯,这位道格拉斯不仅对树轮研究做出了贡献,而且也是世界上第一个将这项研究应用于考古断代中来的人。
在他与此相关的学术研究生涯中,曾有这样一个插曲。
说的是某年的某日,道格拉斯在特拉比地区一个印第安人的遗址中发现了一个大木梯,根据木材上的轮距序列,他推算出木梯的一条腿是用公元1570年砍伐的木头制作而成的,而另一条腿是明显地断裂之后又重新接上去的一段木料,根据标准轮距序列推算,结果发现这段木料砍伐于1720年。
因此他断定这架木梯始造于公元1570年,而于150年后的1720年因断腿而进行了修理。
当然,树木年轮断代法也有一些自身的局限,如对伪年轮或缺年轮的识别,树种的挑选,轮距序列的互校,某些树木的特殊生长环境以及地区环境、气候的差异等,都是造成实际操作中出现误差的原因。
但如果把14C年代和树轮年代校正曲线互相校正,误差就小得多。
因为树木每年生长一轮木质,每一轮木片的14C放射性水平代表了当年的大气14C放射性水平。
树轮是可以数清的,它的年代同日历年代相当。
树轮的14C年代可以通过测定得出。
把树轮的14C年代作为纵坐标,而把树轮生长的年代作为横坐标,就可以得出一条14C年代—树轮年代的校对曲线。
通过这条曲线就可以把测定样品的14C年代转换为日历年代。
这就是一般所说的14C年代的树轮年代校正。
1986年,在第12届国际14C会议上,测年专家发表了几条高精度树轮年代校正曲线,14C年代误差缩小到只有正负10多年。
几条曲线稍有差异,但总的趋势基本上是一致的,这就更有利于把14C年代校正到日历年代。
因为大气中的14C交换循环相当迅速,因此树轮校正曲线原则上可以是全球通用的。
如日本奈良古坟时期的一土墩墓中的一根木头,外皮保存完好,将其树轮连续取样测定14C年代,同高精度树轮校正曲线匹配拟合,确定出木头的砍伐年代是公元320±5年。
这同古坟时期是相合的。
如果木头砍伐的年代同该墓的建造年代一致,则该墓的年代就十分确定了。
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