Dendrochronologie

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Durch ein naturwissenschaftliches Verfahren, der sogenannten Dendrochronologie, auch Jahrringchronologie oder Jahrringkalender genannt, ist es möglich, archäologischen Holzfunden konkrete Jahreszahlen zuzuweisen. Etymologisch setzt sich diese Bezeichnung aus den griechischen Wörtern déndron („Baum“), chrónos („Zeit“) und lógos („Wissenschaft/Lehre“) zusammen. Dendrochronologie ist demnach die Lehre/Wissenschaft von Baumaltern.

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts von dem amerikanischen Wissenschaftler Andrew Ellicott Douglass (1867–1962) entwickelt, avancierte die Dendrochronologie in den letzten Jahrzehnten zu einem der Standarddatierungsverfahren in der archäologischen Forschung.

Allgemein beruht die Dendrochronologie auf den folgenden vier Grundpfeilern:

  1. Ein Baum legt seinen Holzzuwachs in deutlich erkennbaren Jahrringen an, wobei zwischen Frühholz und Spätholz unterschieden werden kann. Das Frühholz entwickelt sich im Frühjahr und sorgt für den nötigen Wassertransport, wohingegen sich das Spätholz erst im Sommer herausbildet und die mechanische Festigung des Baumes bewirkt. Unter dem Mikroskop sind beide Holzphasen erkennbar.
  2. Die Mächtigkeit der einzelnen Jahrringe eines Baumes wird hauptsächlich von lokalen Umweltfaktoren wie den regional vorherrschenden Niederschlagsverhältnissen und Temperaturen beeinflusst.
  3. Bäume der gleichen Art zeigen identische Wachstumsmuster, da sie auf dieselbe Art und Weise auf Veränderungen in den Niederschlags- und Temperaturverhältnissen reagieren. In der Folge bilden Bäume, die zeitgleich lebten und damit zeitgleich denselben Witterungsbedingungen ausgesetzt waren, Jahrringe mit gleicher Mächtigkeit aus.
  4. Die Abfolge der Jahrringbreiten von Bäumen derselben Art ist selbst über größere Entfernungen hinweg weitestgehend identisch.

Erstellung von Jahrringkalendern

Das Alter eines Baumes lässt sich anhand der Zählung der Jahrringe in seinem Stamm bestimmen. Ein Ring steht für ein Jahr. An der Mächtigkeit der Jahrringe können Rückschlüsse auf jährliche Schwankungen in den regionalen klimatischen Verhältnissen gezogen werden. Dicke Jahrringe deuten an, dass der Baum ein gutes Jahr durch die Versorgung mit ausreichend Feuchtigkeit hatte. Dünne Jahrringe hingegen weisen auf eine geringe Grundversorgung und dadurch beeinträchtigtes Wachstum hin. Die einzelnen Jahrringe sind somit nicht nur ein wichtiger Ankerpunkt für die Datierung, sie dienen darüber hinaus auch als Umwelt- und Klimaarchive. Durch diese jährlichen Schwankungen in den Niederschlags- und Temperaturverhältnissen bildet sich so für jede Baumart eine individuelle und zeitspezifische Abfolge dicker und dünner Jahrringe heraus.

Bevor archäologische Funde und Befunde aber mit der Hilfe der Dendrochronologie absolutchronologisch datiert werden können, müssen zunächst lückenlose Jahrringkalender für die einzelnen Baumarten erstellt werden. Dazu werden die Jahrringkurven einzelner Bäume, die mehrere Jahre gleichzeitig existierten, miteinander korreliert. Wenn beispielsweise ein Baum von 1720 bis 1790 lebte und ein zweiter Baum von 1750 bis 1840, dann können deren Jahrringkurven miteinander abgeglichen werden. Wenn eine solche Überschneidung nicht möglich ist, kann zwischen den jeweiligen Jahrringkurven keine chronologische Beziehung hergestellt werden und es bleibt ungeklärt, welcher der Bäume letztendlich der ältere bzw. der jüngere ist. Problematisch für die Einordnung in bestehende Jahrringkalender können lokale Faktoren wie Schädlinge, Pilzbefall oder Insektenfraß sein, welche die Jahrringkurve eines Baumes verzerren können.

Je mehr Jahrringkurven miteinander korreliert werden, desto größere Jahrringkalender können erstellt werden. Für die Einzelproben gilt dabei: je mehr Jahrringe vorhanden sind, desto besser einordendbar sind sie. Besonders geachtet wird hierbei auf charakteristische dünne Jahrringe.

Je nach Region werden unterschiedliche Hölzer für die Erstellung von Jahrringkalendern verwendet. Für Mittel- und Westeuropa existieren überwiegend Eichenholzchronologien, während im ost- und nordeuropäischen Raum Nadelholzchronologien geläufiger sind. Einzigartig in dieser Hinsicht ist der Jahrringkalender, welcher am Institut für Botanik an der Universität Hohenheim (Baden-Württemberg) erstellt wurde. Der sogenannte Hohenheimer Jahrringkalender reicht bis an das Ende der letzten Eiszeit zurück, das heißt er deckt einen Zeitraum von 12.500 Jahren ab.

Probleme dendrochronologischer Datierungen

Im besten Fall kann die Dendrochronologie eine Holzprobe auf ein Jahr genau datieren. Bei archäologischen Funden ist für eine erfolgreiche Datierung vor allem der Erhaltungszustand ein wichtiger Faktor. Aber auch Bearbeitungsspuren und Baustrukturen können sich negativ auswirken.

Aus diesem Grunde werden bei der Auswertung dendrochronologischer Proben unterschiedliche Begriffe benutzt. Mit dem Endjahr wird der letzte an einer Holzprobe erhaltene Jahrring angegeben. Dieses Jahr ist nicht der Zeitpunkt, in dem der Baum gefällt wurde. Das Fälljahr kann nur ermittelt werden, wenn die Waldkante, der letzte Jahrring unter der Rinde, vorhanden ist. Darüber hinaus wird zwischen einer Splintgrenzendatierung und einer Kernholzdatierung unterschieden. Als Splintholz wird der äußere Bereich eines Baumstammes unter der Rinde bezeichnet, der sich noch im Wachstum befindet. Im Kern eines Baumstammes befindet sich hingegen das sogenannte Kernholz. Dieses Holz ist physiologisch nicht mehr aktiv und häufig dunkler als das jüngere Splintholz.

Mikroskopisch lässt sich feststellen, ob eine Probe aus Kern-, Splintholz oder beidem besteht. So Splintholz vorhanden ist, kann dies den Datierungsspielraum positiv einschränken. Als Beispiel umfasst dieser Wachstumsbereich einer hundertjährigen Eiche im Durchschnitt 20 Jahrringe. Kernholzdatierungen hingegen können nur einen terminus postquem, den frühesten möglichen Zeitpunkt der Baumfällung, angeben.

Anwendungsmöglichkeiten der Dendrochronologie

Hölzer können nur dendrochronologisch datiert werden, wenn ihre Jahrringkurven groß genug sind und sie in den Zeitraum datieren, für den bereits lückenlose Kalender, wie der Hohenheimer Jahrringkalender, vorliegen.
In der Archäologie kann die Datierungsmethode nur dann eingesetzt werden, wenn sich hölzerne Funde erhalten haben. Dies ist nur dann der Fall, wenn sie über die Zeit unter Luftabschluss in einem feuchten Milieu verweilen konnten. In moorigen, torfigen Gegenden, lehmhaltigen Böden, Schlamm, Flüssen oder Brunnen kann sich Holz über Jahrtausende erhalten und für die Nachwelt konservieren.