dendrochronologie, "boomtijdkunde", jaarringenonderzoek, groeikalender

Dendrochronologie is de wetenschap die zich bezighoudt met het dateren van houtmonsters aan de hand van jaarringenonderzoek, d.w.z. aan de hand van de in de monsters herkenbare jaarringen (groeiringen). Hiervoor wordt meestal hout afkomstig van de eik (Quercus), grove den (grenenhout, Pinus sylvestris), fijnspar (vurenhout, Picea abies) en den (zilverspar) gebruikt, maar ook beuk, es en iep zijn mogelijk.

Met dendrochronologie is in het ideale geval:
- oud hout te dateren
- de herkomst (oorsprong) van de boom te bepalen
- het vroegere klimaat en landschap te reconstrueren.

Dendrochronologische onderzoeken kunnen daarom van belang zijn voor o.m. bouwhistorici, archeologen, restauratoren (hout van meubels, schilderijen e.d.), erfgoedmedewerkers.

Jaarringen en het ringenpatroon
Bomen maken in het Westelijk halfrond gebruikelijk één jaarring per jaar. Soms, in hele koude winter maar een gedeeltelijke ring of zelfs helemaal geen jaarring. In het groeiseizoen groeit de boom sneller dan daarbuiten, waardoor de jaarring na een wat donkere, dunne lijn een wat dikkere lijn vertoont. Door het tellen van de ringen van een omgezaagde boom is gemakkelijk de leeftijd van de boom af te lezen. Dat is anders als het een oud stuk hout betreft. De jaarringen variëren in dikte: in een voor de boom goed seizoen wordt een brede en in een slecht seizoen een dunne jaarring afgezet. 
Zo ontstaat een ringenpatroon dat voor een bepaalde soort boom én een bepaalde streek én bepaalde periode uniek is (een soort streepjescode). 
Door deze jaarringreeksen (perioden) van levende bomen, hout uit oude gebouwen en van archeologische opgravingen te laten overlappen is het mogelijk hout tot vele duizenden jaren terug te dateren. Resten van bomen die worden gevonden bij veenafgravingen kunnen duizenden jaren oud zijn; dit zogenoemde kienhout is nooit verrot omdat er geen zuurstof in grondwater in het veen zit. Deze jaarringreeksen vormen de jaarringkalender of referentiekalender (groeikalender, referentiecollectie) die voor Nederland, met enkele hiaten, tot 8.400 jaar teruggaat in de tijd. (Van een bepaalde streek in Duitsland is voor de eik terug te grijpen tot 12.500 jaar geleden.)

Datering van het hout
Als een boormonster dezelfde reeks dikkere en dunnere jaarringen heeft als (een deel van) dat ringenpatroon, dan is de leeftijd van de boom te bepalen van dat boormonster. Omdat een opeenvolging in de loop der tijd herhaald kan zijn, is een betrekkelijk grote reeks jaarringen nodig om de leeftijd van een stuk hout via dendrochronologie te bepalen. Voor een betrouwbare datering moeten bij eiken minimaal 60 jaarringen overeenkomen en bij vuren en grenen 70.
Door isotopenonderzoek van zuurstof in de jaarring van het houtmonster de verhouding tussen het veel voorkomende ¹⁶O en het zeldzamere ¹⁸O te bepalen. Die verhouding in het hout weerspiegelt gedeeltelijk de verhouding van zuurstofisotopen in het regenwater, schommelend tussen droge en natte jaren waardoor zuurstofisotopen in jaarringen ons meer vertellen over het klimaat het verleden.

Herkomst van het hout
Omdat het ringenpatroon van (dezelfde soort) bomen in hetzelfde gebied vergelijkbaar zijn, maakt dat ook mogelijk de herkomst te bepalen van het hout dat dendrochronologisch onderzocht wordt. De kennis/leer van de herkomst van bomen in hun tijd wordt dendroprovenance genoemd (provenance is Engels voor herkomst).

Reconstructie historisch klimaat en landschap
De groei van bomen wordt voor een deel gestuurd door het heersende klimaat en de schommelingen in temperatuur en neerslag van jaar tot jaar. Voor de disciplines die het vroegere klimaat en landschap onderzoeken is dendrochronologisch onderzoek zeer nuttig. 
In archeologisch hout, historisch bouwhout of fossiele boomstammen zijn soms patronen of verstoringen in het jaarringpatroon op te merken:
- plotseling veranderde groeiomstandigheden (langdurige overstroming, stijging grondwatertafel)
- calamiteiten (bosbrand)
- ingrepen van de mens (regelmatige snoei, hakhoutbeheer).
Aan de reconstructie van de samenstelling, ontwikkeling en exploitatie van de vegetatie in het verleden kan dendrochronolgie een belangrijke brijdrage zijn. (Onroerend Erfgoed Vlaanderen.)

Booronderzoek, bemonstering zagen / boren / snijden
Het karakter van het object dat onderzocht wordt, bepaalt hoe het monster wordt genomen en hoe de registratie van de jaarringen is:
- hout uit archeologische vindplaatsen: gezaagde dwarsdoorsnede (zaagmonster)
- hout uit gebouwen: geboord (boormonster)
- hout van unica (artefacten zoals een paneel schilderij, meubel o.d.): de kopse kant van paneel of plank kan de breedtes van de jaarringen tonen, deze strook kan gefotografeerd worden (foto als "monster").

Voordeel van monsters (ook in foto-vorm) is dat die gebruikt kunnen worden voor opslag van de gegevens (bewijsmateriaal) en eventueel voor een second opinion. De opdrachtgever moet van de dendrochronoloog altijd eisen dat hij de gegevens vastlegt in de database die daarvoor is. De vondst moet, al vóór de bemonstering, vastgelegd worden in de vondstadministratie. De vastgelegde meetreeksen (uit het onderzoek) én de referentiekalenders waarop de datering en herkomst gebaseerd zijn, moeten digitaal zijn vastgelegd en te ontsluiten zijn.
Referentiekalenders zijn de jaarringkalenders waarmee de jaarringreeksen uit het onderzoek vergeleken worden.

Boormonster: "Bij het dendrochronologische onderzoek wordt met een holle boor in de houten constructie geboord. In het staafje dat hier uit komt, zijn de jaarringen van het hout zichtbaar." Uitsluitend bij boorgaten op zichtlocaties van het hout zijn houtproppen wenselijk, voor de esthetische beleving; constructief speelt zo'n boorgat geen enkele rol en als het hout is aangetast dan heeft een prop geen meerwaarde.

Let op: 
- Soms kan aan een macro- of closeup foto van de kopse kant van een balk al afgeleid worden of deze in aanmerking komt voor onderzoek; dat bespaart veel onnodige kosten.
- Houd bij meer bouwfases rekening met het benodigd aantal monsters per bouwfase.
- Vooral archeologische monsters van nat hout moeten i.v.m. onvermijdelijke versnelde degradatie zo snel mogelijk naar een dendrochronologisch laboratorium worden gestuurd of gebracht.
- Bij een foto van de jaarringen: meet de lengte van het monster of houdt een liniaal tegen de kopse kant van het paneel bij het maken van de foto. Opmeten van de breedtes van de jaarringen is het handigst via het beeldscherm.
- Artefacten (belangrijke voorwerpen, kunstvoorwerpen) in zijn geheel lichten en monstername aan specialist overlaten.
- Bouwhout in bewoond pand: gebruik holle boor of werk non-interventief m.b.v. foto's (zie ook Informatieblad Monstername bij Dendrochronologie).
- Tussen bemonstering en onderzoek kan enige tijd verstrijken. Verpak elk monster daarom apart in een schone plastic folie of plastic zak en zorg dat de omstandigheden niet veranderen (temperatuur, monsters niet stapelen om beschadigingen te vermijden)

Naar een exacte datering
Voor een exacte datering geldt:
- Dateerbare monsters zijn eik, beuk, es, iep, grove den en zilverspar.
- Het houtmonster mag geen vergroeiingen, noesten of zijtakken hebben.
- Het is zeer wenselijk dat het jongste buitenste hout, de bast of het spinthout, nog aanwezig is (door het spinthout van dode bomen is immers de vermoedelijke "sterfdatum" van de boom bekend; de laatste jaarring wordt ook wan genoemd). "De aanwezigheid van de wankant geeft aan dat de groeiring die werd gevormd tot aan het afsterven van de boom nog bewaard is gebleven." Zaagmonster: "Bij houten palen/bouwhout: een dwarsdoorsnede / schijf van ongeveer 5 cm dik, liefst met spinthout en bast, op de plek van de grootste diameter." "Spinthout voor het zagen niet te strak met brede tape omwikkelen en naast de tape zagen." Bij ontbreken van bast en (bij eik) spinthout kan het onderzoek een "vroegst mogelijk kapjaar" (terminus post quem) tot gevolg hebben.
- Voor een boormonster is meestal een boorgat van 2,5 cm diameter vereist.
- In het monster moeten voldoende jaarringen aanwezig zijn (om tot een vergelijking met het ringenpatroon te komen). Bij eiken geldt minimaal 60 ringen en bij vuren en grenen 70 (als er te weinig jaarringen zijn, kan soms de meetreeks uitgebreid worden met andere reeksen, onder strikte voorwaarden; een meetreeks is een reeks getallen die de afstanden tussen de jaarringen in een houtmonster).
- Er moeten voldoende monsters genomen worden (vaak zijn 4 tot 7 monsters nodig; de monsters worden boorstalen genoemd; meer monsters en van andere balken zijn ook nodig om na te gaan of ze uit dezelfde tijd dateren en of er wellicht hergebruik van hout is; bij te weinig monsters of te korte jaarring-reeksen kan in het laboratorium wel eventueel de reeks gecompleteerd worden maar de nauwkeurigheid of juistheid kan minder sterk zijn).
- Het hout dat bemonsterd wordt, moet voldoende dik en gezond zijn (dik i.v.m. aantal jaarringen; gezond i.v.m. correcte meting jaarringen).

De afstanden tussen de jaarringen van het monster worden in een tabel gezet en de curve daarvan wordt vergeleken met de standaardcurven van het vermoedelijke herkomstgebied van het hout. Datering vindt plaats als er een statisch waarschijnlijke overeenkomst is met een standaardcurve.

Let op: 
- Vereiste aantallen ringen en monsters per vakgebied (archeologie, bouwhistorie, roerend erfgoed), periode (Neolithicum, Middeleeuwen e.d.) en houtsoort (eik, zilverspar e.d.) en Checklist voor opdrachtgevers in de Handreiking Dendrochronologie (van ERM, Cultureel Erfgoed, SIKB). 

Notatie ouderdom
De notatie is bijvoorbeeld "1553 ± 6 jr d", waarbij:
- "d" staat voor dendrochronologische datering
- "a" voor datering vanuit archiefstukken
- "j" voor jaartalvermelding op het bouwwerk. 

Resultaten delen 
Data kan worden opgeslagen en opgevraagd bij DataverseNL (autorisatie vereist).

Andere dateringsmethoden
Een andere manier om organisch materiaal te dateren is de C14-datering. (Voor onder meer de datering van aardewerk leent zich het XRF-onderzoek; XRF staat voor X-Ray Fluorescence spectrometry, dus een soort Röntgen-onderzoek, zie een korte beschrijving van XRF bij het onderwerp C14-datering. Voor het dateren van niet-organisch materiaal zoals geologische afzettingen, baksteen en aardewerk kan mogelijk Optically Stimulated Luminescence of Thermoluminescentie worden toegepast.)

The present is the key to the past
Verschillende dateringsmethoden met instrumenten (m.b.t. klimaatreconstructie, bron H.J.A. Berendsen):
- dendroklimatologie (8.400-12.500 jaar)
- pollenanalyse (1.000.000 -100.000.000 jaar)
- isotopen-onderzoek landijs (1.000 - 100.000 jaar)
- isotopen-onderzoek diepzee (1.000 - 1.000.000 jaar)
- geologisch/geofysisch/geomorfologisch onderzoek (ook > 1.000.000 jaar).

Dendrochronologie behoort tot de zogenoemde archeometrie, de wetenschap waarmee natuurwetenschappelijke methoden en technieken ("harde feiten") worden toegepast om archeologische vondsten te dateren.

Voor andere dateringsmethoden zoals 14C-datering, pollenonderzoek, XRF, FT-IR, Drifts, OSL (Thermoluminescentie) zie bij 14C technologie.

Documentatie

- Handreiking Dendrochronologie (van ERM, Cultureel Erfgoed, SIKB)
- Informatieblad Monstername bij Dendrochronologie (van ERM, Cultureel Erfgoed, SIKB)

- Bedrijven, professionals, instituten die zich bezig houden met dendrochronologie (via Vind het verleden)

jaarringkalender; verschillende stukken hout kunnen op basis van hun jaarringpatronen (de breedtes van de diverse jaarringen) gesynchroniseerd worden, waarna een voor die houtsoort en dat herkomstgebied een "algemene" jaarringkalender gemaakt kan worden; klik voor groter! (onroerend erfgoed vlaanderen):

boormonster, nemen van een monster voor dendrochronologisch onderzoek; het nemen van (hout)monsters wordt monstername genoemd:

dateerbare houtsoorten, overzicht van kalenders van in Nederland aangetroffen dateerbare houtsoorten vanaf 1000 v. chr; klik voor groter! (afb. esther jansma, cultureel erfgoed):

De term dendrochronologie bestaat uit het Griekse dendron (boom) en de term chronologie, afkomstig van het Franse chronologie, gevormd uit het Griekse chronos (tijd) en het achtervoegsel logie (leer), afgeleid van het Grieks -logia (woord, verhandeling), van logos (woord, leer), van legein (spreken, verklaren); bron Etymologiebank.

Met dank aan Onroerend Erfgoed Vlaanderen, Archis, ERM, SIKB, Cultureel Erfgoed, en Tijdschrift van de Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed (2013-1).
ERM is Stichting Erkende Restauratiekwaliteits Monumentenzorg 
SIKB is Stichting Infrastructuur Kwaliteitsborging Bodembeheer.

Zie ook hout-allerlei.

Eng. dendrochronology