Dendrochronologie: hoe oud is mijn hout?

Transcriptie

1 Dendrochronologie: hoe oud is mijn hout? Jan Frings Menig eigenaar van een oud pand in Zutphen is het al overkomen dat gevraagd werd of er een dendrobepaling mocht worden gedaan. Sommigen schrikken ervan, maar de meesten vinden het schitterend. Zo komen ze weer wat te weten over hun pand, vaak hun dierbaar pand. En de meer uitgekookten zien het als een waardevermeerdering. Een dendrobepaling of dendro is een kort woord voor wat eigenlijk dendrochronologische ouderdomsbepaling zou moeten heten. Zoals de meeste mensen wel weten staat dendro voor boom en chrono voor tijd. letwat kort door de bocht kun je zeggen dat je door zo'n bepaling aan jaarringen kunt zien van wanneer een balk is. Immers, ooit was die balk een stuk van een boom. Bomen maken elk jaar een jaarring. In het voorjaar legt een boom onder de bast grote "vaten" aan waardoorheen de sapstromen omhoog gaan. Ook in de zomer worden dergelijke vaten aangelegd, maar die zijn kleiner. 's Winters wordt niks aangelegd. Zo'n groep van dikke en dunne, voorjaars- en zomervaten is een jaarring. Door de afwisseling van grote en kleine elementen zijn ze goed zichtbaar. Is het - voor de boom - een goed jaar, dan wordt die jaarring dik, in een slecht jaar wordt hij dun. Wie een boom omzaagt, kan de ouderdom vaststellen door de jaarringen te tellen. Je kunt er ook aan zien welke jaren goed en welke minder goed waren. Het kan ook aan hout van lang geleden omgehakte of omgevallen, dus dode, bomen. En aan balken. Schema dendrochronologie bewerkt naar Schwetngruber, Der lahrring, Bern, 1983 ( ZUTPHEN (109 1

2 Het is niet nodig een boom om te zagen om zoiets te weten te komen. Met een holle boor kan het ook. In de praktijk gaat het ook zo: de dendrobepaler boort met zo'n holle boor zo goed mogelijk naar het midden van de boom. Het monster dat zo wordt genomen, is een houten staafje, waar de jaarringen goed op te zien zijn. Deze techniek is natuurlijk net zo goed bruikbaar voor een balk in een middeleeuwse kap. Wel moet de boorder er dan goed op letten, dat hij zo veel mogelijk van die balk meeneemt. Hij zal dus altijd op zoek gaan naar een plaats waar de buitenste kant van de balk zit. Dat zal altijd een hoek zijn. Maar je moet ook kijken hoe de balk ooit uit de stam is gehaald. Heeft men indertijd één balk uit de boom gehaald, of twee, of misschien zelfs vier. Het zal duidelijk zijn dat de dendrochronoloog niet zomaar ergens gaat boren. Menigeen schrikt van het idee dat er gaten ter dikte van een bezemsteel in z'n balken worden geboord. Sommige mensen proppen zo'n gat dicht, inderdaad met een stukje bezemsteel dat ze dan verven. Maar de meesten doen dat niet; je ziet die gaten niet eens, hoe gek dat ook klinkt. Het is niet echt moeilijk aan zo'n monster te bepalen hoe oud de boom was voor hij balk werd. Maar dat is niet zo interessant. We willen weten van wanneer die balk, die boom is. Vaak is dat van enkele eeuwen geleden. Om daar achter te komen, is een techniek ontwikkeld, die schematisch is weergegeven in de bijgaande figuur. Het is een voorbeeld van een stam van een spar, die ergens diep onder de grond is gevonden, niet is vergaan, en waarvan men de ouderdom wil weten. Onder de schets van een doorgezaagd stammetje (waarin weer een monster is weergegeven) staat de verdeling van de jaarringen aangegeven. Let wel, deze zijn verschillend van dikte; dat is de variatie van groei in de diverse jaren. Daaronder weer staat een grafiekje van de dikte per jaarring. Er was ook ooit eens een wat 'jonger' stammetje gevonden en gelukkig was een overlapping in het jaarringenpatroon. Dat is in het schema duidelijk aangegeven. Maar ook dit wat jongere stammetje is nog steeds van erg lang geleden. Maar, alweer gelukkig, zijn er zo veel stammetjes van dezelfde houtsoort gevonden, dat we kunnen terugtellen tot nu toe. Van deze laatste boom, helemaal rechts, kennen we de veldatum en de ouderdom. Dan is het een kwestie van terugtellen om er achter te komen van wanneer dat oudste stammetje is. WANNEER GEBOUWD? Er zijn wel wat kanttekeningen te maken bij dit schema, dat is opgenomen in bijna alle bestaande inleidingen tot dendrochronologie. Helemaal links in de grafiek van de dikte van de jaarringen staat een jaartal: Toen is het boompje gekiemd. Doorgaans vinden we dat weinig interessant. De veldatum, d.i. de datum waarop de boom is gekapt, hier 1822, zegt meer. Met name als je in een gebouw een balk onderzoekt, wil je die weten. Op z'n vroegst is toen dat hout gebruikt. Een kleiner bezwaar is dat dit schema gaat over sparrenhout. Bij ons in Zutphen zijn we meer geïnteresseerd in eikenhout, eventueel grenen. Daar zijn de kappen hier van gemaakt. Maar het principe is eender. Het schema suggereert dat je maar één stel opeenvolgende en overlappende monsters naast elkaar hoeft te leggen om tot een besluit te komen. De werkelijkheid is aanmerkelijk ingewikkelder dan dit schema. Daar is het ook een schema voor. Iedereen die wel eens een doorgezaagde boom heeft bekeken, of een tak ervan, weet dat de jaarringen niet simpelweg concentrische cirkels zijn. Jaarringen zijn nooit rond. Ook een relatief brede jaarring is op de ene plaats wat breder, een eindje verderop wat smaller. En als de daaropvolgende jaarring voor het merendeel smaller is, dan is het toch mogelijk dat hij op sommige plekken toch net ZUTPHEN I

3 wat breder is dan de vorige. Elk biologisch verschijnsel - en een boom is een biologisch verschijnsel - heeft te maken met variabiliteit. Als je gaat tellen en meten, heb je daar rekening mee te houden. Om daaraan tegemoet te komen zijn statistische technieken ontwikkeld. Dat houdt onder andere in dat er verschillende monsters uit eenzelfde balk genomen moeten worden. Verder meet men niet alleen de feitelijke dikten van elke jaarring, maar berekent men ook de verhouding met de ernaast liggende jaarring. Een boom die op vruchtbare grond heeft gestaan zal ook in wat moeilijker jaren dikkere jaarringen hebben dan een boom in dezelfde periode maar op een armoediger plaats in een goed jaar. Een boom in een bos groeit ook anders dan in het vrije veld. Het wordt al ingewikkelder als een boom eerst in een bos staat dat op 'onze' boom na gekapt wordt. Zo zijn er talloze variaties te bedenken waarom het nodig is meer monsters te nemen en statistiek op de gegevens los te laten. Ook zijn jaarringen dunner naarmate een boom ouder is. Hollstein' heeft eens van 376 eiken uit de laatste 27 eeuwen de diktes van de jaarringen gemeten. Hij heeft die diktes afgezet tegen de leeftijd van de bomen. Daar kwam een heel mooie grafiek uit: de jaarring wordt hoe langer hoe dunner. (Zie kader "Alterstrend".) Op de een of andere manier moeten al die variaties zo veel mogelijk vereffend worden. Daar bestaan wiskundige en, zoals al is opgemerkt, statistische technieken voorz. Elke dendrochronoloog kent die en beschrijft in zijn verslag welke hij toegepast heeft. Als nu van een stuk hout bekend is wat de absolute en relatieve diktes van de jaarringen zijn, moet je nog het probleem oplossen van wanneer deze boom is. Moet je op zoek gaan naar andermans monsters die over een bepaald gebied (hoe groot?) hetzelfde of bijna hetzelfde patroon van relatieve diktes hebben? Ja, daar komt het eigenlijk wel op neer. Sinds een kleine honderd jaar geleden de Amerikaan Andrew Ellicott Douglass de basis legde van de dendrochronologie zijn er heel wat metingen gedaan. Ook voor onze omge- ving bestaan intussen heel wat op elkaar vol- gende reeksen gegevens. Daar bestaan databe- standen van. Dergelijke reeksen noemt men soms kalenders, soms chronologieën, soms curven. Ze zijn te beschouwen als de jaarrin- gen van een samengestelde eeuwen- en eeu- wenoude boom; het is een referentie. Waar het om gaat, is dat er voldoende getallenreek- sen bestaan om de getallenreeks van een bo- ring naast te leggen. Naar wat de dendrobepa- Iers vertellen, leggen ze in eerste instantie fy- siek hun grafieken naast de referentiecurven; in de begintijd was dat de enige methode. Maar eerst hebben ze dan wel het pijpje hout platgeslepen tot het onder een microscoop paste, zodat je nauwkeurig de diktes van de jaarringen kon meten. Dat gebeurt in honderd- sten van millimeters. Uiteindelijk zijn het de opeenvolgende cijfertjes, de reeksen, die dui- delijkheid verschaffen. Dat vergelijken van het eigen monster met al bestaande gegevens noe- men dendrochronologen synchroniseren. Er bestaat een statistische methode om getallenreeksen met elkaar te vergelijken. Dat is de bepaling van het correlatiecoëfficiënt. Die wordt weergegeven met de letter R. Dat getal zit ergens tussen de +l en de -1; hierbij wil +l zeggen dat de correlatie perfect is, bij -1 ook maar dan tegengesteld, en R = O betekent dat er geen correlatie is. Men kan op zijn klompen aanvoelen dat je met twee of drie, zelfs tien jaarringen gemakkelijk ergens in de honderden jaren van de referentie wel een overeenkomst kunt vinden. Daarmee zou je jezelf voor de gek houden. De dendrochrono- Hollstein, E., 1980: Mitteleuropäische Eichenchronologie, Mainz (pag 13). Hier dieper op ingaan zou het artikel ongeveer twee keer zo lang maken. Mocht er belangstelling voor blijken, dan kan dat in een volgend artikel. Op internet zijn sites te vinden die een 'easy way' geven. Deze zijn doorgaans hemeltergend simplistisch.

4 - - Het principe van de bernonstterng. &jaarringen zgn duidelijk te zien. [Met dank aan E. PreLUer] loog wil minstens 50 jaarringen in zijn mon- ster hebben, anders wordt het hem te onnauw- keurig. Meestal zitten in een monster wel zo'n 60 tot 120 jaarringen. De referentiecurve (of kalender, enzovoort) bestaat uit een heel wat langere reeks. Het is nu betrekkelijk eenvoudig om de getallenreeks van het monster als het ware te laten wandelen langs de referentie en daarbij bij te houden hoe groot R is. De hoogst gevonden waarde is dan een nadere bestude- ring waard. Maar het mag ook weer niet al te mooi worden. Als R dicht in de buurt van de 1 komt, en al helemaal als R precies 1 is, wordt de dendrochronoloog achterdochtig. Zoiets is te mooi om waar te zijn! Dan is er waarschijn- lijk geknoeid met de gegevens. In grote lijnen gaat een ouderdomsbepaling met dendrochronologie dus als volgt. Er komt iemand met een grote holle boor die een pijp- je hout boort uit een oude balk. Dat doet hij zo goed mogelijk vanaf wat ooit de buitenkant van het hout was (de wankant) naar het mid- den van de vroegere stam. Daar komt heel wat deskundigheid en vaardigheid bij kijken. Dat gebeurt een paar keer. Als de monsters op het eerste gezicht naar wens zijn (voldoende jaar- ringen, niet te scheef) worden de monsters afgeslepen en onder een microscoop bekeken. Dan worden de jaarringen gemeten en geteld. Eventueel worden er wat wiskundige bewerkingen uitgevoerd op de metingen en tenslotte worden de gegevens vergeleken met een bestaande standaardcurve. Het eind van het verhaal is een datum met een bepaalde nauwkeurigheid. EIKENHOUT IS EIKENHOUT Een boom die oud genoeg is om balken van te maken, bestaat uit kernhout (het binnenste hout), spinthout (het levende hout, met daarin de vaten) en bast (het buitenste deel). Het mooiste is het als het monster dat ook allemaal heeft; de bast is daarbij h& bewijs dat je echt alles hebt. Dan kun je heel precies vaststellen wanneer de boom gekapt is, zomer of winter. Als de wankant, de grens tussen hout en bast, ontbreekt, maar er is wel spinthout dan geldt al gauw een marge van plus of min 6 jaar. Dat heeft te maken met het gemiddelde aantal jaarringen van het spinthout dat bij eikenhout tussen de 15 en de 25 ligt. NB. Het is een schatting. Het spreekt vanzelf dat de referentiecurve van

5 hetzelfde hout moet zijn. Voor Zutphen is dat meestal eikenhout; dat is doorgaans hout van de zomereik. Er zijn heel wat soorten eikenhout. Wat hier eik genoemd wordt, ook wel inlandse eik, heet officieel Zomereik. De wetenschappelijke naam is Quercus robur, English oak in het Engels. Er bestaat ook een Wintereik; die komt veel minder vaak voor en heet Quercus petraea. In uit het Engels vertaald werk heet die vaak Steeneik, maar dat is echt een andere (Quercus ilex uit Zuid-Europa). Het hout en de gevoeligheden voor het klimaat zijn zodanig dat deze beide soorten het met eenzelfde curve kunnen doen. De Amerikaanse eik (Quercus rubra) was er nog niet. Natuurlijk moet je het monster vergelijken met een curve die gebaseerd is op hout uit dezelfde streek. Maar hoe weet je waar het hout dat je bekijkt vandaan komt? In een publicatie van het Nederlands Centrum voor Dendrochronologie3 staat dat juist in de voor Zutphen interessante tijd ( ) weinig 'Nederlands' hout is aangetroffen. En toch zijn er intussen heel wat Zutphense kappen dendrochronologisch gedateerd. Dat hout werd geïmporteerd en niemand vond het toen belangrijk of dat al of niet kwam uit wat later Nederland zou worden. In onze omgeving vindt de datering doorgaans plaats aan de hand van de zogeheten Westfaalse curve. Maar een stad die ligt aan een zijtak van de Rijn kan natuurlijk ook hout van nog elders gehaald hebben. Het is al gebeurd dat een balk op grond van de Westfaalse curve niet dateerbaar bleek. Maar toen een curve uit de Eifel beschikbaar kwam en daarmee werd vergeleken, viel alles op zijn plaats. Wie een dendrobepaling heeft laten uitvoeren, krijgt daarvan een rapport. Dat rapport bevat doorgaans een uitvoerige uitleg van wat dendrochronologie is. Veel meer dan in dit artikel- tje kan staan. Maar iedereen kijkt meteen naar de jaartallen, en het oudste jaartal is natuurlijk het mooiste. En dan staan er doorgaans ook nog heel wat meer cijfertjes. De jaartallen zijn gewoonlijk de veldata, dat is wanneer de boom is omgehakt. Meestal is kort daarna het hout gebruikt. Eikenhout staat bekend als hard hout, maar kort na het kap- pen is het vrij gemakkelijk te bewerken. Dat brengt met zich mee dat doorgaans de bouw- datum van een pand hoogstens een jaar na die veldatum is. Een kenner kan zien of vers of oud hout is gebruikt; de sporen van bewer- kingen als hakken en zagen zijn bij vers ei- kenhout anders dan bij oud eikenhout. Als er dan één stuk hout van veel ouder datum bij is, dan is dat waarschijnlijk hergebruikt hout. Ook dat kan een deskundige zien. Bij de an- dere getallen staat vaak ook nog de R-waarde (of R-Wert). Dat is de correlatiecoëfficiënt, die al eerder genoemd is. Dat getal zegt op zichzelf niet genoeg. Een R-waarde op grond van 50 jaarringen is minder precies dan de- zelfde R-waarde op grond van 100 jaarrin- gen. Via een zogeheten t-toets (waarvan de waarde ook vaak gegeven wordt) berekent men de betrouwbaarheid van het gevonden resultaat4. Die wordt opgegeven in procen- ten. Waarden beneden de 99% vindt de den- drobepaler te onzeker. Hij zal dan melden dat hij geen jaartal heeft kunnen vinden. Een oude term is GL, de Cleichlaufigkeitswert. In het begin van de dendrochronologie, toen de computers nog niet zo algemeen waren ais nu, vergeleek men grafieken van de gevon- den getallen. Er werd dan gekeken hoe vaak de twee grafieken gelijk op gingen (beide naar beneden of beide naar boven), en hoe vaak juist niet. Daar is een bepaalde maat voor gedefinieerd. GL geeft aan in welke ma- te twee grafieken op elkaar lijken. Jansrna, Esther e.a. (ROB l Nederlands Centrum voor Dendrochronologie RING) in een te downloaden bestand: Jansma Dendrochronologie.pdf. Google met dendrochronologie (pagina's uit Nederland). Ook hiervoor geldt dat bij gebleken belangstelling er in een volgend artikel verder op kan worden ingegaan. I ZUTPHEN

6 In Zutphen hebben we het meest met dendrochronologie te maken als manier om te schatten hoe oud een gebouw, eigenlijk het hout in een gebouw is. De kap is dan het meest spectaculair, maar er is meer hout in een pand. Het beschreven proces is met alle hout te doen. Ook houten schilderijlijsten zijn te dateren. Een archeologische vondst van een boomstam of een onder de grond geraakte balk is in principe dateerbaar. In Amerika wordt dendrochronologisch onderzoek vooral gedaan ten behoeve van klimatologisch onderzoek. Dat gebeurt merendeels aan de hand van naaldhout. In onze omgeving komt erg veel eikenhout voor, maar dat is daar niet zo geschikt voor5. Eerder in dit artikel kan misschien de indruk ontstaan zijn, dat het weer de belangrijkste factor is voor de dikte van de jaarringen. Juist bij de eik spelen daarnaast heel veel andere factoren een rol. Daarbij kwam dat eikenhout handelswaar was; er is nogal mee gesleept. Heel veel aan dendrochronologische bepalingen zou geautomatiseerd kunnen worden. Machines kunnen een monster tot op de juiste dikte slijpen, de afwisseling van fijnporig hout met grofporig hout - dat is: een jaarring - is te detecteren en te meten, de er uit komende getallen kunnen met talloze andere reeksen vergeleken worden tot de best passende er uit komt. Daar hoeft geen mens aan te pas te komen. Maar het nemen van een goed monster, het op de juiste plek de boor zetten, het boren tot de juiste diepte en het beoordelen van het monster, dat blijft vakmanschap. Jansma, E. Dezelfde bron als in de vorige voetnoot. "ALTERSTREND" Hollstein noemde de afname van de jaar- maken, maar daarvoor niet. Gemiddeld is ringdiktes met de leeftijd "Alterstrend". Die de jaarring in een eik van 10 jaar oud 2,05 afname bleek volgens een e-macht te lopen: mm, bij een eik van 100 jaar oud is dat 1,l 3 B(N) = C1 [exp {T (N-IO)}] + C2. Hierbij is mm en bij een duizendjarige eik 0,70 mm. B(N) de dikte van de ring B bij toenemende Een ervaren dendrochronoloog vertelde dat ouderdom N, C1 = 1,35 mm, C2 = 0,70 hij wel eens jaarringen van een halve millimm en T = -0,0127. Hollstein schreef dat meter had gezien, maar ook wel eens van hij geconstateerd had dat de jaarringen bij 2,5 cm.6 een tienjarige eik op z'n breedst zijn. Vanaf dan gaan ze steeds dunnere jaarringen Vriendelijke mededelingvan E. PreRIer. CORRELATIE Als twee reeksen cijfers perfect samen oplopen is R = +l. Dat doet zich voor als bijvoorbeeld de ene reeks 1,2,3,4,5,6,7,8,9 is en de andere ook. Maar ook als de andere reeks 2,4,6,8,10,12,14,16,18 is, is R = +l. Maar als de tweede reeks 9,8,7,6,5,4,3,2,1 is, dan is R = -1. Als de twee reeksen absoluut niet op elkaar lijken, komt er R = O uit; dat is géén correlatie. Het is een beproefde methode; in Excel kan het met de functie CORREL. Enkele voorbeelden: De ene reeks is 1,2,3,4,5,6,7,8,9 en de andere is 5,6,7,8,9,10,11,12,13; de correlatie is 1. Als de andere reeks is 5,6,7,6,5,4,5,6,7, dan is de correlatie 0,45. Als de tweede reeks 1,2,1,2,1,2,1,2,1 is, wordt de correlatie 0. In het eerste voorbeeld was in beide reeksen elk getal 1 meer dan de vorige, in het tweede schommelde dat wat naar boven en beneden, maar in het derde voorbeeld waren het wel heel verschillende rijen cijfers. Wilt u weten op welke formule de correlatieberekening berust, raadpleeg dan de Helpfunctie van Excel. lllá] ZUTPHEN I