年輪年代学

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年輪年代学(ねんりんねんだいがく、英語:dendrochronology)とは、樹木年輪パターンを分析することによって、年代を科学的に決定する方法である。アリゾナ大学A・E・ダグラスによって、20世紀に発明・発展された。本法を適用することで樹木の年代は正確に暦年単位で決定することができる。

方法[編集]

温帯寒帯など気候の年周期性が明瞭な地域に生育する樹木は一年ごとに年輪を形成する。年輪の成長量は気候などの環境要因によって大きく影響されるため、樹木に刻まれた年輪の寛窄パターンはその木が生育していた時代の環境変動を反映している。

同じ地域・時代に成長した木々であれば、刻まれた年輪パターンも類似したものとなるため、異なる樹木間でも年輪パターンを一対一で対応させることができる。年輪幅や密度など木々に共通の(平均的な)年輪パターンの変化をグラフにしたものを標準年輪曲線という。様々な時代の樹木試料について共通する部分を手がかりに年輪曲線をつなぎ合わせていくことによって標準年輪曲線を作成し、現代から過去に遡って年輪の変化パターンを得ることができる。

完全な標準年輪曲線としては、ドイツ南部地方(マイン川ライン川流域)のリバーオークについて約10000年前まで、米国南西部(カリフォルニア州ホワイトマウンテン)のブリストルコーン松イガゴヨウ)について約8500年前まで遡れるものが作成されている。

標準年輪曲線の作成[編集]

樹木の幹を円筒状にくりぬき、年輪の幅を測定する。

年輪年代学では、標準年輪曲線を作成する過程が最も重要である。原則的には、樹木の年輪は生育地域の環境変動を反映し、またが異なれば変動パターンも異なる。同種であっても樹齢や環境によって個体差が生じる。このため、正確な標準年輪曲線を作成するには、目的とする地域に生育する(した)同種のについて、複数の資料が必要となる。

標準年輪曲線を作成する際には、はじめに同地域に生息する同種の木について、輪切りにした試料をたくさん用意する。それぞれの試料について年輪の幅を測定する。試料によっては虫害腐朽によって年輪が損害を受けている。また同一試料内でも枝張りや根張り、あて材などの異常成長部位がある。そのため、こうした部位を避けて年輪を測る。例えば、年輪幅では通常0.01mm程度の精度で測定する。

年輪の幅は、一般的に、若い木では広く、老齢の木では狭くなる。木は外側に木質を形成して成長していくので、若いうちに形成される内側の年輪は幅が広く、外側にいくにつれ狭くなる。樹齢による年輪幅の変化は種に共通であるので、標準化とよばれる数値処理により樹齢による傾向を除去する。この操作によって、気候など広い地域に共通に見られる環境変動のみを反映した年輪の広狭パターンが得られる。いくつかの異なる木について同様のパターンを作成し、平均化することで、個体差を相殺した地域・種に共通の年輪パターン、すなわち標準年輪曲線が得られる。

標準年輪曲線の延長(クロス・デイティング)[編集]

現在生育している木について標準年輪曲線が作成できれば、遺跡などから発見された木材でも年輪パターンを対比することで年代を正確に決定することができる。この手法をクロス・デイティング(crossdating)という。地中から発掘されたり、材木として利用されている過去の樹木試料について同様に年輪パターンを作成し、既知の標準年輪曲線と比較する。両者に共通するパターンが発見できれば、それを元に年輪曲線を過去に延長することができる。

特徴[編集]

年輪年代学の最も優れた点は、樹木の年代を年単位で正確に決定できることである。年輪年代法とともに代表的な年代決定法である放射性炭素年代測定で求められる年代は必然的に数十年から数百年の統計的な誤差が含まれるが、年輪年代法を併用することによって、より正確な年代の決定が可能となる。また近年は、年代がわかっている樹木年輪を用いて、大気中の放射性炭素(14C)濃度を測定し、標準的な14C濃度変動が作成されている。このデータは、放射性炭素年代の暦年代への校正に用いられている。

年輪年代学の手法で決定される年代はあくまで樹木自体の年代であり、必ずしも、建築物木造品が製作されたり使用された年代(歴史年代)を決定するものではない。枯死して時間が経過してから使用されたもの・別の用途から再利用されたものでは時代が古く、また補修のために追加されたもの・表面を削ったものは、考古学的な推定とは異なる場合があることに注意が必要である。これは年輪だけではなく他の自然科学的年代測定に共通の問題である。

弥生時代の実年代[編集]

1996年4月、日本奈良文化財研究所光谷拓実大阪府池上曽根遺跡の大型建物1の柱材(ヒノキ)の年輪年代を調べて紀元前52年であることがわかり、大型建物1は考古学的相対年代では、弥生時代中期後半に当たる蓋然性が高いと公表した。弥生時代中期後半が、紀元前1世紀に相当することとなった。それまでの弥生時代中期後半は、紀元後1世紀末と考えられていたので、約1世紀間遡ったこととなり、学界に大きな衝撃を与えた。旧説は中国や韓国の考古との比較で成り立っており、年輪年代法で古い方に遡らせる事には根強い反対がある。例えば弥生後期初頭の複数の遺跡から中国新の時代から後漢に流通した貨泉(AD14-40年)が出土しており、光武帝により使用禁止されたAD40年以前に日本に来た可能性が薄い事(出土状況から銅の原材料として入って来た可能性が高い)、弥生後期初頭はAD50年以前に遡る可能性がないとされている。弥生後期後半(土器編年からは末に近い)が紀元前52年ではおかしいと言う反対論がある。さらに、古材の使い回しではないかと言う説も提出されている。

関連分野[編集]

標準年輪曲線は過去の気候変動を反映しているため、これを分析して過去の気候を知ることができる(年輪気候学)。

年輪と類似した模様は氷床コア湖沼堆積物の年層(バーブ)にも見られる。湖沼堆積物の量や種類は湖面の凍結した年と凍結しなかった年で変動し、この変化を年輪年代学と同様の方法で分析し、年代決定に使うことができる。

関連項目[編集]

外部リンク[編集]