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樹木年輪

我們之所以能對美國西南部史前史駕輕就熟,這是因為考古學家在這一地區擁有兩大優勢。其一為我將在下文探討的林鼠貝塚方法,它好似提供了一個時空膠囊,使我們得以研究在幾十年的時間範圍內生活在幾十碼長的貝塚裡的所有植物,古植物學家們因此能夠重建這一地區的植物變化情況。另一個優勢是考古學家們可以從遺留下來的房屋木樑的年輪來推斷年份,這一方法要比放射性碳年代測定法來得準確,後者的誤差往往在50到100年之間。

由於西南地區降雨和溫度變化四季分明,樹木的生長率也會像溫帶其他地方一樣隨季節而異,所以可以用樹木年輪測定法。溫帶的樹木每年只增加一圈年輪,不像熱帶雨林的樹木年輪幾乎接連不斷。而美國西南部比起溫帶其他地方更適合使用樹木年輪測定法,因為這一地區氣候乾燥,即使是倒下千年的木材也保存完好。

科學家們把樹木年輪測定法稱為「樹輪年代學」(Dendrochronology,這個單詞源於希臘語詞根,dendron意為樹,chronos意為時間)。你如果在今天(2005年)砍倒一棵樹,那麼只要順著年輪由外向內數(最外一圈就代表今年的樹輪),如果從最外邊的一圈數到正中心是177個圈的話,那麼就是2005減去177,即這棵樹是從1828年開始生長。由於我們無法得知阿納薩茲的木樑是哪年砍倒的,所以得根據樹輪來推算年份。樹木年輪的寬距每年都不盡相同,這取決於當年的降雨和乾旱程度,因此樹木剖面上的年輪就像以前用來發送電報的摩爾斯碼所傳送的信息,摩爾斯碼是嘟-嘟-噠-嘟-噠,年輪則是寬-寬-窄-寬-窄。事實上,年輪比摩爾斯碼更具特徵,也代表更豐富的信息,因為年輪間的寬距不盡相同,但摩爾斯碼的選擇只有嘟或者噠。

年輪專家(被稱為「樹木年代學家」)在做研究時會將在近年已知年份砍倒的樹木所表現出的年輪寬窄序列記錄在案,同時也把過去未知年份砍倒的木樑上的年輪序列記錄下來,然後兩者進行比較,從中找出具有相同特徵的寬窄圖案。打個比方,假設今年(2005年)你砍倒了一棵400歲的樹(400圈年輪),從1643年到1631年這13年的年輪特徵非常明顯,上面有5圈寬、2圈窄和6圈寬。如果你在一段有332圈年輪但不知其砍倒年份的老木頭上發現從外往裡數第7圈開始具有和上述樹木同樣的特徵,那麼你就能推斷出這段老木頭砍倒的年份是1650年(1643年往後推7年),而這棵樹是從1318年開始生長的(1650年往前推332年),接下來你就可以整理歸納從1318年到1650年的樹木年輪特徵了。同樣地,如果你能找到在1318年之前開始生長且於1318年之後被砍伐下來的木頭的話,你就可以繼續延伸上面整理的年輪譜。樹木年代學家們通過這一方法在世界部分地區建立了長達數千年的年輪譜。每一份年輪譜只適用於某一個地區,氣候因素導致各個地區樹木生長圖案都不盡相同。比如在美國西南部一帶,墨西哥州北部的基本樹輪年表就與懷俄明州的不一樣。

樹輪年代學的好處在於每一圈樹輪的寬度和結構可以反映出那一年的降雨量和降雨季節。因此,樹木年輪研究使我們能夠重建過去的氣候資料。例如,一系列的寬輪代表濕季,而一系列的窄輪則代表乾旱。樹木年輪使得美國西南部的考古學家們能夠準確斷年,同時也對每年生態環境情況瞭如指掌。