Dendrocronologia: gli alberi ci raccontano il passato

Larice - Foto di Cristina GandolaLa scienza della datazione attraverso lo studio degli anelli di crescita degli alberi si chiama dendrocronologia.
Gli scienziati possono avvalersi della dendrocronologia per stabilire l’età di manufatti antichi, l’età di cattedrali ed edifici, eventi geomorfologici e per ricostruire le tendenze climatiche e l’evoluzione del territorio.

Gli anelli di crescita in un tronco non hanno tutti la stessa larghezza: si osservano serie di anelli stretti che si alternano a serie di anelli più larghi. Questa successione di anelli stretti e larghi è simile per tutti gli alberi che vivono nello stesso periodo in una determinata zona poichè riflette le condizioni ambientali dell’area.

Negli anni in cui le condizioni ambientali sono ottimali: abbondanti precipitazioni e temperature favorevoli, il cambio produce una maggiore quantità di cellule, quindi più legno e di conseguenza gli anelli di crescita risultano più spessi; invece un periodo caratterizzato da condizioni sfavorevoli e di stress per la pianta, come una prolungata siccità, si manifesta con anelli di crescita molto stretti.

Il primo ad intuire questa relazione tra eventi meteorologici e larghezza degli anelli di crescita fu Leonardo da Vinci.

La sequenza anulare, insieme ad altre evidenze, permette di:

  • ricostruire il clima di una regione in un determinato periodo storico e questo è di fondamentale importanza per le aree in cui non si avevano in passato regolari registrazioni meteorologiche;
  • valutare le caratteristiche ecologiche e ambientali passate e presenti di un’area geografica;
  • determinare l’autenticità di un’opera d’arte;
  • capire la struttura e datare le parti lignee di edifici storici.

Contare gli anelli

Per valutare l’età di un tronco basta contare gli anelli di accrescimento, sembra un esercizio semplice, ma numerose difficoltà insidiano il lavoro del Dendrocronologo.

Spesso gli anelli più interni sono molto sottili e i limiti tra essi sono confusi a causa della compressione da parte degli strati più esterni.

Bisogna tenere presente che non sempre il numero di anelli corrisponde esattamente agli anni della pianta.

Se per una severa siccità o per attacco da parte di parassiti, la pianta perde prematuramente le foglie ed emette successivamente nuovi germogli, allo spuntare delle nuove foglie si ha la formazione un nuovo anello di crescita che si definisce falso anello.

Il falso anello è un anello di accrescimento addizionale, apparentemente completo e con limiti ben marcati che si forma nell’ambito di un periodo vegetativo; non è morfologicamente distinguibile dagli altri anelli annuali ed è individuabile per mezzo della cross-datazione.

In seguito a forti stress ambientali si può verificare una mancata attività del cambio e quindi si hanno anelli mancanti, mentre quando il meristema cambiale subisce grosse lesioni si possono formare anelli incompleti.

Se il tronco possiede anelli ellittici cioè più spessi da una parte e più sottili dall’altra, significa che la pianta cresceva inclinata e, come reazione alla gravità, la frequenza di divisione cellulare non risulta omogenea lungo il perimetro del cambio.
Nelle Dicotiledoni la parte più spessa dell’anello guarda verso l’alto, nelle Gimnosperme verso il basso. Si forma cioè legno di reazione, nelle Gimnosperme le fibrotracheidi sono più lignificate e a sezione arrotondata tanto da lasciare spazi intercellulari che di solito nel legno mancano. Questo rende disomogenee le proprietà del legno e può causare spaccature durante l’essiccamento del tronco.

Alcune specie hanno tronchi caratterizzati dalla presenza di anelli di diverso colore: la zona centrale più scura viene chiamata duramen mentre la zona periferica più chiara viene chiamata alburno.
Il duramen è scuro grazie alla presenza di tannini, flavonoidi e terpeni. Queste sostanze naturali, prodotte dal metabolismo secondario, hanno la funzione di proteggere il legno da batteri e funghi.
Gli alberi più longevi, come ad esempio il larice (Larix decidua Miller), presentano il duramen che aumenta di spessore all’aumentare dell’età mentre l’alburno mantiene uno spessore costante e va a costituire gli anelli più esterni.

Scopo della Dendrocronologia

Lo scopo della ricerca dendrocronologica è la costruzione di cronologie che si estendano nel passato per molte centinaia di anni.
Com’è possibile raggiungere questo obiettivo dato che ogni albero ha una vita limitata?
E’ possibile grazie alla tecnica della cross-datazione.
Una cronologia può essere costruita campionando e studiando gli alberi centenari, come numerosi individui appartenenti alle specie Pinus longaeva, Quercus robur e Quercus petrea.
In particolare, Pinus longaeva è stato utilizzato per la calibrazione del metodo del radiocarbonio e le querce sono state usate per datare siti preistorici.

Larix decidua e Picea abies in siti alpini permettono di conoscere le condizioni climatiche annuali degli ultimi 8000 anni.

Larice e peccio formano foreste ad elevate altitudini nelle Alpi, il primo può vivere fino a 1000 anni, il secondo poco più di 300.
La distribuzione del larice si limita alle montagne del centro Europa, l’abete rosso ha invece un areale molto ampio.

Bisogna considerare che la disponibilità di campioni di legno da studiare non è la stessa in tutti i periodi e in tutte le zone, infatti, è stata l’attività umana a determinare, nel corso del tempo, l’odierna disponibilità di reperti lignei storici.
La concentrazione di insediamenti antropici varia in funzione del clima e della disponibilità di materiali adatti alla costruzione; pertanto gli edifici presentano una diversa quantità di strutture lignee, inoltre le tecniche di costruzione sono molto importanti per avere campioni adeguati alle ricerche dendrocronologiche.

E’ importante ricordare che, per studiare campioni di legno storici e preistorici, è necessario saper riconoscere le modalità di decomposizione al fine di preservare il legno. Nelle zone temperate si ha decomposizione aerobia: in normali condizioni di umidità, il legno morto marcisce rapidamente.
Lo scienziato deve sapere che la porzione centrale del tronco di alberi vivi, specialmente conifere come l’abete rosso, viene spesso attaccata da un fungo (Fomes annosus) che distrugge completamente il legno rendendolo inutilizzabile per studi dendrocronologici.

Importanti prerequisiti per datare

L’albero, subito dopo essere stato abbattuto, inizia a seccarsi: le cellule del cambio muoiono e l’ultimo anello esterno fornisce la data dell’abbattimento.
Il momento dell’anno in cui l’albero viene abbattuto può essere determinato con poca precisione, infatti, come avviene nel larice (Larix decidua), il legno primaverile si forma fino a luglio poi, da agosto a settembre, si forma il legno tardivo. La struttura dell’anello permette di capire soltanto se l’albero è stato abbattuto in estate o in autunno-inverno.

Spesso l’alburno dei tronchi di legno usati in edilizia viene attaccato da funghi e questo può complicare il lavoro di datazione; un’altra difficoltà è rappresentata dalla frequente mancanza dell’ultimo anello che marcisce rapidamente e non è quasi mai presente nel legno usato per costruire edifici.
L’ultimo anello di crescita può essere identificato con sicurezza solo quando il legno è provvisto di corteccia o, se questa manca, si può verificare se sulla superficie esterna sono presenti tracce di insetti che vivevano al di sotto della corteccia.
Per ridurre il problema della mancanza dell’ultimo anello, viene usato il limite tra duramen e alburno per capire la data di abbattimento, aggiungendo specifici termini di correzione.

E’ importante sapere per quanto tempo il legno è stato conservato prima di essere impiegato in edilizia. Se ci sono tracce di lavorazione con strumenti a mano, significa che il legno è stato lavorato fresco e quindi usato subito dopo l’abbattimento. Anche l’assenza di rotture radiali e la presenza di spazi tra malta e legno indicano l’utilizzo a fresco.
Di solito l’uso del legname avveniva subito dopo l’abbattimento, ma a volte passavano anni tra i due eventi.
In alcuni edifici sono stati trovati tronchi con diversa età di abbattimento, la data più recente indica il tempo del deposito.
Molto comune è il riutilizzo delle parti lignee degli edifici nelle zone a difficile reperimento di legno o dove questo, pur essendo raro, si può facilmente conservare grazie al clima arido.
Per il legno commercialmente più pregiato è necessario considerare il tempo di trasporto su lunghe distanze e il lavoro artigianale per la realizzazione di manufatti pregiati.

E’ perciò difficile ottenere datazioni precise sia perché in molti casi manca l’ultimo anello di accrescimento che si trova appena sotto la corteccia sia perché il legno si deteriora facilmente, ma anche perché spesso non è noto il tempo trascorso dall’abbattimento all’uso del legno.

Edifici storici

La sequenza degli anelli di crescita permette di datare con grande precisione oggetti di legno di epoche passate, come ad esempio vecchie travi la cui età può dare un’idea dell’età dell’intera costruzione di cui fanno parte. Questa datazione viene eseguita confrontando le curve calcolate per le travi con le curve di riferimento disponibili in letteratura per l’area di studio; nel caso in cui non siano presenti curve di riferimento, si potrebbe procedere campionando e studiando gli alberi più antichi presenti nell’area.
Con un po’ di fortuna, si potrà trovare una zona nel legno in cui la sequenza degli anelli si sovrapporrà nelle travi e nell’albero. In questo modo è possibile stabilire il periodo in cui sono vissuti gli alberi da cui sono state ricavate le travi ed eventualmente l’anno in cui è avvenuto l’abbattimento (ultimo anello della trave). Se si trovano travi ancora più antiche, la cui sequenza di anelli coincide parzialmente con quelle delle precedenti, si può risalire indietro nel tempo. Avendo a disposizione una serie di campioni di legno in cui gli anelli si sovrappongono anche solo parzialmente si può risalire indietro di secoli.

Per avere un’idea dell’epoca dell’edificio è necessario guardare la sua architettura e gli elementi storici in esso presenti ma, se si vuole conoscere con precisione la storia di un edificio è indispensabile avvalersi di analisi dendrocronologiche.

Spesso la dendrocronologia viene impiegata per conoscere la data di costruzione di un edificio di interesse storico allo scopo di confutare le informazioni storiche a disposizione.

La datazione di un edificio non è semplice, infatti, è sempre bene tenere presente che il tempo di realizzazione può essere molto lungo, ci possono essere dei momenti di stasi nei lavori di costruzione, inoltre si possono verificare incendi con la conseguente ricostruzione delle parti danneggiate utilizzando nuovo legno oppure possono essere aggiunte nuove ali successivamente.

Tramite le analisi dendrocronologiche è possibile datare opere d’arte in legno come i dipinti allo scopo di valutare l’autenticità dell’opera.

Bibliografia

Claudio Longo, Biologia vegetale forme e funzioni, 2° Ed 1997.
F.H. Schweingruber, Multilingual glossary of dendrochronology, 1995.
F.H. Schweingruber, Tree rings and environment dendroecology, 1996.
F.H. Schweingruber, Tree rings: basic and application of dendrochronology, 1988.