Niên đại vòng cây gán cho mỗi vòng gỗ đúng một năm dương lịch bằng cách so dãy vòng rộng, hẹp của mẫu với một chuỗi chuẩn đã biết năm. Khi khớp chắc chắn, sai số là không năm, điều hiếm phương pháp định tuổi nào làm được.
Nhiều người nghĩ niên đại vòng cây đơn giản là đếm vòng. Đếm vòng chỉ trả lời cây này sống bao nhiêu năm. Câu hỏi của nhà niên đại học khác hẳn: vòng ngoài cùng của khúc gỗ này mọc vào năm nào, khi không ai biết cây bị chặt lúc nào. Muốn trả lời, cần một thứ giống như vân tay của thời gian, và các vòng gỗ chính là vân tay đó. Bài này đi qua nguyên lý, cách đối chiếu, cách nối chuỗi và những chỗ phương pháp chịu thua.
Vì sao vòng gỗ ghi lại được từng năm?
Gỗ sớm, gỗ muộn và đường ranh mỗi năm
Thân cây lớn ngang nhờ một lớp tế bào mỏng nằm ngay dưới vỏ gọi là tầng phát sinh. Ở vùng có mùa rõ rệt, đầu mùa sinh trưởng tầng này tạo ra tế bào to, thành mỏng, màu nhạt, gọi là gỗ sớm. Cuối mùa, tế bào nhỏ dần, thành dày, màu sẫm, gọi là gỗ muộn. Rồi cây ngừng lớn trong mùa lạnh hay mùa khô. Chỗ gỗ muộn sẫm của năm trước tiếp giáp gỗ sớm nhạt của năm sau tạo thành một đường ranh sắc nét. Một cặp sáng, tối là một năm.
Vòng rộng, vòng hẹp mang thông tin thời tiết
Bề rộng mỗi vòng không đều. Năm nào mưa đủ, nhiệt độ thuận, cây lớn nhiều, vòng rộng. Năm hạn nặng hay lạnh bất thường, vòng hẹp hẳn. Vì mọi cây trong một vùng cùng chịu chung thời tiết, chúng có chung một nhịp rộng, hẹp. Dãy nhịp đó qua vài chục năm gần như không lặp lại, giống một mã vạch riêng của từng giai đoạn. Đây là nền tảng của cả phương pháp.
Đếm vòng cây và định niên đại vòng cây khác nhau thế nào?
Đếm vòng cho số năm, định niên đại cho năm cụ thể. Một khúc gỗ có 180 vòng nói rằng phần gỗ còn lại ghi 180 mùa sinh trưởng. Nó không nói 180 mùa ấy nằm ở thế kỷ nào. Chỉ khi biết chắc vòng ngoài cùng là năm cây bị đốn, ví dụ cây vừa chặt hôm qua, phép đếm mới đổi thành niên đại.
Ngay cả với cây sống, đếm đơn thuần vẫn có thể sai. Năm hạn quá nặng, có đoạn thân không tạo vòng, gọi là vòng khuyết. Ngược lại, một đợt hạn giữa mùa rồi mưa trở lại có thể làm cây tạo hai dải sẫm trong một năm, gọi là vòng giả. Một mẫu lấy từ một phía thân có thể thiếu vòng mà phía kia vẫn có. Người mới đếm một mẫu, ra 180, rồi yên tâm. Người làm nghề so nhiều mẫu, nhiều cây, và chỉ tin con số khi các mẫu đồng ý với nhau từng vòng.
Đối chiếu chéo được làm theo trình tự nào?
Bước 1: đo bề rộng từng vòng
Mẫu được bào, chà nhẵn tới mức nhìn rõ từng tế bào dưới kính lúp. Người đo dùng bàn trượt có thước điện tử, ghi bề rộng mỗi vòng tới phần trăm milimét, hoặc quét ảnh độ phân giải cao rồi đo trên máy. Kết quả là một dãy số, mỗi số là một năm.
Bước 2: tìm các vòng đánh dấu
Một vài năm thời tiết cực đoan để lại vòng hẹp bất thường ở gần như mọi cây trong vùng. Những vòng ấy là mốc. Người làm nghề thường vẽ lên giấy kẻ ô các vạch tại vị trí vòng hẹp rồi trượt hai dải giấy cạnh nhau, tìm chỗ các vạch trùng nhau. Cách thủ công này vẫn được dạy vì nó giúp mắt nhận ra mẫu vòng trước khi giao cho máy.
Bước 3: kiểm bằng thống kê và bằng mắt
Phần mềm dịch dãy số của mẫu dọc theo chuỗi chuẩn, tính hệ số tương quan ở từng vị trí. Vị trí có tương quan cao vượt hẳn các vị trí khác là ứng viên. Nhưng một con số tương quan cao chưa đủ: người đọc quay lại mẫu gỗ, kiểm từng vòng đánh dấu có đúng chỗ không, có vòng khuyết nào làm lệch không. Kết quả chỉ được công bố khi cả máy và mắt đều đồng ý.
Ghép chuỗi lùi về quá khứ bằng những nguồn gỗ nào?
Một cây sống vài trăm năm. Để đi xa hơn, người ta nối các khúc gỗ có đoạn đời chồng lên nhau: phần đầu đời của cây trẻ trùng với phần cuối đời của cây già hơn, cứ thế lùi dần.
| Nguồn gỗ | Thường cho đoạn thời gian | Điều cần lưu ý |
|---|---|---|
| Cây đang sống, cây cổ thụ | Từ hiện nay lùi về vài trăm năm, cá biệt vài nghìn năm | Biết chắc năm vòng ngoài cùng, là điểm neo của cả chuỗi |
| Gỗ trong công trình: nhà, đình, cầu, nhà thờ | Nối tiếp phía trước cây sống, thường vài thế kỷ | Gỗ có thể tái sử dụng từ công trình cũ hơn |
| Gỗ khảo cổ: giếng, cọc, thuyền | Có thể lùi về hàng nghìn năm | Do cơ quan chuyên môn khai quật, cần bảo quản ướt |
| Thân cây vùi trong đầm lầy, sông, trầm tích | Có thể vượt hơn mười nghìn năm ở một số vùng | Thường là chuỗi trôi chưa neo, phải nối dần |
| Gỗ chết đứng ở vùng khô lạnh | Hàng nghìn năm | Gỗ phân huỷ chậm nên giữ được vòng rất cũ |
Một đoạn chuỗi chưa nối được về hiện tại gọi là chuỗi trôi: các vòng trong đó có thứ tự tương đối với nhau, nhưng chưa có năm dương lịch. Khi tìm được một khúc gỗ bắc cầu, cả chuỗi trôi rơi vào đúng chỗ và mọi vòng trong đó lập tức nhận năm.
Những chuỗi vòng cây dài nhất đi tới đâu?
Ở vùng núi khô phía tây nước Mỹ, cây thông râu (bristlecone pine) có cá thể sống gần 5.000 năm, và gỗ chết của loài này giúp chuỗi vùng đó lùi xa hơn nữa, tới khoảng gần chín nghìn năm. Ở Trung Âu, các nhóm nghiên cứu nối gỗ sồi vùi dưới lòng sông với gỗ thông cổ thành một chuỗi liên tục khoảng hơn 12.000 năm. Những con số này được nêu theo các công bố phổ biến và có thể được nới thêm khi tìm thấy gỗ mới.
Chuỗi dài quan trọng không chỉ vì kỷ lục. Mỗi vòng trong chuỗi là gỗ của đúng một năm, nên có thể đo lượng carbon-14 trong vòng đó và biết khí quyển năm ấy chứa bao nhiêu carbon-14. Đó là lý do niên đại vòng cây là xương sống của đường cong hiệu chỉnh carbon-14 cho khoảng mười mấy nghìn năm gần nhất.
Khi nào niên đại vòng cây không dùng được?
Phương pháp mạnh nhưng điều kiện khắt khe. Nó thường chịu thua trong các trường hợp sau.
- Cây ở vùng nhiệt đới ẩm quanh năm, không có mùa nghỉ rõ, nên không tạo vòng năm hoặc vòng mờ, không đều.
- Mẫu quá ít vòng. Một dãy vài chục vòng dễ khớp nhầm ở nhiều vị trí; thường cần từ vài chục tới hơn một trăm vòng mới đủ tin.
- Loài cây chưa có chuỗi chuẩn trong vùng. Gỗ sồi châu Âu không dùng để định tuổi gỗ lim hay gỗ thông ở Việt Nam.
- Gỗ đã mất phần ngoài: không biết thiếu bao nhiêu vòng thì chỉ nói được cây bị đốn sau năm nào, không nói được đúng năm.
- Cây mọc ở nơi quá được che chở, đủ nước quanh năm, nhịp vòng phẳng lặng, ít phản ánh thời tiết chung.
Đọc tin về cây nghìn năm tuổi thế nào cho tỉnh táo?
Tuổi ước theo chu vi không phải niên đại vòng cây. Nhiều cây di sản được công bố tuổi dựa vào vòng thân, truyền ngôn và tốc độ lớn trung bình của loài. Đó là ước lượng có ích cho bảo tồn, sai số có thể vài trăm năm.
Cây rỗng ruột thì phần lõi cổ nhất đã mất. Khoan mẫu chỉ cho tuổi tối thiểu của phần gỗ còn lại, chưa phải tuổi thật của cây.
Khoan lấy lõi gỗ là việc của người có chuyên môn và giấy phép. Cây di sản, cây trong rừng đặc dụng được pháp luật bảo vệ; bạn không tự khoan, không tự cưa cành để đếm vòng.
Hỏi một câu đơn giản. Con số tuổi này đến từ đếm vòng trên mẫu thật, đối chiếu với chuỗi chuẩn, hay ước theo kích thước? Câu trả lời cho biết nên tin con số tới mức nào.
Câu hỏi thường gặp
Niên đại vòng cây có chính xác tới từng năm không?
Có, khi mẫu đủ dài, loài cây có chuỗi chuẩn và đối chiếu chéo cho kết quả rõ. Khi đó vòng ngoài cùng được gán đúng một năm, không có dải sai số như carbon-14.
Đếm vòng cây trên gốc vừa cưa có biết tuổi cây không?
Biết gần đúng số năm phần thân ở độ cao vết cưa đã sống. Cây cần vài năm mới cao tới vết cưa, và có thể có vòng khuyết hoặc vòng giả, nên con số chỉ là ước lượng.
Vì sao cây nhiệt đới khó định niên đại vòng cây?
Ở nơi ẩm quanh năm, cây không có mùa nghỉ rõ nên không tạo ranh giới vòng hằng năm đều đặn. Một số loài ở vùng có mùa khô rõ vẫn tạo vòng năm và đang được nghiên cứu.
Chuỗi trôi trong niên đại vòng cây là gì?
Là một đoạn chuỗi vòng có thứ tự nội bộ nhưng chưa nối được về hiện tại nên chưa có năm dương lịch. Khi tìm được gỗ bắc cầu, chuỗi trôi được neo và mọi vòng nhận năm.
Niên đại vòng cây liên quan gì tới carbon-14?
Mỗi vòng là gỗ của một năm đã biết, nên đo carbon-14 trong vòng cho biết hàm lượng khí quyển năm đó. Các phép đo này dựng nên đường cong hiệu chỉnh carbon-14.