Gli occhi di Charlotte Pearson scrutarono un pezzo di albero antico delle dimensioni di un palmo. Si stabilirono su un anello che sembrava "insolitamente leggero, " e ha preso nota senza pensarci due volte. Tre anni dopo, e armati di nuove metodologie e tecnologie, ha scoperto che l'anello luminoso potrebbe segnare l'anno in cui il vulcano Thera sull'isola greca di Santorini ha eruttato durante l'antica civiltà minoica. La data dell'eruzione, che è uno dei più grandi che l'umanità abbia mai visto, si discute da decenni.

Pearson, un assistente professore di dendrocronologia e antropologia dell'Università dell'Arizona, è autore principale di un articolo, pubblicato in Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze , in cui lei e i suoi colleghi hanno utilizzato un nuovo approccio ibrido per assegnare le date del calendario a una sequenza di anelli degli alberi, che abbraccia il periodo durante il quale Thera eruttò, entro un anno da una data di calendario. Ciò consente loro di presentare nuove prove che potrebbero supportare una data di eruzione intorno al 1560 a.C.

Colmare le lacune

"In ogni anello degli alberi, hai questa capsula del tempo che puoi disimballare, " ha detto Pearson.

Gli alberi crescono in accordo con le condizioni del loro ambiente locale. Ogni anno, gli alberi producono un nuovo strato di crescita concentrica, chiamato anello di un albero, che può registrare informazioni sulle precipitazioni, temperatura, incendi boschivi, condizioni del suolo e altro ancora. Gli alberi possono persino registrare l'attività solare mentre cresce e cala.

Quando una sequenza di anelli di alberi di varie età vengono sovrapposti e sommati, possono durare centinaia o migliaia di anni, fornendo informazioni sulle condizioni climatiche passate e il contesto per le civiltà concorrenti.

"La cronologia più lunga del mondo risale a 12 anni, 000 anni. Ma nel Mediterraneo, il problema è che non abbiamo un pieno, registrazione continua che risale ai tempi di Thera, " ha detto Pearson. "Abbiamo registrato gli ultimi 2, 000 anni molto bene, ma poi c'è un vuoto. Abbiamo anelli di alberi di epoche precedenti, ma non sappiamo esattamente a quali date corrispondano gli anelli. Questa è quella che viene chiamata una 'cronologia fluttuante'".

Colmare questa lacuna potrebbe aiutare a definire la data dell'eruzione di Thera e dipingere uno sfondo climatico per le varie civiltà che sorsero e caddero durante l'età del bronzo e del ferro, che insieme si estendevano tra 5, 000 e 2, 500 anni fa.

"Fino a quando non puoi mettere un anno esatto sugli eventi su una scala che abbia senso per le persone, un anno, non è così potente, " Ha detto Pearson. "Questo studio riguarda davvero l'acquisizione (il mio co-autore e professore di ricerca nel laboratorio di anelli degli alberi) di Peter Kuniholm che ha messo insieme in 45 anni di lavoro e la datazione in un modo non possibile prima. Più importante, è fissato nel tempo, proprio come se avessimo riempito il nostro spazio tra gli anelli degli alberi".

Un approccio ibrido

Dall'inizio del Laboratorio di ricerca sugli anelli degli alberi dell'UArizona nel 1937, un assortimento di campioni di anelli degli alberi provenienti da tutto il mondo accumulati in condizioni tutt'altro che ideali sotto l'Arizona Stadium. Ma dal completamento dell'aggiornamento dell'università Bryant Bannister Tree Ring Building nel 2013, il team di curatori, guidato da Peter Brewer, si è trasferito, organizzare e conservare campioni per ricerche future.

"Questa è la collezione che ha fondato il campo della ricerca sugli anelli degli alberi, ed è di gran lunga il più grande del mondo, " Brewer ha detto. "I ricercatori vengono da ogni parte per utilizzare la nostra collezione."

"È solo pieno zeppo di resti di antiche foreste e siti archeologici, che non esistono più, e contiene campioni di legno che furono fondamentali nella crescita della disciplina della dendrocronologia, " ha detto Pearson.

La collezione comprende legname proveniente dal Midas Mound Tumulus a Gordion in Turchia, una tomba gigante di un uomo che era probabilmente il padre o il nonno di Mida. Da legni come questi, Kuniholm ha costruito una cronologia degli anelli degli alberi del Mediterraneo per quasi mezzo secolo. Insieme, Il record di Kuniholm dal B.C. periodo si estende su 2, 000 anni, compresi gli alberi che crescono sottovento all'eruzione di Thera, rendendolo fondamentale per la ricerca del team.

Nonostante la lunghezza di questa cronologia, è rimasto senza data. Per fissarlo, il team ha deciso di provare qualcosa di nuovo.

Quando i raggi cosmici dallo spazio entrano nell'atmosfera terrestre, i neutroni si scontrano con gli atomi di azoto per creare una versione radioattiva del carbonio, chiamato carbonio-14, che si diffonde in tutto il pianeta. Tutta l'altra vita sulla Terra, compresi gli anelli degli alberi, prendi il carbonio-14, e poiché gli anelli degli alberi bloccano una misurazione del carbonio-14 per ogni anno in cui crescono, contengono modelli che mostrano come è cambiato nel tempo. Questi modelli di carbonio-14 negli anelli degli alberi in tutto il mondo dovrebbero corrispondere.

Pearson e il suo team hanno utilizzato i modelli di carbonio-14 catturati negli anelli degli alberi di Gordion per ancorare la cronologia fluttuante a modelli simili di altre sequenze di anelli degli alberi datati dal calendario.

"È un nuovo modo per ancorare le cronologie degli anelli degli alberi galleggianti che si avvale della precisione annuale degli anelli degli alberi, " ha detto Pearson.

Per convalidare i loro risultati, il team si è rivolto agli anelli datati dal calendario dei pini bristlecone di alta quota del Nord America occidentale che vivevano allo stesso tempo del Gordion.

"Quando ci sono grandi eruzioni vulcaniche, spesso sfregia il bristlecone per congelamento durante la stagione di crescita, creando un anello di gelo, " ha detto il secondo autore Matthew Salzer, ricercatore presso il laboratorio degli anelli degli alberi. "Poi abbiamo confrontato le date degli anelli di gelo con quello che stava succedendo negli alberi mediterranei, che rispondono ai vulcani sviluppando anelli più larghi. E ha funzionato. Ha mostrato che gli anelli larghi nella cronologia mediterranea si sono verificati negli stessi anni degli anelli di brina nel cono setoloso. Abbiamo pensato che fosse una conferma che la datazione era probabilmente corretta".

Il team ha quindi pensato di utilizzare un nuovo pezzo di tecnologia in laboratorio chiamato macchina a fluorescenza a raggi X per scansionare il legno alla ricerca di cambiamenti chimici.

"Abbiamo scansionato l'intero periodo in cui si sa che è successo Thera, "Pearson ha detto, "e abbiamo rilevato un leggerissimo esaurimento del calcio, proprio dove ho visto questo anello più leggero anni fa."

Anche se è una leggera fluttuazione, è significativo e si verifica solo in un punto negli anni intorno al 1560 a.C.

"L'abbiamo messo sul giornale e suggeriamo provvisoriamente che sia una possibile data per Thera, " ha detto Pearson.

Qualcosa ha cambiato la chimica dell'ambiente in cui l'albero è cresciuto; la deposizione di acido da un vulcano è una possibilità, il fuoco selvaggio è un altro, ma poiché la data coincide con altri indicatori degli anelli degli alberi per una grande eruzione, Pearson dice che è degno di ulteriori esplorazioni.

"Penso che per fare una buona scienza devi indagare su tutto e mantenere una mente aperta fino a quando non vengono raccolti dati sufficienti, " ha detto Pearson. "Questo è un altro piccolo pezzo del puzzle."