Дендрохронология — одна из методик датирования археологических находок и древних предметов, основанная на исследовании годичных колец древесины. Используется для датирования деревянных предметов и фрагментов древесных стволов (например, в постройках), а также в биологии - при изучении биологических изменений за последние тысячилетия.

Деревья, произрастающие в климатических зонах с сезонным климатом, летом и зимой растут неодинаково: основной рост происходит летом, зимой же рост сильно замедлен. Различие условий приводит к тому, что древесина, нарастающая зимой и летом, отличается своими характеристиками, в том числе плотностью и цветом. Визуально это проявляется в том, что древесный ствол на поперечном распиле имеет чётко видимую структуру в виде набора концентрических колец. Каждое кольцо соответствует одному году жизни дерева («зимний» слой тоньше и визуально просто отделяет одно «летнее» кольцо от другого). Общеизвестным является способ определения возраста спиленного дерева путём подсчёта числа годичных колец на распиле. В зависимости от множества факторов, действовавших в летний период (продолжительность сезона, температурный режим, количество осадков и прочее) толщина годичных колец в разные годы жизни дерева различна, при этом толщина годичных колец, нарастающих в один и тот же год у деревьев одной породы, произрастающих в одной местности, примерно одинакова. Различия в толщине колец в разные годы достаточно значительны. Если для деревьев, произраставших в одной местности в одно время, построить графики изменения толщины годичных колец по годам, то эти графики будут достаточно близки, а для деревьев, произраставших в разное время, они не совпадут (в силу случайности действия климатических факторов точное совпадение последовательности толщин колец за достаточно длительные периоды крайне маловероятно). Сопоставление последовательности годичных колец, сохранившихся в деревянном предмете, и образцов, датировка которых известна, позволяет выбрать образец с совпадающим набором годичных колец и, таким образом, определить, в какой период было спилено дерево, из которого изготовлен предмет. Такое сопоставление и есть, собственно, дендрохронологическое датирование.

На основании исследования образцов древесины, датировка которых заведомо известна, строится так называемая дендрохронологическая шкала — последовательность толщин годичных колец деревьев определённой породы в определённой местности, от текущего момента и как можно далее в прошлое. Для близких к современности периодов используются измерения годичных колец живых деревьев, имеющих достаточно большой возраст (существуют методики выполнения таких измерений, не требующие спиливания дерева). Для того, чтобы продлить шкалу датировок на временной промежуток свыше пределов жизни одного дерева, используют «перекрёстную датировку». Её суть заключается в увязывании воедино следующих друг за другом поколений деревьев, годы жизни которых перекрываются. Специалисты по дендрохронологии считают, даже на основе самой грубой методики (когда кольца делятся на два класса — «широкие» и «узкие») 10-летнее совпадение чередования колец позволяет идентифицировать шкалу с вероятностью ошибки не более 0,1 % (т.к. 1/2 10 =0,099 %). При учёте ширины каждого кольца и применении методов математической статистики вероятность ошибки значительно снижается. В последние годы используется рентгеновский анализ годичных колец, позволяющий учитывать не только ширину колец, но и другие параметры (например, плотность древесины в кольце). Таким образом, дендрохронологическая шкала протягивается в прошлое настолько, насколько имеющийся в наличии материал позволяет продолжить непрерывную последовательность. После построения шкалы по определённому виду дерева в локальной местности, анализируются корреляции данного вида с другими видами, а также изменения вида колец в соседних областях. Это позволяет постепенно расширять абсолютную шкалу на более широкий географический ареал. C помощью дендрохронологического метода можно построить абсолютные и относительные шкалы датировок. В том случае, если известно точное (абсолютное) время жизни одного из поколений деревьев, участвующих в датировке, то получившаяся шкала будет абсолютной. Например, это могут быть живые деревья, возраст которых известен по числу колец. С помощью абсолютной шкалы датировок можно определять возраст деревянных предметов практически со 100%-ной надёжностью (в случае точного совпадении порядка следования достаточного числа колец). В некоторых случаях удаётся построить фрагменты дендрохронологической шкалы, опираясь на фрагменты древесины, датированные иным образом (например, брёвна из стены строения, дата постройки которого известна из исторических документов). В таких случаях получившаяся шкала будет уже не абсолютной, а относительной . Достоверность датирования с помощью относительных шкал, очевидно, находится в зависимости от достоверности датирования «опорных» образцов. На рост деревьев могут оказывать влияние локальные особенности места произрастания (рельеф, обводнённость). Из-за этого толщина годовых колец конкретного образца дерева может не соответствовать шкале, построенной для данного региона. Но если совпадение имеет место, то вероятность ошибки крайне мала.

Для уверенной датировки предмета необходимо иметь качественную, непрерывную дендрохронологическую шкалу, охватывающую период от нынешнего времени до времени изготовления предмета, соответствующую по породе дерева и месту его произрастания. Построение таких шкал, само по себе, — чрезвычайно трудоёмкая работа. В тех случаях, когда применяемая шкала не является абсолютной, всегда остаётся опасность неверной датировки исходного материала, на котором построена шкала. Если при построении относительной шкалы была использована неверная первоначальная датировка, все определения по этой шкале, очевидно, окажутся неверными. Поэтому важная задачи дендрохронологии — увязать все относительные шкалы с абсолютными. В последние годы достигнуты крупные успехи в построении абсолютных шкал на сотни и тысячи лет назад. Дендрохронологические лаборатории проанализировали свыше 2 млн. образцов деревьев, в результате чего построены следующие абсолютные шкалы: * Ирландия — 7300 лет, * Западная Европа (по дубу) — свыше 7 тыс. лет, * Центральная Европа (по дубу) — свыше 8 тыс. лет, * Центральная Европа (по сосне) — свыше 11 тыс. лет, * Юго-Запад США (по сосне) — 8700 лет, * Район Великого Новгорода — 1200 лет, * Северное Приобье — 900 лет. * Продолжается построение абсолютных шкал в Восточной Европе, Швеции, Ближнем Востоке. Только в Европе над этим работает свыше 20 лабораторий, в мире — свыше 60. Данные дендрохронологии хорошо согласуются с историческими сведениями и радиоуглеродным методом

Дендрохронологический метод подходит для датирования древесных стволов и их фрагментов, а также изделий из дерева, если они сохранили достаточно большое количество годичных колец от исходного материала. Сам способ датирования принципиально достаточно прост: для датируемого предмета строится график толщин по тем слоям, которые в нём сохранились, этот график сопоставляется с дендрохронологической шкалой соответствующей породы дерева из той местности, откуда происходит предмет, и, если на шкале находится сопоставимая последовательность толщин годичных колец, делается вывод о том, что исследуемый предмет был изготовлен в соответствующий этому совпадению период времени. При достаточно большом количестве сохранившихся в предмете годичных колец совпадение может быть единственным, в более сложных случаях совпадений может оказаться несколько, тогда для уточнения датирования применяются другие методы.

Определение даты археологических отложений является одной из главных стоящих перед археологом задач, поскольку, не зная, какие из находок одновременны друг другу, невозможно предложить их интерпретацию. До 1950-х годов археология располагала крайне ограниченным набором способов датирования и опиралась главным образом на историко-культурные и стратиграфические данные; но с указанного времени развитие получили биологические, физические и химические методы датировки. В процедуре датирования можно выделить два основных типа операций. Определение относительной датировки предполагает последовательное распределение двух или более предметов либо археологических комплексов на временной оси – от ранних к поздним. Примером относительного датирования является установление того факта, что комплекс А позже комплекса В, тогда как определение, что комплекс А сложился в 8 в. или в 1044, – это пример абсолютного датирования. Термин «абсолютная дата» не обязательно свидетельствует об абсолютной точности; он лишь указывает, что речь идет о датировке единичного объекта, а не о временной последовательности нескольких объектов. Оба вида датирования равно важны и широко применяются в археологии.

Историко-культурные методы датирования опираются на особенности артефактов и иных элементов культуры. Из всех методов определения датировок они применяются наиболее часто. Календарное датирование. Календарное датирование состоит в обнаружении датированных надписей – обычно на постройках или монетах – и в их использовании для определения даты содержащего эти объекты комплекса или сооружения. К примеру, в пепле, засыпавшем город Помпеи, найдено много монет, ни одна из которых не датируется временем после 79 н.э. – времени уничтожившего город извержения вулкана. Если бы дата этого извержения не была известна из документов, ее можно было бы вполне надежно установить методом календарного датирования, основанного на монетных находках. Календарное датирование осложнено существованием по крайней мере 80 различных календарей, употреблявшихся разными народами в разные эпохи. Некоторые из этих календарей были основаны на линейном счислении времени – дату любого события отсчитывали от некоего начального момента в прошлом (обычно – от сотворения мира или от явления божества); применительно к таким календарям установление эквивалентной даты по современному григорианскому календарю достигается простым вычислением. В других календарных системах применялся циклический счет времени, и одна и та же дата повторялась снова и снова. Типологическое датирование. Типологическое датирование состоит в определении даты комплекса на основе наличия в его составе артефактов с уже установленной датировкой. Например, в комплекс находок из Нью-Йорка колониальной эпохи может входить приспособление для завивки парика, применявшееся только с 1740 по 1760, чубук трубки того типа, который бытовал между 1720 и 1760, и посуда, употреблявшаяся с 1700 до 1750. На основе этих находок устанавливается дата комплекса 1700–1760. Можно даже допустить, что ее следует ограничить 1740–1750, поскольку это – минимальный интервал наложения перечисленных дат друг на друга. Дата, полученная типологическим методом, может оказаться искаженной вследствие бережливости обитателей памятника, привычки сохранять старые вещи намного дольше обычного срока их жизни. Типологическое датирование возникло на основе применения методов перекрестного и относительного датирования. В состав комплекса с неизвестной датой могут входить артефакты, аналогичные содержащимся в другом комплексе. Хотя абсолютная дата этого второго комплекса неизвестна, можно полагать, что оба комплекса принадлежат к одной эпохе. Соответственно дата одного из них, полученная календарным или каким-либо иным методом, указывает на дату и другого. По мере накопления абсолютных дат для артефактов определенных типов и стилей перекрестное датирование постепенно уступает место типологическому. С течением времени археологи определили периоды бытования разнообразных типов артефактов, и типологическое датирование является теперь наиболее широко применяемым методом установления археологических дат. Его значение определяется отчасти его дешевизной, а отчасти – возможностью датировать находки непосредственно в полевых условиях.

Сериация – это совокупность методов установления некоей последовательности артефактов и, соответственно, одна из форм определения их относительной хронологии. Одна из ее разновидностей – эволюционная сериация – позволяет разместить вещи определенной категории (например, топоры) в последовательности, отражающей предполагаемое направление их изменения. Можно, к примеру, предположить, что развитие топоров шло в сторону их увеличения, либо уменьшения, либо усложнения формы; исходя из этого, образцы топоров располагают в известной последовательности. Этот вид сериации был широко принят в археологии 19 и начала 20 вв., но со временем его способность отражать реальную эволюцию вещей была поставлена под сомнение и в наши дни им пользуются редко. Другой вид сериации – сериация по сходству – был разработан в 1849 Джоном Эвансом. Эванс доказывал, что развитие формы многих артефактов происходит постепенно, посредством появления едва заметных изменений, и что по этим изменениям можно определить последовательность вещей во времени. Он понимал, что не существует надежного способа определить, какой конец этого ряда является ранним, а какой – поздним, но полагал, что дополнительная информация может дать ответ на этот вопрос. Сериация по сходству сыграла важную роль в первой половине 20 в. и применяется до сих пор, хотя ее существенно потеснили физические методы датирования. Последний из видов сериации – частотная сериация – был особенно популярен в середине 20 в. Впервые применивший его Джеймс Форд отверг теорию Эванса о постепенных изменениях, выдвинув вместо нее гипотезу о смене одних форм вещей другими, совершенно отличными, – наподобие того, как стеклянные бутылки для минеральной воды были вытеснены алюминиевыми банками. Исходя из этого он настаивал на необходимости подсчитывать количество предметов каждого типа в различных комплексах, а затем размещать эти комплексы в такой последовательности, при которой один тип постепенно вытесняется другим. Выводы, полученные с применением частотной сериации, позже были подтверждены физическими методами датирования, но построение полноценной частотной сериации требовало таких чудовищно сложных вычислений, что она никогда широко не применялась.

Стратиграфия – это исследование грунтовых слоев и их хронологического соотношения; этим же термином обозначают саму последовательность слоев (иногда последнюю именуют «стратификацией»). Фиксация стратиграфии представляет одну их основных задач ведения полевой документации в процессе раскопок, и со времени своего становления в конце 19 – начале 20 вв. она широко применялась как один из основных методов датирования. Важность стратиграфических данных – одна из причин того, что археологи столь тщательно фиксируют взаимное размещение объектов. При интерпретации стратиграфических данных ключевую роль играют четыре основных принципа. Принцип terminus post quem (лат. «время, после которого») гласит, что некий комплекс (в том числе слой) сложился после изготовления самого позднего из содержащихся в нем предметов. Это естественно, поскольку предмет не может попасть в комплекс до того, как он был сделан. Иногда, впрочем, предмет попадает в отложения более раннего времени, хотя явные признаки этого отсутствуют, – как, например, в случае находки монеты в один пенни в слое раннебронзового века. Принцип ассоциации (иногда именуемый законом Ворсо) гласит, что дата образования закрытого комплекса – т.е. комплекса, сформировавшегося относительно быстро, – приблизительно совпадает со временем бытования входящих в него предметов. Классическим примером закрытого комплекса является могила, которую обычно выкапывают и засыпают всего за несколько дней. Поэтому можно полагать, что могила датируется тем же периодом, что и найденные в ней артефакты. Конечно, возможно, что в состав ее инвентаря вошли какие-то семейные реликвии, и в таком случае могила будет относиться к более позднему времени, чем эта реликвия. Принцип ассоциации представляет собой частный случай принципа terminus post quem. Принцип перекрывающих напластований (иногда именуемый законом Стено) состоит в том, что каждый слой отложений старше того, который лежит непосредственно над ним. Иными словами, делая раскопки, мы последовательно попадаем во все более ранние слои. Принцип перекрывания применим лишь к каждому месту по отдельности, поскольку нет никакой гарантии, что слой, находящийся в каком-то месте на глубине в 1,2 м от поверхности, моложе того, который в другом месте лежит на 2,4 м ниже поверхности. Если люди прокопали несколько слоев и образовалась куча отвала, формируется обратная (или инвертированная) стратиграфия: грунт из верхнего прокопанного слоя попадает в основание этой кучи, на него насыпают землю следующего слоя и т.д. Обратная стратиграфия иногда вводит археологов в заблуждение, приводя к созданию перевернутой хронологии. Принцип прорезания гласит, что каждое скопление, впущенное в другое, является более поздним. К примеру, могила, прорезавшая слой глины, должна быть позже, чем это глинистое отложение; в противном случае она не могла бы его прорезать. В совокупности эти четыре принципа позволяют разобраться в самой сложной стратиграфии. При том, что основной целью исследования обычно является не построение относительной хронологии, а получение абсолютной даты, стратиграфическое датирование иногда позволяет установить последовательность объектов, неясную в условиях использования только абсолютных датировок. Этапы сооружения здания, к примеру, могут следовать один за другим с таким незначительным промежутком, что никакие методы абсолютного датирования не дают возможности распознать их, но относительное датирование по стратиграфическим данным может выявить последовательность предпринимавшихся при этом действий. Особым случаем использования стратиграфии для получения абсолютных дат является датирование по ленточным глинам. Ленточные глины – это слои чистой глины, смытой с ледника за время его ежегодных летних подтаиваний и отложившейся в соседнем озере. Поскольку формирование таких отложений происходит по одному напластованию в год, подсчет их позволяет судить, сколько лет отделяет формирование археологического слоя от настоящего времени. Хотя датирование по ленточным глинам применялось лишь в конкретных условиях – при изучении археологических памятников Скандинавии, этот метод имел огромное значение для развитии археологии в 19 в., поскольку позволил определить, какой период времени отделяет нас от последнего оледенения.

С течением времени одни представители земной фауны вымирают, а другие эволюционируют, и этим обусловлено различие в составе живых организмов, обитавших на земле в разные периоды. На этих изменениях основан один из методов построения относительной хронологии, хотя и весьма приблизительной, поскольку процессы эволюции и вымирания тех или иных видов животных протекают очень медленно. Одним из наиболее известных случаев определения даты по остаткам фауны стала находка в 1925 в Фолсоме (шт. Нью-Мексико) останков вымершего бизона с воткнутым в них каменным орудием. Это сочетание явилось первым подтверждением того, что человек обитал на американском континенте еще в эпоху плейстоцена, когда существовала эта разновидность бизонов. В наши дни датирование по составу фауны применяется редко, поскольку существуют более точные методы. Другим методом биологического датирования является дендрохронология, именуемая также датированием по древесным кольцам. В стволах большинства пород деревьев образуются легко различимые годовые кольца, хорошо различимые на поперечном срезе ствола. У некоторых пород ширина таких колец колеблется в зависимости от погодных условий соответствующего года, и такие чувствительные породы можно использовать для целей дендрохронологии. Собрав серию данных, протянувшуюся от сегодняшнего дня в прошлое, специалист в области дендрохронологии может определить место в этой цепочке любого большого древесного обломка, в котором представлено не меньше 10–12 годовых колец. К примеру, если на бревне из поселка пуэбло сохранилось самое внешнее кольцо, то по нему можно установить, в каком году было срублено дерево, из которого изготовлено это бревно. Если предположить, что дерево срубили, когда оно понадобилось для строительства, то можно с точностью до одного года датировать саму постройку. Сводная шкала, с которой сопоставляют тот или иной образец древесины, оказывается различной для разных регионов. В наше время дендрохронология постоянно применяется при изучении древностей юго-западных районов Америки и в Европе, а в отдельных случаях – и в других областях земного шара.