Định tuổi bằng vòng cây dựa trên một điều đơn giản: ở nơi có mùa rõ rệt, cây mọc thêm mỗi năm một vòng, năm thuận thì vòng rộng, năm hạn thì vòng hẹp. Chuỗi vòng rộng hẹp ấy giống một mã vạch của thời tiết. Nối mã vạch của nhiều cây có tuổi chồng lên nhau, người ta dựng được chuỗi dài hàng nghìn năm, rồi đặt một mẩu gỗ cổ vào đúng chỗ của nó, chính xác tới từng năm.
Chào bạn, đây là Nhà Khảo Cổ. Hôm nay mình kể về một phương pháp hiếm hoi trong khảo cổ cho biết năm chính xác mà không cần chữ viết, và vì sao ở Việt Nam dùng nó lại không hề dễ.
Vòng năm hình thành như thế nào?
Dưới lớp vỏ cây có một lớp tế bào sống liên tục sinh ra gỗ mới. Đầu mùa sinh trưởng, khi nước nhiều, cây tạo gỗ xốp màu nhạt. Cuối mùa, gỗ chặt hơn, sẫm hơn. Đến mùa sau, lớp xốp nhạt lại bắt đầu, tạo ra một đường ranh rõ. Mỗi cặp nhạt sẫm là một năm.
Độ rộng của vòng phụ thuộc vào điều kiện năm ấy: mưa, nhiệt độ, sâu bệnh. Những cây cùng loài sống cùng một vùng thường chịu chung thời tiết, nên kiểu vòng rộng hẹp của chúng giống nhau, dù mỗi cây có thể to nhỏ khác nhau.
Chính sự giống nhau đó làm nên phương pháp. Một chuỗi vài chục vòng có kiểu rộng hẹp đặc trưng thì gần như không lặp lại ở giai đoạn khác, giống như dấu vân tay của thời gian.
Người ta thường không cần cưa ngang cây để đếm. Một mũi khoan nhỏ rút ra que gỗ dài từ vỏ tới lõi là đủ để đọc, cây vẫn sống tiếp.
Nối các cây lại thành một chuỗi dài
Một cây sống được vài trăm năm, nhưng chuỗi vòng có thể dài hơn nhiều nhờ kỹ thuật nối. Bắt đầu từ cây đang sống, biết rõ vòng ngoài cùng là năm nay. Rồi tìm một xà gỗ trong ngôi nhà cổ có phần vòng ngoài trùng kiểu với phần vòng trong của cây sống. Chỗ trùng đó cho phép nối hai chuỗi.
Tiếp tục với gỗ ở công trình cũ hơn, gỗ chôn trong đầm lầy, gỗ vùi dưới lòng sông, chuỗi cứ thế kéo lùi về quá khứ. Ở châu Âu, các nhóm nghiên cứu đã dựng được những chuỗi vòng cây liên tục dài hơn mười nghìn năm.
Người đặt nền cho phương pháp này là nhà thiên văn học người Mỹ Andrew Ellicott Douglass, đầu thế kỷ hai mươi. Ông đi tìm dấu vết chu kỳ Mặt Trời trong vòng cây, rồi nhận ra chúng có thể dùng để định tuổi những làng cổ của người bản địa ở vùng tây nam nước Mỹ.
Một khi chuỗi chuẩn đã có, một mẩu gỗ cổ chỉ cần đủ số vòng để so khớp là định được năm của vòng ngoài cùng.
Năm của vòng gỗ có phải năm xây nhà không?
Đây là chỗ người mới hay vấp. Vòng ngoài cùng còn lại trên mẩu gỗ chỉ cho biết năm cuối cùng mà phần gỗ ấy còn sống. Nếu thợ đã đẽo mất phần gỗ ngoài, năm chặt cây thật sự muộn hơn, có khi vài chục năm.
Vì thế người làm nghề rất mừng khi mẩu gỗ còn giữ lớp gỗ sát vỏ, có khi còn cả vỏ. Khi đó họ biết chính xác năm chặt, thậm chí biết cây bị chặt vào mùa nào nhờ vòng cuối đã kịp hoàn thành hay chưa.
Từ năm chặt tới năm dựng nhà cũng có một khoảng. Ngày xưa gỗ thường dùng khi còn tươi vì dễ đẽo, nhưng cũng có gỗ được tích trữ, hoặc tháo từ nhà cũ dựng lại nhà mới. Một ngôi đình sửa nhiều lần có thể có xà mỗi cây một thời.
Đọc đúng vòng cây vì vậy đòi hỏi hiểu cả nghề mộc, chứ không chỉ biết đếm.
Gỗ nhiệt đới và chuyện ở Việt Nam
Ở vùng nhiệt đới, nhiều loài cây mọc gần như quanh năm, vòng không rõ ràng hoặc có năm ra hai vòng. Đó là lý do định tuổi bằng vòng cây phát triển mạnh ở châu Âu, Bắc Mỹ trước, còn ở Đông Nam Á thì chậm hơn nhiều.
Tuy vậy, một số loài cây vùng gió mùa có mùa khô rõ rệt vẫn cho vòng năm đọc được. Ở Việt Nam đã có những nghiên cứu dùng vòng gỗ pơ mu, loài cây lá kim sống lâu trên núi cao Tây Nguyên, để dựng lại lịch sử mưa và hạn hán trong nhiều thế kỷ.
Những chuỗi như vậy chủ yếu phục vụ nghiên cứu khí hậu. Chúng giúp trả lời câu hỏi đã có những đợt hạn kéo dài nào, và các nhà nghiên cứu từng đặt kết quả ấy cạnh giai đoạn suy tàn của Angkor để bàn về vai trò của khí hậu, một chủ đề đến nay vẫn còn được thảo luận.
Còn để định tuổi xà gỗ đình chùa ở đồng bằng thì khó hơn nhiều, vì gỗ lim, gỗ mít thường không cho vòng rõ, lại bị thay thế qua nhiều lần trùng tu. Đây là một mảnh đất còn bỏ ngỏ cho thế hệ nghiên cứu sau.
Vòng cây làm thước cho cả carbon phóng xạ
Đóng góp lớn nhất của vòng cây có lẽ không phải định tuổi trực tiếp mà là hiệu chỉnh carbon. Mỗi vòng có năm chính xác, nên đo carbon trong vòng đó cho biết không khí năm ấy chứa bao nhiêu carbon mười bốn.
Nhờ hàng nghìn phép đo như vậy, đường hiệu chỉnh ra đời, và mọi kết quả carbon trên thế giới, kể cả ở Việt Nam, đều phải đi qua nó. Một mẩu than ở hang động nước mình được quy ra năm lịch phần lớn nhờ những cây sồi cây thông ở bên kia địa cầu.
Vòng cây còn ghi lại những sự kiện đột ngột, như các năm tia vũ trụ tăng vọt để lại dấu carbon đặc biệt trong đúng một vòng. Những dấu này giúp định năm chính xác cho gỗ ở những nơi rất xa nhau.
Thử nghĩ: một cái cây đứng im cả đời lại trở thành cuốn lịch chính xác nhất mà loài người có. Bạn có bao giờ đếm vòng trên gốc cây bị chặt ở đầu ngõ chưa?
Câu hỏi thường gặp
Đếm vòng cây có sai được không?
Có thể sai nếu cây có năm thiếu vòng hoặc ra vòng kép. Vì vậy người ta không chỉ đếm mà so khớp kiểu vòng giữa nhiều cây, giúp phát hiện và sửa những chỗ bất thường.
Cần bao nhiêu vòng để định tuổi một mẩu gỗ?
Mẩu gỗ cần đủ dài để kiểu vòng rộng hẹp không thể khớp nhầm vào chỗ khác của chuỗi chuẩn. Thường người ta muốn có vài chục vòng trở lên, càng nhiều càng chắc.
Gỗ cháy thành than còn đọc vòng được không?
Đôi khi được, nếu mẩu than đủ lớn và còn giữ cấu trúc vòng. Than gỗ từ xà nhà cháy đã giúp định tuổi một số khu cư trú cổ ở những nơi có chuỗi chuẩn.
Vòng cây cho biết gì ngoài tuổi?
Vòng cây ghi lại mưa, hạn, nhiệt độ, cháy rừng, sâu bệnh qua từng năm. Vì thế nó là nguồn dữ liệu quan trọng để dựng lại khí hậu quá khứ.
Ở Việt Nam có nơi nào xem được lát cắt vòng cây không?
Một số bảo tàng thiên nhiên và vườn quốc gia có trưng bày lát cắt thân cây lớn. Bạn có thể hỏi trước bảo tàng hoặc ban quản lý vườn nơi mình định tới để biết có hiện vật như vậy hay không.
