方法論記事

弦楽器の年輪年代測定と起源

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DOI：

10.3791/64591

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2022年10月6日

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1Department of Wood Science and Technology, Biotechnical Faculty, University of Ljubljana, 2Independent Scholar

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サマリー

弦楽器の年輪年代学的分析では、天板を検査し、年輪の幅を測定し、楽器の年表を確立し、終了日(最新の年輪の形成年)を決定することによる年代測定が必要です。

要約

年輪年代学、木の年輪の年代測定の科学は、特定の年輪が形成された暦年を定義します。この方法は、木製楽器の年齢と認証を決定するために使用できます。弦楽器の年輪年代学的分析を実行する方法と年代測定を解釈する方法を説明するプロトコルを提示します。プロトコルは、通常ノルウェートウヒ(Picea abies)またはまれにシルバーモミ(Abies alba)でできているトッププレートの分析における基本的なステップを説明しています。まず、天板を注意深く検査し、次に高解像度画像を使用して年輪の幅を機器上で直接測定します。測定が完了した後、機器の年輪シーケンスが作成され、次のステップでは、さまざまな地理的領域および機器からの樹種のいくつかの参照年表を使用して年代測定が実行されます。楽器の日付を記入する専門家は、参照年代記の作成にも投資しています。年輪年代学レポートは、楽器の年代を暦年(終了日)として提供し、木がまだ生きているときに天板に最後の(最新の)年輪が形成された年を示します。終了日は、 終点のポストクエム、楽器が製造された年、またはそれ以前に製造できなかった年を表します。製造年を見積もるには、木材の乾燥と保管に要する時間と、木材加工中に取り外される年輪の数を考慮する必要があります。このプロトコルは、このような分析を委託する人々が、分析がどのように実行されるか、および機器の年齢、起源、メーカー、および信頼性の観点から年輪年代学的レポートをどのように解釈するかをよりよく理解するのに役立つことを目的としています。

概要

本研究の目的は、木製弦楽器の天板上の年輪の年輪年代学的分析のためのプロトコルを提示することです。年輪年代学は、プレート上に最も若い年輪が形成され、その後楽器が作られた(またはそれ以前に楽器が作られなかった)年を決定することによって、楽器の木の年齢を決定する方法として使用されます。

楽器(バイオリンなど)の年代測定は、その認証における重要なステップです1,2,3,4,5,6。これは、楽器が作られた年だけでなく、メーカーや楽器製作学校、地理的地域も含む複雑なプロセスです。これを行うために、年輪年代学は、多くの場合、機器のラベルの研究(多くの場合信頼できません)や、輪郭、スクロール、木像と経年劣化、ワニス、fホール、パーフリングなどの機器とその部品の検査を含む他の手法と組み合わされます(図1)。認証は専門家5,6,7のみが行うことができます。

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図1:バイオリンの上部とその部品。 ノルウェートウヒ(Picea abies)で作られた天板(フロントプレート、ベリー、または響板とも呼ばれます)の木材は、年輪年代学によって年代測定することができます。スクロール、fホール、パーフリングなどの他の部分の特性と寸法は、オルガノジストによって研究され、機器の認証に役立ちます。スケール= 20 cm。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

年輪年代学は、温帯の木に毎年形成される年輪、年輪、または成長層とも呼ばれる、木の年輪の年代測定の科学です。年輪年代学は、特定の年輪がどの暦年に形成されたかを明らかにします。樹皮のすぐ下にある最も外側で最近形成された年輪を年代測定することにより、伐採される前の樹木の生涯の最後の年を決定できます。

年輪年代学は、年輪の幅(およびその他の特性)の年々の変化は、樹木が成長する環境、特に気候に大きく影響されるという原則に基づいています。ある地域で条件が類似している場合、同じ種の樹木は年々8年ごとに同様の年輪の変化を示します。これは、年輪シリーズ(つまり、時間の経過に伴う年輪幅の時間的順序)が、同じ地域の同じ種の樹木で類似していることを意味します。

木製楽器の年代測定は、歴史的建造物の年代測定に使用される原則に従います。ほとんどの場合、それは年輪の幅を測定し、同じオブジェクトの年輪シリーズを作成し、クロスデート(それらの一致する位置を決定するため)、および相対時間3,4,6で年輪シリーズを示すオブジェクトのフローティング年表にそれらを平均することに基づいています。

絶対年代測定(年輪形成の暦年を決定する)は、特定の樹種および地理的領域について確立された1つ以上の参照年表との交差年代測定によって達成される4,6。参照年表は、十分な数の樹木の年輪幅(複製)に基づいており、関心のある期間をカバーするのに十分な長さである必要があります。

年輪年代学は、バイオリン、ビオラ、チェロなどの弦楽器の年齢を決定するために定期的に適用されます1,9,10,11,12,13。弦楽器の場合、天板(前板、腹、または響板)の木材に日付を付けることができます。それらは通常、ノルウェートウヒ(Picea abies)またはシルバーモミ(Abies alba)4,6,13でできています。測定は、機器上で直接、または画像を使用して、非侵襲的な方法で行う必要があります。測定は通常、トッププレートのさまざまな場所で行われ、参照年代学で日付を記入できる機器のシーケンスを確立します。

年代測定は、研究対象の機器の種、地理的領域、および期間について参照年表が利用可能でなければならないため、最も重要なステップです。国際年輪データバンク(ITRDB)14には多くの年表がありますが、関心のある期間をカバーする地域のノルウェートウヒまたはシルバーモミのものはごくわずかです6。したがって、年輪年代学研究所は、参照年代学の構築に多大な努力を払っています。正確に定義された森林地帯からのもの、年代測定された楽器、イタリアのストラディバリ、グァルネリ、アマティ家などのさまざまなメーカーの楽器コレクションを含む年代学のネットワークが利用可能である場合、年代測定の可能性が高まります5,6,15,16、オーストリアのヤコブ・ステイナー、ヨアヒム・ティールケ、ドイツのホフマン家のメンバー17、18,19。16世紀から18世紀にかけてメーカーによって作られた素晴らしい歴史的楽器は、ミュージシャンやコレクターによって最も高く評価されていますが、多くのあまり知られていないメーカーの重要性も高まっています3,4,6,12。

年輪年代学は終了日を提供しますが、これは終点と見なす必要があります ポストクエム –楽器が作られた翌年。年輪年代学は、木材の地理的起源を決定し、特定のバイオリンメーカーまたはバイオリン製造学校に楽器を割り当てるのに役立つ樹状突起にも使用されます3,4,6。

年輪年代学の終了日は、機器が製造された年と正確に一致することはほとんどなく、したがって後者は推定されなければならず、それは多くの裏付けとなる情報と異なる分野の専門家間の協力を必要とする。

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プロトコル

1.弦楽器の検査と説明-バイオリン

注:バイオリンは最も頻繁に調査される弦楽器です。したがって、バイオリンの手順について説明します。

  1. 機器とそのすべての部品を調べます。最終レポートとアーカイブの測定スケールとともに、前面(上)、背面、側面、スクロール、ラベルの詳細な写真を撮ります(図1)。
  2. 機器の天板を調べて、その構造を決定します。可能であれば、分析を容易にするために機器からストリングを取り外してください。
  3. 天板が1つ、2つ、またはそれ以上の部品でできているかどうか、およびそれらがどのように結合されているかを確認してください。ここでは、最も一般的なケースである2つの部分からなる天板について手順を説明します。
  4. 天板の放射状ボード(図2A、C)で、年輪の構造と向きを調べます。それらは、明るい色のアーリーウッドと暗いレイトウッドで構成され、年輪の境界で区切られた、年間成長層のバンドと見なされます(図2D)。
  5. アーリーウッドからレイトウッドへの位置と移行に基づいて、どちら側が樹皮でどちら側が髄であるかを決定します(図2C、G)。ほとんどの場合、最後に形成された年輪は、天板の中央の接合部にあります(2つの部分で構成されている場合。 図2C、D、F)。これらは、木がまだ成長していたときに樹皮に最も近いリングです(図2D、G)。
    注:放射状構造を見る必要があるため、年輪は年輪ではなく帯として表示されます。それにもかかわらず、ツリーリングとツリーリング幅(TRW)という用語がこのプロトコルで使用されます。

2. 楽器の測定場所の選定

  1. トッププレートの各部分の最も幅の広い部品を検査します。
  2. 損傷、修理、レタッチ、汚れがないか、ワニスが年輪が見えるほど透明である場所を確認します。機器が開いている場合(進行中の修理の場合または修復中)、ワニスが適用されていないトッププレートの下側の年輪を測定します。
  3. 年輪の数が最も多いエリアを選択し、年輪間の境界が認識できるかどうかを確認します(図2C、D)。測定値は、木造構造がはっきりと見える場合にのみ正しくなります。
  4. 終了日を正確に識別するために、木が成長しているときに樹皮の近くにあった年輪をはっきりと見るようにしてください(図2D)。観察には拡大レンズまたは実体顕微鏡を使用してください。
  5. 樹皮から髄までの方向に測定線をマークします。測定スケールを装備します(図2C)。この目的のために、はかり(たとえば、市販の紙の巻尺)をボードに置きます。

3.デジタル画像のキャプチャ

  1. 画像解析システムで年輪幅を測定する画像をキャプチャします。バイオリンのトッププレート側をスキャナーに置き、年輪測定用に選択した部品をスキャンします(図2B)。1,200 dpi 以上の解像度を選択します。被写界深度の高いスキャナーを使用してください。
    注意: 画像をキャプチャする方法はスキャンだけではありません。カメラやその他の機器も使用できます。複数の画像をキャプチャする必要がある場合は、それらを適切につなぎ合わせる必要があります。また、顕微鏡や特殊な測定装置(測定台など)を使用して、バイオリン上で直接年輪の幅を測定することも可能です。これは、構造の視認性が悪い場合や、実体顕微鏡レンズでの観察が必要な場合に特に役立ちます。この場合、画像は測定値のさらなる制御とアーカイブに役立ちます。
  2. 画像を編集するには、グラフィック編集プログラムを使用して画像の品質をチェックし、色、明るさ、コントラストを調整して、年輪とそれらの間の境界を最もよく確認します。このステップは、画像解析システムで年輪を測定する場合に役立ちます。
  3. 画像を保存するには、画像を適切な形式(.tiff、.jpg)で保存します。

4.年輪幅の測定

  1. 画像解析システム、できれば年輪の自動および手動検出およびTRWの測定用に設計されたシステムを起動します。
  2. 画像を開き、画像の一部である測定スケールで既知の長さの距離を測定して、キャリブレーションを手動で確認または設定します(図2C、D)。
  3. 年輪の境界をクリックして測定を開始し、TRWを表す境界間の距離が記録されるようにします(図2D)。最初に測定された年輪が樹皮に近いか髄に近いかに注意してください。バイオリンの場合、TRWの自動検出は通常不可能であるか、修正が多すぎるため、年輪の境界を手動でクリックします。
  4. 測定ラインに沿ってすべてのTRWを測定します。データを年輪系列として保存し(図2E)、各TRWを特定の相対年について記録します。広く使用されているデータ形式の 1 つでデータを保存します。後で検証するために、同じボード上で複数の測定を実行します。
    注:TRW測定には他のオプション(ここでは説明されていません)もあります。オプション1:一般的な画像解析システムを使用し、画像を開いてキャリブレーションし、TRWを測定し、測定値をメモします。オプション2:メートル法を内蔵した10倍の倍率レンズを使用して、バイオリンでTRWを直接測定し、測定値を記録します。オプション3:可動測定テーブル、実体顕微鏡、および測定を記録するための特別なプログラムで構成される年輪年代学機器の従来のセットアップを使用します4,15。バイオリンをテーブルの上に置き、実体顕微鏡で観察します。年輪測定プログラムを起動し、年輪境界をクリックしてTRWを測定します。

5.データ処理、クロスデート、および機器の年表の作成

注:クロスデートには、特殊なプログラムと適切な参照年表が必要です。

  1. データ処理を行うには、データ ファイルを開きます。ここでは、生のTRWシリーズ(つまり、年に対するTRW(mm単位))の使用方法について説明します。 図2E)。
    注: インデックス付きデータを操作することもできます。
  2. 同じインストゥルメントのツリーリングシリーズをクロスデートするには、クロスデートするツリーリングシリーズと、参照として機能する同じインストゥルメントの別のツリーリングシリーズを開き、クロスデートを実行して同期(クロスデート)位置に移動します。
  3. 年輪のパターンとクロスデートパラメータを確認します。測定値が正しければ、年輪パターン、特に同じボードのパターンは非常に似ており(図2E)、クロスデートパラメータは高くなっています。
    1. バイオリンの研究で使用される次の主なクロスデートパラメータを確認してください:一致係数Gleichläufigkeit(Glk%)、ベイリーとピルチャーのt値(TVBP)、およびホルシュタインのt値(TVH)20,21,22。
    2. Glk ≥65%、TVBP ≥4.0、TVH ≥4.0の場合、統計的に有意なパラメータを考慮してください。年代測定楽器の場合は、基準を厳しくし、パラメーター値を高くします(TVBP ≥7.0など)。
    3. 2つの年輪系列の重複期間を示す重複(OVL)も年単位で考えてみましょう。
  4. 2 つの年輪系列が同じ相対的なタイム スケール上にある場合は、系列の位置を保存します。各ボードとインストゥルメントのすべてのツリーリングシリーズがクロスデートされるまで、この手順を繰り返します。
    注:クロスデートは、統計的類似性パラメータの計算とグラフのグラフィカルな比較(マッチング)による(2つの)年輪系列の比較に基づいています。(同じ機器の)年輪シリーズ間の良好な一致は、測定の正確さを確認し、年輪が非常に狭いか不明瞭であるか、またはそれらが欠落している場合(つまり、木に形成されていない場合)は損なわれます。
  5. バイオリンの年表を作成するために、同じボードと楽器のすべてのTRWシリーズがクロスデートされている場合は、それらのグラフを見てください。次に、測定誤差のないものを選択し、それらを平均して機器の年表を形成します。この段階では、年表はまだ日付が付けられていません。
    1. この目的のために、トッププレートの各部分から少なくとも2つの測定値を生成します。インストゥルメント内のシリーズ間の一致が統計的に有意な場合は、すべての年輪シリーズをインストゥルメントの1つの年表に平均します。

6.楽器の年代測定

  1. バイオリンの年表を参照年代学とクロスデートします。このステップでは、いくつかの参照年表を使用します。クロスデートを実行し、契約のパラメータを確認し、提案されたデートの位置を視覚的に評価します。
    1. デートを成功させるには、統計的に有意なパラメータを持つ複数の年表と、シーケンスの光学的比較によって、同じ終了日が確認されていることを確認してください。年代測定の追加確認のために、一致する曲線からの平均年表の形成や長い系列のセグメンテーションなどの追加の手法を使用します。
      注:デートには適切な参照年表が必要なため、これは非常に重要なステップです。一部の参照データは ITRDB14 で入手できます。
  2. 年輪年代分析23の最終結果である終了日を報告する。機器の潜在的な製造日を提案するために終了日に追加する必要がある年数を見積もります。この目的のために、ラベル(オリジナルの場合)および他の専門家によって評価された機器の潜在的な年齢、地理的領域、製造元、および器官学的特性に関する情報を使用してください。
  3. バイオリンが本物かどうかを判断するのに役立つため、年齢、メーカー、および原産地に関する仮定を確認するようにしてください。
    注:終了日はバイオリンが作られた年を示すものではなく、これは推定する必要があります。
  4. 年輪年代学の終了日と、年代測定の解釈に役立つ可能性のある情報によって裏付けられた調査に関する十分な情報を含むレポートを作成します。
    メモ: プロトコルの最も重要な手順を 図 2 に示します。

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図2:プロトコルのステップの詳細な表現 。 (A)天板が2つの共鳴盤(低音と高音)でできているバイオリン。(b)天板の走査;(C)年輪幅(TRW)測定(精度0.01 mm)と樹皮から髄までの測定方向(ボードの外側)に選択された部品。(D)ラジアルボード上のバンドとしての年輪と、暗い晩葉樹から明るい色の早生木へのTRW測定方向。アスタリスクは、終了日が 2003 年と 1995 年の 2 つのボードが接着されている場所を示します。+1, +2, +3...年輪境界の位置(+)と年輪番号(1、2、3)を示します。スケールバー= 1 cm;(E)バイオリンの高音と低音の側面のツリーリングシリーズがクロスデートの位置にあり、終了日が2003年と1995年に示されています。(F)機器の製造中に除去される年輪の数が異なるため、2つのボードの終了日が異なる。(g)樹木内の共振板の向き、および終了日に対応する年輪と、樹木が伐採される前に形成された樹皮の下の最後の年輪。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

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結果

年輪年代学的研究が要求された典型的なケースは、クレモナのアンドレア・グァルネリが家族/学校に属し、数多くの貴重な楽器を製造したとされるバイオリンです16,24。問題のバイオリンには2つのラベルが含まれていました。1つは1747年にクレモナのアンドレア・グァルネリによって作られたと述べ、もう1つは1867年のみと述べました。しかし、バイオリンの器官学的検査(図3)は、それがおそらくドイツ起源であり、約300年前のものであることを示唆しました。

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図3:年輪年代学による歴史的なバイオリン...

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ディスカッション

提示されたプロトコルは、バイオリンの年輪年代測定の手順を説明しています。この手順には、いくつかの重要な手順が含まれています。1つ目は、幅を適切に測定するために年輪を特定することです。年輪は非常に狭いか、少量のレイトウッドのために境界が不明瞭であることが多いため、これは重要です(ステップ1.3)。年輪の検出は、木材の経年劣化、暗色で不透明なワニス28、または損傷、修理、レタッチ、または汚れによって複雑になり得る(ステップ2.2)。

しかし、高解像度カメラ4,15と高度な顕微鏡技術を使用して、複数の画像のステッチングを可能にする高度なソフトウェアでサポートされている高品質の画像(共焦点レーザー走査顕微鏡[CLSM]など)28を取得することにより、年輪の検出(および測定)を変更および改善することは可能です29,30

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開示事項

著者は開示する利益相反を持っていません。

謝辞

この研究は、スロベニア研究機関(ARRS)プログラムP4-0015(木材およびリグノセルロース複合材料)および若手研究者プログラムの支援を受けました。

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
CDendroCybis Elektronik &データABhttps://www.cybis.seプログラムCoDendro dendro for dendro data management and crossdating
CooRecorderCybis Elektronik &データABの https://www.cybis.seプログラム「CooRecorder」で画像上の年輪幅を測定
TSAP-Winリンテックhttps://rinntech.info/products/tsap-win/時系列解析ソフト

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Formal Correction: Erratum: Dendrochronological Dating and Provenancing of String Instruments
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Katarina Čufar1
Blaž Demšar2
Micha Beuting3
Angela Balzano1
Nina Škrk1
Luka Krže1
Maks Merela1
1Department of Wood Science and Technology, Biotechnical Faculty, University of Ljubljana
2University of Ljubljana
3Universitat Hamburg

to:

Katarina Čufar1
Blaž Demšar2
Micha Beuting2
Angela Balzano1
Nina Škrk1
Luka Krže1
Maks Merela1
1Department of Wood Science and Technology, Biotechnical Faculty, University of Ljubljana
2Independent Scholar

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