Datowanie dendrochronologiczne i proweniencja instrumentów smyczkowych

Podsumowanie

Analiza dendrochronologiczna instrumentu strunowego wymaga sprawdzenia górnej płyty, zmierzenia szerokości słojów drzewa, ustalenia chronologii instrumentu i datowania poprzez określenie daty końcowej - roku powstania najnowszego pierścienia drzewa.

Streszczenie

Dendrochronologia, nauka zajmująca się datowaniem słojów drzew w drewnie, określa, w którym roku kalendarzowym powstał dany słoj drzewa. Metoda ta może być stosowana do określania wieku i uwierzytelniania drewnianych instrumentów muzycznych. Przedstawiamy protokół opisujący, w jaki sposób przeprowadzić analizę dendrochronologiczną na instrumentach strunowych oraz jak interpretować datowanie. W protokole opisano podstawowe etapy analizy płytek wierzchnich, które najczęściej wykonane są ze świerka pospolitego (Picea abies) lub rzadziej jodły pospolitej (Abies alba). Najpierw dokładnie sprawdzana jest górna płyta, a następnie szerokość słojów drzew jest mierzona bezpośrednio na instrumencie za pomocą obrazów o wysokiej rozdzielczości. Po wykonaniu pomiarów tworzona jest sekwencja słojów drzew instrumentu, a w kolejnym kroku przeprowadza się datowanie z uwzględnieniem szeregu chronologii referencyjnych gatunków drzew z różnych obszarów geograficznych i instrumentów. Specjaliści, którzy datują instrumenty, inwestują również w tworzenie chronologii referencyjnych. Raport dendrochronologiczny podaje datowanie instrumentu jako rok kalendarzowy (data końcowa), wskazując rok, w którym uformował się ostatni (najnowszy) słoj drzewa na górnej płycie, gdy drzewo było jeszcze żywe. Data końcowa oznacza terminus post quem, rok, po którym instrument został wykonany lub przed którym nie mógł zostać wykonany. Aby oszacować rok produkcji, należy wziąć pod uwagę czas potrzebny na suszenie i przechowywanie drewna oraz liczbę słojów usuniętych podczas obróbki drewna. Protokół ten ma na celu pomóc osobom zlecającym taką analizę w lepszym zrozumieniu, w jaki sposób przeprowadza się analizę i jak interpretować raporty dendrochronologiczne pod względem wieku, pochodzenia, twórcy i autentyczności instrumentu.

Wprowadzenie

Celem niniejszego badania jest przedstawienie protokołu analizy dendrochronologicznej słojów drzewa na płycie wierzchniej drewnianego instrumentu strunowego. Dendrochronologia jest wykorzystywana jako metoda określania wieku drewna instrumentu poprzez ustalenie roku, w którym powstał najmłodszy słój na płycie, a po którym instrument został wykonany (lub przed którym instrument nie mógł zostać wykonany).

Datowanie instrumentu muzycznego (np. skrzypiec) jest istotnym etapem jego uwierzytelniania^1,2,3,4,5,6. Jest to złożony proces, który pozwala określić rok wykonania instrumentu, a także twórcę, szkołę lutniczą lub obszar geograficzny jego pochodzenia. W tym celu dendrochronologia jest często łączona z innymi technikami, takimi jak analiza etykiety instrumentu (która często nie jest wiarygodna) oraz oględziny samego instrumentu i jego elementów, w tym obrysów, ślimaka, rysunku i starzenia drewna, lakieru, otworów efowych oraz purfli (Rycina 1). Uwierzytelnianie może być przeprowadzone wyłącznie przez ekspertów^5,6,7.

Rysunek 1: Górna płyta skrzypiec i jej elementy. Drewno płyty wierzchniej (nazywanej również płytą przednią, brzuchem lub płytą rezonansową) wykonanej ze świerka pospolitego (Picea abies) może zostać datowane metodą dendrochronologii. Organolodzy badają charakterystykę i wymiary innych części, takich jak ślimak, otwory efowe i purpurowanie, co pomaga w uwierzytelnieniu instrumentu. Skala = 20 cm. Prosimy kliknąć tutaj, aby wyświetlić większą wersję tego rysunku.

Dendrochronologia to nauka o datowaniu słojów drzewa w drewnie, nazywanych również słojami rocznymi, pierścieniami wzrostu lub warstwami wzrostu, które formują się każdego roku w drzewach stref umiarkowanych. Dendrochronologia pozwala określić, w którym roku kalendarzowym powstał dany słój. Poprzez datowanie najbardziej zewnętrznego i ostatnio uformowanego słoja, znajdującego się bezpośrednio pod korą, można wyznaczyć ostatni rok życia drzewa przed jego ścięciem.

Dendrochronologia opiera się na zasadzie, że roczne wahania szerokości słojów drzew (oraz inne cechy) są w dużej mierze pod wpływem środowiska, a zwłaszcza klimatu, w którym rosną drzewa. Gdy warunki na danym obszarze są podobne, drzewa tego samego gatunku wykazują podobne wahania szerokości słojów z roku na rok⁸. Oznacza to, że serie słojów (tj. czasowa sekwencja szerokości słojów w czasie) są podobne dla drzew tego samego gatunku na tym samym obszarze.

Datowanie instrumentów drewnianych opiera się na zasadach stosowanych przy datowaniu obiektów historycznych. W większości przypadków proces ten polega na pomiarze szerokości słojów drzewa, tworzeniu serii słojów dla tego samego obiektu, datowaniu krzyżowym (w celu ustalenia ich zgodnej pozycji) oraz uśrednianiu tych danych w celu stworzenia chronologii pływającej obiektu, która przedstawia serie słojów w czasie względnym^3,4,6.

Datowanie bezwzględne (określanie roku kalendarzowego powstania słoja drzewa) odbywa się poprzez datowanie krzyżowe z jedną lub więcej chronologii referencyjnych opracowanych dla konkretnego gatunku drzewa i obszaru geograficznego^4,6. Chronologie referencyjne muszą opierać się na szerokościach słojów wystarczającej liczby drzew (replikacja) i powinny być na tyle długie, aby objąć interesujący badacza okres.

Dendrochronologia jest regularnie stosowana do określania wieku instrumentów strunowych, takich jak skrzypce, altówki i wiolonczele^{1,9,10,11,12,13}. W przypadku instrumentów strunowych datowaniu może zostać poddane drewno płyt wierzchnich (zwanych również płytami przednimi, płytą brzuszna lub płytą rezonansową). Są one zazwyczaj wykonane ze świerka pospolitego (Picea abies) lub jodły pospolitej (Abies alba)^4,6,13. Pomiary muszą być przeprowadzane w sposób nieinwazyjny, bezpośrednio na instrumencie lub z wykorzystaniem obrazów. Pomiary są zazwyczaj wykonywane w różnych miejscach na płycie wierzchniej, aby ustalić dla instrumentu sekwencję, którą można datować w odniesieniu do chronologii referencyjnych.

Datowanie jest najważniejszym etapem, ponieważ dla badanego gatunku, obszaru geograficznego i okresu czasowego instrumentu musi być dostępna chronologia referencyjna. W Międzynarodowym Banku Danych Słojów Drzew (ITRDB)¹⁴ dostępnych jest wiele chronologii, lecz tylko nieliczne dotyczą świerka pospolitego lub jodły pospolitej z regionu obejmującego interesujący nas okres⁶; dlatego laboratoria dendrochronologiczne wkładają wiele wysiłku w tworzenie chronologii referencyjnych. Prawdopodobieństwo skutecznego datowania wzrasta, jeśli dostępna jest sieć chronologii, w tym te pochodzące z precyzyjnie określonych obszarów leśnych, datowanych instrumentów oraz kolekcji instrumentów różnych producentów, takich jak rodziny Stradivari, Guarneri i Amati z Włoch^5,6,15,16, Jacob Stainer z Austrii, a także Joachim Tielke i członkowie rodziny Hoffmann z Niemiec^17,18,19. Kunsztowne instrumenty historyczne wykonane przez tych producentów od XVI do XVIII wieku są najwyżej cenione przez muzyków i kolekcjonerów, choć rośnie również znaczenie wielu mniej znanych twórców^3,4,6,12.

Dendrochronologia pozwala określić datę końcową, którą należy uznać za terminus post quem – rok, po którym instrument został wykonany. Dendrochronologia jest również wykorzystywana do dendroproweniencji, co pomaga ustalić pochodzenie geograficzne drewna oraz przypisać instrumenty konkretnym lutnikom lub szkołom lutniczym^3,4,6.

Końcowa data dendrochronologiczna prawie nigdy nie pokrywa się dokładnie z rokiem wykonania instrumentu, w związku z czym ten drugi musi zostać oszacowany, co wymaga wielu informacji pomocniczych oraz współpracy ekspertów z różnych dziedzin.

Protokół

1. Inspekcja i opis instrumentu strunowego - wykres skrzypcowy

UWAGA: Skrzypce są najczęściej badanymi instrumentami strunowymi. Dlatego opisujemy procedurę na przykładzie skrzypiec.

1. Obejrzyj instrument oraz wszystkie jego części. Wykonaj szczegółowe zdjęcia przodu (góry), tyłu, boku, ślimaka oraz etykiety wraz ze skalą pomiarową do raportu końcowego i archiwum (Rycina 1).
2. Zbadaj płytę wierzchnią instrumentu, aby określić sposób jej konstrukcji. Jeśli to możliwe, zdejmij struny z instrumentu, aby ułatwić analizę.
3. Sprawdź, czy płyta wierzchnia składa się z jednej, dwóch lub większej liczby części i w jaki sposób są one ze sobą połączone. W niniejszym dokumencie procedura opisana jest dla płyty wierzchniej składającej się z dwóch części, co jest najczęstszym przypadkiem.
4. Na desce promieniowej płyty wierzchniej (Rycina 2A,C) zbadaj strukturę i orientację słojów przyrostu. Są one widoczne jako pasma rocznych warstw wzrostu, składające się z jasnego drewna wczesnego i ciemniejszego drewna późnego, rozgraniczone granicami słojów (Rycina 2D).
5. Na podstawie położenia i przejścia drewna wczesnego w późne określ, która strona odpowiada korze, a która rdzeniowi (Rycina 2C,G). W większości przypadków najświeżej uformowane słoje znajdują się przy łączeniu w centrum płyty wierzchniej (gdy składa się ona z dwóch części; Rycina 2C,D,F). Są to słoje, które znajdowały się najbliżej kory, gdy drzewo jeszcze rosło (Rycina 2D,G).
   UWAGA: Ponieważ badamy strukturę promieniową, słoje przyrostu widoczne są jako pasma, a nie pierścienie. Niemniej jednak w niniejszym protokole stosowane są terminy słoje przyrostu oraz szerokość słoja (TRW).

2. Wybór miejsc pomiarowych na instrumencie muzycznym

1. Obejrzyj najszersze części każdego fragmentu płyty wierzchniej.
2. Sprawdź, czy występują jakiekolwiek uszkodzenia, naprawy, retusze lub zabrudzenia oraz w których miejscach lakier jest wystarczająco przezroczysty, aby widoczne były słoje drewna. Jeśli instrument jest otwarty (w przypadku trwających napraw lub podczas renowacji), zmierz słoje na spodniej stronie płyty wierzchniej, gdzie nie nałożono lakieru.
3. Wybierz obszar z największą liczbą słojów i sprawdź, czy granice między nimi są rozpoznawalne (Rysunek 2C,D). Pomiary mogą być poprawne tylko wtedy, gdy struktura drewna jest wyraźnie widoczna.
4. Postaraj się wyraźnie dostrzec słoje, które znajdowały się najbliżej kory podczas wzrostu drzewa, aby dokładnie określić datę końcową (Rysunek 2D). Do obserwacji użyj lupy lub stereomikroskopu.
5. Wyznacz linię pomiarową w kierunku od kory do rdzenia. Wyposaż ją w skalę pomiarową (Rysunek 2C). W tym celu przyłóż do płyty odpowiednią skalę (na przykład dostępną w handlu papierową taśmę mierniczą).

3. Przechwytywanie obrazów cyfrowych

1. Wykonaj zdjęcia w celu pomiaru szerokości pierścieni przyrostu drzewa za pomocą systemu analizy obrazu. Umieść skrzypce połóż górną płytkę bokiem na skanerze i zeskanuj części wybrane do pomiaru słojów drzewa (Rysunek 2B). Wybrać rozdzielczość 1200 dpi lub wyższą. Należy użyć skanera zapewniającego dużą głębię ostrości.
   UWAGA: Skanowanie nie jest jedynym sposobem pozyskiwania obrazów. Można wykorzystać aparat fotograficzny lub inny sprzęt. Jeśli konieczne jest wykonanie kilku zdjęć, muszą one zostać odpowiednio scalone. Istnieje również możliwość bezpośredniego pomiaru szerokości słojów drewna na skrzypcach przy użyciu mikroskopu i specjalnego urządzenia pomiarowego (np. stołu pomiarowego). Jest to szczególnie przydatne w przypadkach słabej widoczności struktury oraz gdy konieczna jest obserwacja pod obiektywem mikroskopu stereoskopowego. W takim przypadku obrazy są wartościowe dla późniejszej kontroli pomiarów oraz do celów archiwalnych.
2. W celu edycji obrazów należy użyć programu do obróbki grafiki, aby sprawdzić jakość zdjęcia oraz dostosować kolor, jasność i kontrast w taki sposób, aby uzyskać najlepszą widoczność rocznych przyrostów oraz granic między nimi. Krok ten jest przydatny podczas pomiaru słojów drzew za pomocą systemu analizy obrazu.
3. Aby zarchiwizować obrazy, należy zapisać je w odpowiednim formacie (.tiff, .jpg).

4. Pomiar szerokości słojów drzewa

1. Uruchom system analizy obrazu, najlepiej taki, który został zaprojektowany do automatycznego i manualnego wykrywania słojów drzewa oraz pomiaru TRW.
2. Otwórz obraz i sprawdź lub ustaw kalibrację ręcznie, mierząc odległość o znanej długości na skali pomiarowej, która jest częścią obrazu (Rysunek 2C,D).
3. Rozpocznij pomiar, klikając w granice słojów drzewa, tak aby zarejestrowana została odległość między nimi, reprezentująca TRW (Rysunek 2D). Odnotuj, czy pierwszy zmierzony słój drzewa znajduje się bliżej kory, czy bliżej rdzenia. W przypadku skrzypiec klikaj granice słojów ręcznie, ponieważ automatyczne wykrywanie TRW jest zazwyczaj niemożliwe lub wymaga zbyt wielu korekt.
4. Zmierz wszystkie TRW wzdłuż linii pomiarowej. Zapisz dane jako serię słojów drzewa (Rysunek 2E), przypisując każdy TRW do konkretnego roku względnego. Zapisz dane w jednym z powszechnie stosowanych formatów danych. Wykonaj więcej niż jeden pomiar na tej samej desce w celu późniejszej weryfikacji.
   UWAGA: Istnieją również inne opcje (nieopisane tutaj) pomiaru TRW. Opcja 1: Użyj ogólnego systemu analizy obrazu, otwórz i skalibruj obraz, zmierz TRW i zanotuj wyniki. Opcja 2: Używając soczewki o powiększeniu 10x z wbudowaną skalą metryczną, zmierz TRW bezpośrednio na skrzypcach i zapisz wyniki. Opcja 3: Użyj klasycznego zestawu sprzętu dendrochronologicznego składającego się z ruchomego stołu pomiarowego, stereomikroskopu i specjalnego programu do zapisu pomiarów^4,15. Umieść skrzypce na stole i obserwuj je pod stereomikroskopem. Uruchom program do pomiaru słojów drzewa i zmierz TRW, klikając w granice słojów.

5. Przetwarzanie danych, datowanie krzyżowe i budowanie chronologii instrumentu

UWAGA: Do datowania krzyżowego wymagany jest specjalistyczny program oraz odpowiednie chronologie referencyjne.

1. W celu przetworzenia danych otwórz plik danych. Opisano tutaj, jak korzystać z surowych serii TRW (tj. TRW (w mm) w funkcji lat; Rysunek 2E).
   UWAGA: Możliwe jest również korzystanie z danych zindeksowanych.
2. W celu przeprowadzenia datowania krzyżowego serii słojów drzewa z tego samego instrumentu, otwórz serię słojów do datowania oraz inną serię słojów z tego samego instrumentu, która posłuży jako referencyjna, a następnie uruchom datowanie krzyżowe, co przeniesie je do pozycji synchronicznej (zdatowanej krzyżowo).
3. Sprawdź wzorce słojów drzewa oraz parametry datowania krzyżowego. Jeśli pomiar jest poprawny, wzorce słojów drzewa, zwłaszcza z tej samej deski, są bardzo podobne (Rysunek 2E), a parametry datowania krzyżowego są wysokie.
   1. Sprawdź następujące główne parametry datowania krzyżowego stosowane w badaniach skrzypiec: współczynnik zgodności Gleichläufigkeit (Glk%), wartość t wg Baillie i Pilchera (TVBP) oraz wartość t wg Hollsteina (TVH)^20,21,22.
   2. Parametry uznaje się za istotne statystycznie, jeśli Glk ≥65%, TVBP ≥4,0, TVH ≥4,0. W przypadku datowania instrumentów muzycznych należy stosować surowsze kryteria i wyższe wartości parametrów (np. TVBP ≥7,0).
   3. Uwzględnij również stopień pokrycia (OVL), który wskazuje okres nakładania się dwóch serii słojów drzewa w latach.
4. Gdy dwie serie słojów drzewa znajdują się w tej samej relatywnej skali czasowej, zapisz pozycję serii. Powtarzaj ten krok, aż wszystkie serie słojów drzewa z każdej deski i instrumentu zostaną zdatowane krzyżowo.
   UWAGA: Datowanie krzyżowe opiera się na porównaniu (dwóch) serii słojów drzewa poprzez obliczanie statystycznych parametrów podobieństwa oraz graficzne porównanie (dopasowanie) wykresów. Dobna zgodność między seriami słojów drzewa (z tego samego instrumentu) potwierdza poprawność pomiaru, która może być zaburzona, jeśli słoje są bardzo wąskie, niewyraźne lub brakujące (tj. nie powstały w drzewie).
5. W celu stworzenia chronologii skrzypiec, gdy wszystkie serie TRW z tej samej deski i instrumentu zostaną zdatowane krzyżowo, przeanalizuj ich wykresy. Następnie wybierz te, które nie posiadają błędów pomiarowych i wyciągnij z nich średnią, aby utworzyć chronologię instrumentu. Na tym etapie chronologia nie jest jeszcze zdatowana.
   1. W tym celu wykonaj co najmniej dwa pomiary z każdej części płyty wierzchniej. Jeśli zgodność między seriami w obrębie instrumentu jest istotna statystycznie, uśrednij wszystkie serie słojów drzewa w jedną chronologię instrumentu.

6. Datowanie instrumentu

1. Przeprowadź datowanie krzyżowe chronologii skrzypiec z chronologiami referencyjnymi. Na tym etapie wykorzystaj kilka chronologii referencyjnych. Wykonaj datowanie krzyżowe, sprawdź parametry zgodności i dokonaj wizualnej oceny proponowanej pozycji datowania.
   1. Aby datowanie zakończyło się sukcesem, upewnij się, że ta sama data końcowa została potwierdzona przez wiele chronologii o statystycznie istotnych parametrach, a także poprzez optyczne porównanie sekwencji. W celu dodatkowego potwierdzenia datowania zastosuj techniki uzupełniające, takie jak tworzenie średnich chronologii z dopasowanych krzywych lub segmentacja dłuższych serii.
      UWAGA: Jest to bardzo krytyczny krok, ponieważ do datowania niezbędne są odpowiednie chronologie referencyjne. Niektóre dane referencyjne są dostępne w bazie ITRDB¹⁴.
2. Podaj datę końcową, która stanowi ostateczny wynik analizy dendrochronologicznej²³. Oszacuj liczbę lat, którą należy dodać do daty końcowej, aby zaproponować potencjalną datę wykonania instrumentu. W tym celu wykorzystaj informacje z etykiety (jeśli jest oryginalna) oraz inne źródła dotyczące potencjalnego wieku, obszaru geograficznego, producenta i cech organologicznych instrumentu ocenionych przez innych ekspertów.
3. Postaraj się potwierdzić założenia dotyczące wieku, twórcy i obszaru pochodzenia, ponieważ pomaga to rozstrzygnąć, czy skrzypce są autentyczne.
   UWAGA: Data końcowa nie wskazuje roku, w którym wykonano skrzypce; musi on zostać oszacowany.
4. Sporządź raport zawierający dendrochronologiczną datę końcową oraz wystarczające informacje o badaniu, poparte danymi, które mogą pomóc w interpretacji datowania.
   UWAGA: Najważniejsze kroki protokołu zostały zilustrowane na Rysunku 2.

Rycina 2: Szczegółowa prezentacja kroków protokołu. (A) Skrzypce z płytą wierzchnią wykonaną z dwóch płyt rezonansowych (basowej i dyskantowej); (B) skanowanie płyty wierzchniej; (C) część wybrana do pomiaru szerokości słojów drzewnych (TRW) (precyzja 0,01 mm) oraz kierunek pomiaru od kory do rdzenia (które znajdowały się poza płytą); (D) słoje drzewne jako pasma na płycie promieniowej i kierunek pomiaru TRW od ciemniejszego drewna późnego do jasnego drewna wczesnego; gwiazdki wskazują miejsce sklejenia dwóch płyt z datami końcowymi 2003 i 1995; +1, +2, +3… oznaczają położenie granic słojów (+) i numery słojów (1, 2, 3); skala = 1 cm; (E) serie słojów strony dyskantowej i basowej skrzypiec w pozycji datowania krzyżowego z zaznaczonymi datami końcowymi 2003 i 1995; (F) różne daty końcowe dwóch płyt wynikające z usunięcia różnej liczby słojów podczas produkcji instrumentu; (G) orientacja płyty rezonansowej w drzewie oraz słoje drzewne odpowiadające dacie końcowej i ostatni słój pod korą utworzony przed ścięciem drzewa. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Wyniki

Typowym przypadkiem, w którym zlecono badanie dendrochronologiczne, były skrzypce przypisywane Andrei Guarneriemu z Cremony, należące do rodziny/szkoły, która stworzyła wiele cennych instrumentów^16,24. Skrzypce te posiadały dwie etykiety. Jedna z nich stwierdzała, że instrument został wykonany przez Andreę Guarneriego z Cremony w 1747 roku, natomiast druga wskazywała jedynie rok 1867. Jednak organologiczne badanie skrzypiec (Rycina 3...

Dyskusja

Prezentowany protokół opisuje procedurę datowania dendrochronologicznego skrzypiec. Procedura obejmuje kilka krytycznych kroków. Pierwszym z nich jest identyfikacja słojów drzew w celu prawidłowego zmierzenia ich szerokości. Ma to kluczowe znaczenie, ponieważ słoje drzew są często bardzo wąskie lub mają niejasne granice ze względu na niewielką ilość późnego drewna (krok 1.3). Wykrywanie słojów drzew może być skomplikowane ze względu na starzenie się drewna, ciemne i nieprzezroczyste lakiery²⁸ lub ...

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
CDendro	Cybis Elektronik & Program do https://www.cybis.se Data AB		CoDendro do zarządzania danymi dendro i krzyżowania
CooRecorder	Cybis Elektronik & Program Data AB	https://www.cybis.se	CooRecorder do pomiaru szerokości słojów drzew na obrazach
TSAP-Win	RINNTECH	https://rinntech.info/products/tsap-win/	Oprogramowanie do analizy szeregów czasowych