Balken uit New Yorkse gebouwen onthullen historisch klimaat

Ooit was het oosten van de VS bedekt met oerbossen, die aan het begin van de twintigste eeuw na eeuwen van commerciële houtkap vrijwel waren verdwenen. Maar het hout van deze bossen overleeft nog in de vorm van zware balken in oude New Yorkse gebouwen. De boomringen in het hout bevatten een schat aan historische informatie over het klimaat en dus zijn wetenschappers naarstig op zoek naar deze houten ‘archieven’.

In het Tree Ring Lab van het Lamont-Doherty Earth Observatory, onderdeel van de Columbia University, vergaart een team van dendrochronologen (wetenschappers die boomringen bestuderen om de chronologie van het verleden te reconstrueren) in slooppanden in de hele stad houtmonsters uit oude balken. Het team richt zich op gebouwen die vóór de jaren twintig en dertig zijn opgericht, toen stalen balken als dragers van de constructie in zwang raakten. Oudere gebouwen werden opgetrokken met behulp van zware balken uit bomen die in de oerbossen van de VS waren geveld.

Tijdens zijn groei voegt een boom elk jaar een nieuwe boomring aan zijn stam toe, en uit die ring valt af te lezen welke omstandigheden er destijds in de omgeving van de boom heersten. In het algemeen geldt dat hoe breder een boomring is, des te meer regen er in het groeiseizoen van dat jaar viel. Bij sommige bomen die op grote hoogte groeien, geeft de variatie in de dikte van boomringen iets anders aan, namelijk de temperatuur, waarbij bredere ringen voor warmer weer staan.

Houtmonsters van zware draagbalken die in een slooppand in Manhattan zijn genomen. De opeenvolging van talloze relatief smalle boomringen geeft aan dat het hout afkomstig is van een traag groeiende boom die waarschijnlijk in een Amerikaans oerbos groeide.

Volgens Mukund Rao, een van de leidinggevenden van het project Tree Ring Lab, waren veel van de bomen die voor de bouw van New York werden gebruikt al twee- tot driehonderd jaar oud toen ze een eeuw geleden werden gekapt. Dat betekent dat ze lang vóór de stichting van de VS zijn ontkiemd, en soms zelfs vóór de zestiende eeuw of nog eerder. Hun ringen kunnen wetenschappers helpen om hiaten in bestaande klimaatdata op te vullen.“Having these really old timbers allow us to go further back in time to understand the past,” says Rao. This makes it possible for scientists to put recent changes in climate patterns into greater historical context.

“Dankzij deze oude houten balken kunnen we verder terugkijken in de tijd en het verleden beter begrijpen,” zegt Rao. En ze stellen wetenschappers in staat om recente veranderingen in klimaatpatronen in een historische context te plaatsen.

Lees ook: Bekijk 's Werelds oudste bomen bij magisch sterrenlicht

“Je kunt eruit aflezen of de temperaturen waarmee we nu worden geconfronteerd uitzonderlijk zijn of dat ze binnen de normale bandbreedte vallen. Hetzelfde geldt voor uitzonderlijke droogteperioden,” zegt Caroline Leland, een andere leidinggevende van het project.

Terug naar de bron

De stad New York werd grotendeels in de tweede helft van de negentiende en eerste helft van de twintigste eeuw gebouwd. Volgens een onderzoek uit 2019 moet er in de huidige metropool nog zo’n veertien miljoen kubieke meter oud hout aanwezig zijn, wat gelijkstaat aan de inhoud van bijna 75.000 metrowagons. Daarmee is New York de grootste schatkamer van dit materiaal in de VS.

Een bos van moerasdennen (Pinus palustris) in Florida. Moerasdennen behoorden tot de boomsoorten die in de negentiende eeuw veel werden gebruikt voor de bouw van de stad New York.

De houten balken waarmee de oudere gebouwen van New York werden opgericht, kwamen uit verschillende regio’s langs de Oostkust. Aanvankelijk richtten de bouwers zich op de oerbossen in het noordoosten van de VS, waar ze Weymouth-dennen, zilversparren en Hemlock-sparren kapten. Rond 1900 waren veel van deze wouden inmiddels geveld, maar door de industrialisatie kon bouwhout nu over veel grotere afstanden worden aangevoerd, dus richtten de bouwers zich op de moerasden van het Amerikaanse zuidoosten. Het gevolg van die ongebreidelde houtkap was dat er tegenwoordig nog maar drie procent van de moerasdennenbossen in de regio over is.

In samenwerking met Alan Solomon van de Sawkill Lumber Company, een bedrijf dat sloophout bergt en oude houten balken voor hergebruik verwerkt, heeft het team van de Columbia-universiteit toegang tot houtmonsters van tenminste achttien verschillende bouwwerken in New York, variërend van een oude brandweerkazerne in Manhattan tot paardenstallen in Brooklyn. Het team is alleen geïnteresseerd in houtmonsters die minstens 150 boomringen omvatten en dus van bomen afkomstig zijn die minstens 150 oud waren toen ze werden gekapt.

Na het nemen van een houtmonster stellen de onderzoekers aan de hand van de hars in het hout de boomsoort vast. Ook meten ze de omvang van het merg in het centrum van de stam en andere anatomische eigenschappen. Vervolgens analyseren ze elk monster, waarbij ze ook de breedte van alle boomringen meten. “Het patroon van bredere en smallere ringen is doorgaans uniek voor een bepaalde regio,” zegt Rao.

Het boomringenpatroon fungeert als een soort barcode, die aan de hand van ‘kruisdatering’ met die van andere bomen kan worden vergeleken om de herkomst van het hout te bepalen. Er is nog een andere reden waarom een oud houtmonster minstens 150 boomringen zou moeten hebben: het stelt onderzoekers in staat om precies vast te stellen waar het hout vandaan komt.

“Als de patronen van de verschillende dikten bij die van andere bomen passen, weet je waar en wanneer die boom is geveld,” zegt Leland.

Verlengd klimaatarchief

In het Terminal Warehouse neemt directeur Edward Cook van het Tree Ring Lab een houtmonster met de diameter van een rietje uit een oude houten staander.

De eerste houten balken die door het team werden onderzocht, waren afkomstig uit het Terminal Warehouse, een reusachtig bouwwerk dat in 1891 in de wijk Chelsea in Manhattan werd opgericht. Nadat de onderzoekers hadden vastgesteld dat het om het hout van moerasdennen ging, vergeleken ze het boomringenpatroon in het hout met een uitgebreide database en vonden een bijpassend patroon onder nog levende bomen in het grensgebied tussen Georgia en Alabama. De oudste boom die in het Terminal Warehouse is verwerkt, moet rond het jaar 1512 zijn ontkiemd.

De onderzoekers hebben ook analyses verricht op houten balken uit een gebouw op 211 Pearl Street, een commercieel pand in Lower Manhattan dat in 1831 werd gebouwd. Ze stelden vast dat het om hout van Weymouth-dennen ging, die in de Adirondack Mountains in de staat New York waren gekapt. Bij onderzoek naar levende bomen in die regio zijn gegevens vergaard die teruggaan tot 1690, maar enkele van de houten balken uit het gebouw op 211 Pearl Street waren gemaakt van bomen die nog jong waren toen ze in de jaren dertig van de zestiende eeuw werden gekapt, waardoor onderzoekers het klimaat in de regio zo’n 150 jaar verder terug in de tijd kunnen bestuderen.

De onderzoekers zijn op zoek naar gegevens uit houtsoorten van verschillende regio’s, want daarmee kunnen ze niet alleen chronologische veranderingen in het klimaat vaststellen maar ook zien hoe het klimaat per regio is veranderd.

“Het combineren van meerdere gegevens uit een heel netwerk van locaties is zeer waardevol als het gaat om onze inzichten in zowel geografische als chronologische klimaatvariaties,” zegt Leland.

Lees ook: Bomen roepen om hulp - en wetenschappers kunnen ze nu verstaan

David Frank, directeur van het Laboratory of Tree-Ring Research van de University of Arizona, noemt deze vorm van onderzoek als “ongelooflijk waardevol”, aangezien het wetenschappers in staat stelt “het klimaatsysteem op aarde nauwkeuriger te kwantificeren en te begrijpen.”

Volgens Frank zijn “lange archiefreeksen van cruciaal belang om zeldzame en extreme gebeurtenissen te kunnen identificeren.”

“Als extreme episoden zich in het verleden hebben voorgedaan, kan dat ook in de toekomst gebeuren,” zegt hij.

Het redden van data

Elk jaar worden in New York zo’n duizend gebouwen gesloopt of intern afgebroken en gerenoveerd die met oude balken zijn gebouwd. De gemiddelde hoeveelheid oud hout die per gebouw wordt verwijderd, wordt geschat op veertien kubieke meter, wat betekent dat er per jaar 14.000 kubieke meter van dit materiaal wordt afgevoerd. Als het materiaal niet wordt geborgen door bedrijven als de Sawkill Lumber Company, belandt het vaak op de vuilnisbelt, waar het verrot en daardoor de in het hout opgeslagen CO₂ afgeeft – en dus bijdraagt aan de uitstoot van broeikasgassen.

“Het is niet alleen goed voor het milieu om dit hout te redden, te verwerken en opnieuw te gebruiken, maar het is ook van enorme wetenschappelijke waarde. Er ligt in deze balken zoveel geschiedenis opgeslagen dat het echt zonde zou zijn als we ze kwijt zouden raken,” zegt Leland.

De balken zijn zó waardevol dat Solomon en het team van het Tree Ring Lab zijn begonnen met het opzetten van een ngo die zich zal wijden aan het bergen en hergebruiken van dit oude hout.

“Het is een eindige hulpbron,” zegt Solomon. “Als dit hout eenmaal is verdwenen, zijn de gegevens over de wouden ook verdwenen.”

Dit artikel werd oorspronkelijk gepubliceerd in het Engels op nationalgeogrpahic.com