Über 12.400 Jahre im Holz: Was Jahresringe über Klima und Geschichte erzählen

Wer in diesen Wochen Holzscheite stapelt oder ein Stück Brennholz in der Hand hält, sieht sie auf der Schnittfläche: feine, helle und dunkle Kreise. Für die meisten ist das einfach Maserung. Für Forschende ist es ein Archiv, das Jahr für Jahr mitgeschrieben wurde. Passend zum Welttag der Wissenschaft für Frieden und Entwicklung am 10. November lohnt ein Blick auf eine Methode, die aus diesen Ringen Uhren und Klimakurven macht: die Dendrochronologie, die Jahrringforschung.

Hell, dunkel, ein Jahr Wie ein Ring entsteht, beschreibt die Eidgenössische Forschungsanstalt WSL in der Schweiz am Beispiel der Nadelbäume: Zu Beginn der Wachstumszeit bildet der Baum helle Frühholzzellen, gegen Ende kleinere, dickwandigere Spätholzzellen. Zusammen ergibt das einen Ring. Wie breit er ausfällt, hängt stark davon ab, ob das Jahr günstig oder ungünstig war. An der Baumgrenze im Gebirge und im hohen Norden bremst vor allem die Temperatur das Wachstum, in trockenen Regionen das Wasser.

Weil alle Bäume einer Region dasselbe Wetter erleben, entsteht in ihrem Holz ein gemeinsames Muster aus breiten und schmalen Ringen. Nach Angaben der Universität Göttingen stimmen gut abgesicherte Jahrringkurven sogar über Hunderte Kilometer hinweg statistisch signifikant überein.

Vom Baumstumpf zum Kalender Der Trick der Methode: Man beginnt bei Bäumen, deren Fälljahr bekannt ist, und legt deren Ringmuster mit älteren Hölzern übereinander. Wo sich die Muster überlappen, lässt sich die Reihe Stück für Stück weiter in die Vergangenheit verlängern. Das Labor für Dendrochronologie der Universität Bamberg erklärt, dass schon eine Folge von etwa 40 bis 50 Ringen so eigentümlich ist, dass sie nur an einer Stelle in den Kalender passt. Damit lässt sich der äußerste Ring einem Kalenderjahr zuordnen.

Wie weit das trägt, zeigt Hohenheim. Dort haben Forschende aus Eichen und Kiefern einen lückenlosen Jahrringkalender zusammengesetzt. In einer Fachveröffentlichung von 2004 im Journal Radiocarbon ist von 12.460 Jahren die Rede, eine Pressemitteilung der Universität Heidelberg von 2008 nennt 12.468 Jahre, zurück bis ans Ende der letzten Eiszeit. Seitdem ging die Arbeit weiter: 2020 schrieb die Universität Hohenheim, ihr Kalender reiche bis in die letzte Eiszeit in Mitteleuropa vor rund 14.000 Jahren zurück, und auch späteiszeitliche Bäume ließen sich inzwischen aufs Jahr genau datieren. Die Stämme dafür stammen unter anderem aus Mooren und aus den Kiesschichten früherer Flüsse, wie sie heute in Kiesgruben zutage kommen.

Auch Göttingen sammelt solche Hölzer, etwa aus Kiesgruben an Main, Fulda, Lahn und Oker und aus Mooren in Niedersachsen. Allein aus Mooren hat das Labor nach eigenen Angaben rund 2.200 Bäume von etwa 140 Fundorten datiert. Die Göttinger Kurven reichen bis kurz vor 8000 vor Christus zurück – die längsten der Welt nach denen aus Hohenheim, wie die Universität schreibt.

Wie alt ist der Dachbalken? Im Alltag der Denkmalpflege beantwortet die Jahrringforschung ganz handfeste Fragen. Die Universität Bamberg nennt sie die einzige naturwissenschaftliche Methode, die die Fälljahre historischer Hölzer jahrgenau bestimmen kann. Genutzt wird das in Archäologie und Bauforschung, aber auch für Möbel, Tafelbilder und Musikinstrumente. Sind die Ringe bis zur Rinde erhalten, lässt sich sogar eingrenzen, ob ein Baum im Winter oder im Frühjahr und Sommer gefällt wurde.

Ein Fälljahr ist allerdings noch kein Baujahr. Bauholz wurde in der Regel ungetrocknet verbaut, Holz für Möbel, Tafelbilder oder Instrumente dagegen meist erst getrocknet. Diese Zeitspanne muss man mitdenken.

Wie lebendig die Methode ist, zeigt Norddeutschland: Anfang 2024 stellte die Technische Hochschule Lübeck eine gemeinsame Forschungsstelle Dendrochronologie vor. Geschaffen haben sie die Denkmalbehörden Hamburgs und Lübecks zusammen mit Landesämtern aus Schleswig-Holstein, federführend ist die Lübecker Archäologie und Denkmalpflege. Angesiedelt ist die Stelle am Fachbereich Bauwesen der Hochschule, sie arbeitet mit dem Deutschen Archäologischen Institut zusammen. Untersucht werden Dachstühle, Balken, Decken und Wände historischer Häuser. Die Ergebnisse sollen Sanierungen erleichtern und Forschung wie Öffentlichkeit zugänglich sein. Bei der Probenentnahme packt die Jugendbauhütte Lübeck mit an.

Ein Klimaarchiv mit Jahresstempel Jahresringe erzählen nicht nur, wann ein Baum fiel, sondern auch, wie es ihm ging. Die WSL nutzt Ringbreite und Holzdichte als indirektes Thermometer: Die größte Dichte des Spätholzes gibt Hinweise auf vergangene Temperaturen. Narben und Veränderungen im Holz können außerdem auf frühere Waldbrände, Steinschläge oder Lawinen hinweisen. Unter dem Mikroskop lässt sich manches Ereignis sogar der Jahreszeit zuordnen.

Besonders wertvoll wird der lange Hohenheimer Kalender in Verbindung mit anderen Methoden. Die Fachveröffentlichung von 2004 bezeichnet die Eichen- und Kiefernkurven als Rückgrat, mit dem die Radiokarbon-Datierung für Mitteleuropa geeicht wird. Jede Verlängerung des Kalenders verbessert also Altersangaben in der Archäologie. 2008 gelang es einem Team aus Heidelberg, Hohenheim, Lund, Kopenhagen und der WSL zudem, den Baumring-Kalender mit Eisbohrkernen aus Grönland abzugleichen. Der Hohenheimer Paläobotaniker Michael Friedrich fasste das damals so: „Eiskerne und Baumringe sind damit wie zwei Geschichtsbücher in verschiedenen Sprachen.“

Ein Blick, der sich lohnt Das Schöne an der Jahrringforschung: Ihr Ausgangsmaterial liegt oft ganz nah. Im Dachstuhl alter Bauernhäuser, in Mooren, in Kiesgruben, im Wald. Wer das nächste Mal einen Baumstumpf oder ein gespaltenes Scheit betrachtet, kann die Ringe von innen nach außen zählen und sich klarmachen: Ein schmaler Ring steht oft für ein schwieriges Jahr, ein breiter für ein gutes. Forschende vergleichen dafür viele Bäume miteinander, damit Eigenheiten eines einzelnen Stamms nicht ins Gewicht fallen – und lesen aus dem gemeinsamen Muster Jahrtausende heraus.