Les arbres absorbent du dioxyde de carbone (CO2) par photosynthèse et perdent de l’eau par transpiration à travers les stomates (Gagen et al, 2006Gagen M., McCarroll D. & Edouard J.-L., 2006 : Combining ring width, density and stable carbon isotope proxies to enhance the climate signal in tree-rings: an example from the southern French Alps. Climatic Change, 78, 363–379.). Une partie du carbone s’incorpore dans la lignine et la cellulose du cerne en cours de croissance. La dépendance de la taille des cernes et du δ13C à la température et à l’humidité est conditionnée par la région. Dans les régions tempérées, où le stress hydrique est faible, le δ13C est principalement contrôlé par la photosynthèse, qui dépend de l’irradiance et de la température (McCarroll & Loader, 2004 McCarroll D., & Loader N.J., 2004 : Stable isotopes in tree rings. Quat. Sci. Rev., 23, 771–801.). Le δ18O des cernes est lui déterminé par le δ18O des précipitations et par l’humidité de l’air, qui influence l’enrichissement en 18O lors de l’évaporation.
