Науки о Земле

Для более эффективной датировки нужно и пилить, и бурить

Keith Morris/LNP

Экологи из Сибирского федерального университета (СФУ) оценили эффективность различных методик отбора образцов древесины для датировки и изучения климата прошлого. Исследование поддержано грантами Российского научного фонда (1, 1). Статья опубликована в журнале Dendrochronologia.

Дендрохронология позволяет датировать события и природные явления с помощью анализа годичных колец деревьев, которые в нашей полосе нарастают в основном в летний период. Ширина, плотность, клеточное строение и химический состав этих колец зависят от количества осадков, температуры и других условий, различающихся год от года. Деревья — одни из самых долгоживущих организмов на Земле, и их стволы могут фиксировать события столетней, а иногда и тысячелетней давности, которые благодаря этому методу можно идентифицировать с точностью до года и даже сезона. Для этого ученые используют метод перекрестной датировки: они сравнивают «летопись» нескольких деревьев, росших в одном регионе и имеющих одинаковый порядок чередования широких и узких годичных слоев на определенном участке. Таким способом можно изучать ныне растущие деревья, сухостойные и даже ископаемую древесину, но для точной датировки событий необходимо найти перекрывающиеся участки материала вплоть до ныне живущих деревьев.

Существует несколько способов отбора образцов для датировки. Чаще всего узкие керны (фрагменты) древесины от коры до центра ствола высверливают специальным буром, но иногда используется метод распиловки. Ученые из Сибирского федерального университета совместно с российскими и иностранными коллегами провели статистические исследования и сравнили эти два метода, оценив их точность и надежность, а также затрату времени и ресурсов.

«Несмотря на более чем столетнюю историю нашей дисциплины, общей стратегии для отбора образцов в дендрохронологии до сих пор не существует. Частично это связано с сосуществованием разных школ, в основном европейской и североамериканской, но чаще всего методику сбора образцов адаптируют для конкретных задач — от простого датирования событий до реконструкции климата и оценки накопления биомассы. Ученые используют данные древесных колец в разных областях (археология, климатология, экология, лесное хозяйство, геоморфология и физиология деревьев) и выбирают разные стратегии», — рассказал один из авторов работы, старший научный сотрудник СФУ и Института леса имени В.Н. Сукачева СО РАН Александр Кирдянов.

Авторы обсудили плюсы и минусы сбора одного или нескольких образцов для дерева, включая спилы, а также количество деревьев, необходимое для получения надежной хронологической и дендроклиматической картины. Они провели ряд расчетных экспериментов для измерений по ширине древесных колец, независимо полученных для разного древесного материала (керны и спилы деревьев) для лиственницы из одного местообитания на северо-востоке Сибири. Результаты показали, что сбор спилов значительно быстрее и надежнее взятия буровых образцов для достаточно небольших деревьев, произрастающих на севере. При работе со спилами уменьшается вероятность пропустить локально отсутствующие древесных кольца, и результирующая хронология обычно более продолжительна и лучше обеспечена измерениями для разных периодов. Однако метод, основанный на спиливании деревьев, имеет серьезные ограничения, так как это далеко не всегда возможно и никогда не желательно, а древесные спилы требуют больших затрат при хранении и транспортировке, чем керны.

«Одним из альтернативных решений при сборе может быть обоснованная комбинация буровых образцов и спилов на участке. Важно отметить, что во многих случаях спилы живых деревьев могут быть заменены материалом недавно отмерших особей. Кроме того, мы рекомендуем исследователям уделять особое внимание сбору спилов для пней и полупогребенной древесины, если таковые имеются. Такой подход не только повысит качество получаемой хронологии, но и увеличит ее длительность», — заключил ученый.

С помощью методов дендрохронологии с точностью до года датированы многие археологические находки и архитектурные памятники, в которых сохранилась древесина с различимыми годичными кольцами. Также исследования позволяют оценивать смещения южных и северных границ лесов, судить о времени лесных пожаров, о скорости накопления биомассы древесной растительностью, об изменении поясной растительности горных районов, теплового и водного балансов Земли, изучать климат прошлого и прогнозировать его изменения в будущем.

Исследование проведено совместно с коллегами из Института леса имени В.Н. Сукачева СО РАН (Красноярск), Северо-Восточного федерального университета имени М.К. Аммосова (Якутск), Института мерзлотоведения имени П.И. Мельникова СО РАН (Якутск), а также Кембриджского университета (Великобритания), Исследовательского института глобальных изменений CAS (Чехия), Университета сельского и лесного хозяйства имени Менделя (Чехия), Стокгольмского университета (Швеция), Экологической обсерватории Наварино (Греция), Швейцарского федерального института лесных, снежных и ландшафтных исследований WSL (Швейцария) и Университета Масарика (Чехия).

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.