Круги на срезе дерева – это страницы его многовековой летописи. Каждое кольцо сообщает о том, каким было лето – теплым и благоприятным или холодным и дождливым. Наука о чтении этих записей называется дендрохронологией. Сегодня это один из самых точных инструментов для изучения климатических изменений. Расшифровав лесные архивы, можно заглянуть на тысячу лет назад, чтобы понять, что происходит с нашей планетой сегодня.
Кольца деревьев можно сравнить с датчиками температуры. В благоприятных условиях дерево формирует широкое годичное кольцо, а в холодное или засушливое лето – узкое. Однако за этой гениальной простотой скрывается сложный научный анализ. Специалисты создают многотысячелетние хронологии, сопоставляя узоры колец живых деревьев с образцами старой древесины из исторических зданий, археологических раскопок и даже с затонувших кораблей. Современные международные исследования реконструировали температуру воздуха в Северном полушарии за последнюю тысячу лет. Выяснилось, что вулканические извержения неизменно оставляли след в структуре древесины. Анализ показал, что 96% всех исследованных точек в сетке данных фиксировали похолодание после крупных извержений.
Еще более громкие открытия сделаны в Арктике. Недавнее исследование годичных колец можжевельника в Гренландии, позволило восстановить температуру за последние 500 лет. Ученые обнаружили в структуре древесины так называемые «голубые кольца» – микроскопические аномалии, формирующиеся в годы экстремально холодного лета. Эти шрамы на древесине рассказали о катастрофических извержениях вулканов Лаки в 1783 году и Тамбора в 1815 году, которые вызвали экстремальные похолодания. Но главный вывод исследования говорит о беспрецедентных темпах потепления в Арктической зоне, которые выходят далеко за пределы естественных колебаний климата. Последние десятилетия стали самым теплым периодом за пять столетий.
В России ученые создали обширную базу данных дендрохронологических измерений для Европейской части страны. Исследователи собрали и проанализировали более 450 тысяч годичных колец из 64 участков произрастания деревьев и 10 исторических хронологий, основанных на археологической и строительной древесине. Самые старые образцы датируются аж 572 годом нашей эры. Эти масштабные данные позволяют с удивительной точностью реконструировать климат за последние полторы тысячи лет.
Исследования на Соловецких островах показали, что даже в таких специфических условиях ель чутко реагирует на изменения температуры июня. Ученые реконструировали температурный режим за период с 1676 по 2016 год и обнаружили, что самый теплый год за всю историю наблюдений пришелся на 1856. Факт подтверждают и местные исторические свидетельства. Это наглядный пример того, как дерево становится беспристрастным свидетелем климатических изменений.
На другом конце страны, на Камчатке, российские ученые применили дендрохронологию для решения другой задачи – оценки способности лесов поглощать углерод. Используя данные ширины колец тополя, березы и лиственницы, они реконструировали динамику фитомассы (то есть объема растущей древесины) за несколько столетий. Оказалось, что прирост биомассы тесно связан с летними температурами, однако в середине XX века эта связь ослабла из-за массовых рубок и пожаров. Деревья на вырубках стали получать больше света и активнее расти, словно забыв на время о холоде. Это открытие помогает разделить природные и человеческие факторы в жизни леса.
В горах Алтая ученые исследуют, как разные виды хвойных – лиственница, кедр и ель – по-разному записывают климатический сигнал. Оказалось, что они могут дополнять друг друга, позволяя восстановить не только температуру, но и другие параметры среды с высокой точностью.
Исследования доказывают, что лес – самый надежный и долговременный архив климатических данных. Он свидетельствует, что современные изменения климата не имеют аналогов по своей скорости и масштабу за последнее тысячелетие. И каждое посаженное сегодня дерево внесет свою лепту в эту летопись.