12.3树年代学
第十二章 揭示古代气候的变化
12.3树年代学
通过对树的生长纹和树年代学的研究,能提供一块木头的绝对年龄。
一般情况下,树每年增加一个年轮,而且年轮的厚度在很大程度上取决于当时的气候条件,如温度和雨量。(10亿年前地球上一年至少516±20 天,一个月至少有40天,一天最多16.99±0.66小时)
植物远比人类等动物长寿。根据维基百科的介绍,目前已知世界上个体寿命最长的树为刺果松(Pinus lortgaeva),主要生长在美国西南部的高山区。根据取样年轮的计算结果,美国加利福尼亚州白山上一棵被称为“玛土撒拉”(玛土撒拉为西伯莱语《圣经》中一位最长寿的老人,据说活了969岁)的刺果松已经有4700年的寿命,还有一棵树龄长达7000年、现已死亡的刺果松仍然挺立着。也就是说,植物往往见证了较长时期的气候变化。可是,如何才能让历经沧桑的植物“开口说话”呢?
在温带与寒温带地区,树木和灌木每年通常有一个明显的生长季,在其树干次生木质部的横截面上每年都会新形成一个轮圈,称为生长轮或树轮。如果每年的气温、降水量等气候条件存在差异,就会导致当年形成的树轮在宽窄、密度等方面呈现出相应的变化。
也就是说,树轮的各种数据资料能够反映当年局部地区或一定空间尺度内的气候环境条件。对众多树轮资料进行综合分析,就可以得到逐年乃至逐季的气候分析代用资料序列。
树轮作为气候分析代用资料的优点是其具有连续性,其可信度取决于所取树种对气候变化的敏惑程度。往往多种环境条件同时影响着树木的生氏,因而要依据树轮资料反演某种特定要素(如温蔓或降水量)的代用指标,一般还需要结合现代气象和植物学方面的知识,并进行综合而周密的分析。也就是说,要先联系现代气象和植物学知识,得出规律后,再依据树轮记录反演过去的气候变化历史。
无论是已被埋藏多年或仍直立着的死树、已被加工并用于建筑房屋的木材,还是仍枝繁叶茂的活树,科研人员都可以利用树轮研究中的交叉定年技术、依据树轮宽窄模式变化的一致性将这些不同“版本”的树轮“图纸”有机地衔接起来,进而建立长时间尺度的树轮年表。
祁连圆柏(Sabina przewalskii)为柏科常绿乔木,是青藏高原东北部的主要森林树种。青藏高原的干旱气候使祁连圆柏生长极为缓慢。目前已知的最老的祁连圆柏活树年龄为2000年左右,祁连圆柏也是我国目前已知的树龄最长的树种。通过将祁连圆柏的活树、直立的枯木和墓葬中的古木等的年轮资料衔接起来的方法,我国学者已经建立了长达3585年的祁连圆柏树轮年表,这也是迄今为止中国乃至亚洲最长的树轮年表。这些被精心拼接起来的树轮“图纸”忠实地描述了过去3500多年间当地年降雨量等的变化历史,为我们进一步了解相应时问段内的人类活动、分析人类文明发展进程等奠定了可靠的气候背景基础。
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