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树木年轮记录干旱历史

研究人员利用树木年轮,创建了可追溯至数百年甚至数千年前的干旱记录。

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2012年8月,尼尔·佩德森在蒙古的Khorgo熔岩区(位于Khorgo-Terkhiin Tsagaan Nuur国家公园内)采集一棵活树的年轮样本。Kevin Krajcik/哥伦比亚大学

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通过研究世界各地森林中树木年轮的差异,纽约哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站树木年轮实验室的尼尔·佩德森及其同事创建了一份可追溯至数百年甚至数千年前的干旱和湿润时期记录。

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2010年,在研究蒙古过去20年气候变化影响的过程中,他的团队偶然发现了一片松树林,这片松树林随后揭示了该地区有史以来最长的气候记录。此次行程(以及2012年的另一次行程)的数据,讲述了这片水资源稀缺之地1100年的降雨故事,而雨水可能意味着更多的植被、更多的牲畜,以及更多的肉、牛奶和奶酪。

如今,佩德森及其同事发现,该国历史上最湿润的时期(由最宽的年轮系列指示)恰好与勇士成吉思汗(西方熟称Genghis Khan)的崛起 coincides with。雨水可能为成吉思汗及其军队征服人类历史上最大的陆地帝国提供了所需的动力。

每个年轮样本的宽度相当于一根筷子,其中可能包含数百个年轮。图片由Neil Pederson/Lamont-Doherty Earth Observatory/Columbia University提供

用他自己的话来说……

为了获得水分记录,我们对不同的树木进行交叉定年……并匹配不同时期的年轮大小模式。这就像一种生长的条形码。所以我们可以将一棵活树追溯到16世纪,也可以将可能在19世纪死亡、寿命可能长达500年的树木用于研究,从而比仅观察活树能够追溯更长远的历史。我们的实验室自20世纪90年代中期以来一直在蒙古工作;在树木年轮实验室在那里采集到的、提供水分信息的样本中,最长的是663年。

2010年,我们去蒙古待了一个月,但实际上我们只有10到15天在野外,期间我们希望研究气候变化对该国某些落叶松林火灾的影响。行程安排得很紧张。我们开车经过一片熔岩区时,(西弗吉尼亚大学合作者)Amy Hessl说:“那是什么?”我说:“那是Khorgo熔岩区”,她说:“我们真应该采集那里的样本。很有可能能获得一段长久的气候记录。”于是我们调整了行程安排。

我们在熔岩区待了两天。有一次,我看到一棵死了的西伯利亚松树,它有着优美而复杂的结构,显示出古老的迹象。

我的一大爱好是通过树木的外部特征来识别老树。这些西伯利亚松树非常粗壮——你可以看到树干的某些部分有枯死,然后又有再生。它们看起来几乎像倒置的胡萝卜——基部更宽,而且通常又大又扭曲,布满皱纹。所以当我看到这棵树时,我非常兴奋;如果我们找到一棵,也许还有更多。

这张西伯利亚松树的横截面,拥有799个年轮,可以追溯到成吉思汗蒙古帝国之前的时期。图片由Neil Pederson/Lamont-Doherty Earth Observatory/Columbia University提供

在蒙古,由于寒冷干燥,死树可以保存数百年。但通常我们无法找到它们进行研究。木材在该国很有价值,所以当一棵死树倒下时,它通常会被利用或用于火灾。所以这并不是我们预期的景象;这真是一个惊喜的馈赠。

由于这些松树只是我们临时起意的发现,我们只匆忙采集了18棵树:7棵死的和11棵活的。从这批非常非常小的松树样本中,我原以为最多只能 compiled 一个可靠的700年,也许800年的记录。但从一个(横截面)的边缘到中心有800个年轮。当这个记录与其他树木样本结合时,我们总共追溯了大约1100年——这实在令人震惊。这是第一个提供亚洲和世界历史上重大变迁气候背景的树木年轮记录。

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[本文最初以“阅读树木”为题印刷。]

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