Дендрохронология

В начале XX века немецко-русский климатолог Владимир Петрович Кеппен (родившийся в Санкт-Петербурге и потом переехавший на ПМЖ в Германию) сказал, что растительность есть кристаллизованный климат. Высказывание было очень метким, всем понравилось, но справедливость требует отметить, что о том же самом догадывались еще древние греки. Они понимали: какова флора, таков и климат. Точнее, наоборот, каков климат, такова и растительность.

А какова растительность, таков и животный мир.

А какова флора и фауна, таковы и люди, поскольку климат, растительность и живность полностью определяют условия проживания людей в данной местности. Собственно, любому нормальному человеку это должно быть понятно — достаточно поставить рядом грека, папуаса и чукчу, чтобы воочию убедиться: условия жизни полностью определяют способ жизни (одежду, обычаи, мораль) и внешний облик людей.

Деревья — живые хронисты эпохи. Смена времен года отражается на спилах годовыми кольцами. Каждый год образуется новое кольцо. Правда, не все деревья так старательны — тропические и субтропические деревья не имеют выраженных годовых колец, поскольку там нет резкой смены времен года, соответственно, зима не оставляет тяжкий рубец на многострадальном теле дерева.

Наиболее удобны для изучения годовых колец калифорнийские секвойи. Во-первых, стволы толстенные, поэтому считать годовые кольца легко — каждое кольцо толщиной в палец. Во-вторых, секвойи живут тысячи лет. Жалко, конечно, такое дерево — толщиной с дом, помнящее Джорджа Вашингтона! — спиливать, но зато, изучая спил, можно заглянуть сразу на сотни лет назад. Кстати, теперь спиливать деревья вовсе необязательно, поскольку изощренная западная наука изобрела малотравматичный способ получения нужной информации — при помощи специальных тонких буров, ими можно вынуть керн, не губя дерево.

Что же видно по кольцам? По кольцам видно, хорошо было дереву в тот период или плохо. Если дереву хорошо, оно быстро толстеет, годовые кольца получаются широкие. А вот если дереву чего-то не хватает, годовое кольцо получается узкое. Но вот чего не хватает дереву для полноценного роста — тепла или влаги? То есть холодное было время или засушливое? На этот вопрос дендрохронологический метод ответить не может. И это первый недостаток дендрохронологии.

Второй недостаток заключается в том, что ширина кольца дает представление о климатических условиях только в течение вегетационного периода, то есть когда дерево растет. А в Арктике, например, вегетационный период длится всего-то два месяца. На юге — подольше. Но в любом случае кольцо, хоть и называется годичным, содержит информацию только о том, каким было лето. Вообще-то специалисты об этом знают, но с большой охотой забывают и порой пытаются трактовать данные о полученных на основании изучения колец температурах как среднегодовых. Именно так и родилась скандально-сенсационная публикация американских ученых в 1998-99 годах.

Это была бомба! Американцы решили реконструировать среднеглобальную температуру на протяжении последней тысячи лет, используя только дендрохронологические данные, причем высокоширотные. И получилось у них, что с начала XX века на планете происходит совершенно беспрецедентное потепление, которое превзошло по масштабу все, что было на протяжении реконструируемого периода. Это абсурд, в чем мы убедимся в дальнейшем.

Классический пример того, как жестоко можно ошибиться, не осознавая возможностей метода.

Есть и еще одно обстоятельство, которое необходимо отметить. Математическая обработка полученной дендрохронологической информации настолько сложна и многоступенчата, что в силу этой сложности на руках у исследователя остаются только климатические события с временным масштабом в несколько десятилетий. Столетние колебания при математической обработке срезаются. Наиболее опытные и честные дендрохронологи прямо пишут об этом, правда, очень скромно: в 20-страничной статье — натри строчки. Типа «при фильтровании удаляются гармоники…» Какие такие гармоники там удаляются, из читающих неспециалистов мало кто понимает. Тем не менее, нам с вами нужно усвоить еще один недостаток метода — даже в самых длинных дендрохронологических рядах (несколько тысяч лет) нельзя увидеть столетних и тем паче тысячелетних колебаний: «гармоники срезаются».

Но зато у дендрохронологии есть и свое преимущество: метод дает годовое разрешение. В этом его неоспоримое достоинство. Вот пример одного из корректных дендрохронологических исследований.

У нас в России секвойи, к сожалению, не растут. Поэтому уральские ученые из Института экологии растений и животных Уральского отделения РАН (Екатеринбург) давно придумали использовать для дендрохронологических исследований сибирскую лиственницу. Это замечательное дерево позволило заглянуть на четыре тысячи лет назад и отметить годы, в которые происходили экстремальные климатические события.

Выбор лиственницы может показаться странным: ну какие там годичные кольца у дерева, растущего на краю западносибирской тундры! И вправду, тоненькие. Но есть у лиственницы и преимущество. У обычного дерева с годами растет не только диаметр ствола, но и толщина коры, то есть теплоизолятор. Поэтому толстое дерево может не почувствовать удара стихии — на спилах больших деревьев находят меньше годовых колец, поврежденных летними заморозками (так называемые морозобойные кольца). А вот лиственница стойкой опадающей корой исправно сигнализирует ученым о каждой погодной неурядице. И хоть диаметр ее ствола мал, зато и толщина коры редко превышает 3-5 мм.

Изучение морозобойных колец позволило выделить годы, в которых на Полярном Урале летом температура опускалась ниже минус 5°С — 1466, 1573, 1601, 1708, 1783, 1797, 1811, 1857, 1862, 1872, 1882, 1891, 1968 годы. Причем самые сильные заморозки пришлись на 1601, 1783, 1857, 1882 и 1968 годы. (1601 год нам уже знаком. Морозобойные кольца, соответствующие этому году, есть и у сосен, растущих в Северной Америке. 1783 год знаком нам тоже. Сухой туман с 24 мая по 8 октября этого года покрывал территорию от Норвегии до Сирии, от Англии до Алтая. В российской столице в середине лета, как отмечали современники, «солнечный свет был слабее, чем свет полной Луны». Это постарался вулкан Лаки в Исландии. Про остальные годы, возможно, мы еще поговорим, если случай представится.)

Мало выбрать хорошую лабораторию для анализа образцов, нужно еще правильно отобрать сами образцы. Уральцы свои образцы отобрали правильно — они брали одиноко растущие лиственницы. Это принципиально! Не важно, с чем вы имеете дело — с кустами или деревьями, но отбирать в качестве образцов необходимо только отдельно стоящие деревья на границе сообщества — на границе лесотундры, леса, альпийских лугов: они острее чувствуют удары судьбы. В общем, нужны деревья-маргиналы, которые меньше зависят от сообщества и больше от климата. У них сигнал ярче.

Штук двадцать строгих правил отбора образцов честно изложены в специальных брошюрках, изданных на газетной бумаге тиражом эдак в 200 экземпляров. Никто их не читает, кроме фанатов. А зря, ибо, как мы уже отмечали, неправильно отобранный образец плюс левая лаборатория могут загубить любую работу. А поскольку фанатов и хороших лабораторий много меньше, чем любопытных исследователей, 70—80% работ по дендрохронологии годятся только на то, чтобы вытирать ими задницу.

Поиск по сайту: