Co znamenají kroužky na řezu stromu?

Žák základní školy ví, že stáří dřevin lze určit řezem, určením počtu letokruhů. Tuto metodu poprvé navrhl Leonardo da Vinci. Navrhl také důvod, na kterém závisí šířka prstenců, s poukazem na meteorologické podmínky. Ruští vědci A.N.Beketov a F.N.Shvedov jeho domněnky potvrdili svými vědeckými výzkumy. To se ale stalo již v 19. století. A američtí vědci propojili rysy vzoru na řezu a anomální přírodní jevy srovnáním stáří rostlin a meteorologické kroniky na západě Severní Ameriky. Ukázalo se, že stromy, které začínají svůj život na jaře, mají vzor růstových prstenců, který se znatelně liší od těch, které začaly na podzim. Všeobecně se uznává, že každý prsten odpovídá jednomu roku života. Ale v procesu výzkumu vědci zjistili, že některé stromy mají falešné růstové prstence, zatímco jiné je nemají vůbec.

stromová paměť

Mnoho stromů žije mnohem déle než lidé a uchovává tajemství toho, co zažily po celé generace. Nejdůležitější však je, že obsahují „paměťovou mapu“ přírody, kterou lze vidět řezem do kmene stromu. Nejjednodušší způsob, jak zjistit věk, je spočítat letokruhy.
Dnes, díky úsilí a úsilí vědců, je nejoblíbenější metodou studia věku a podmínek růstu odebrání malého vzorku, nazývaného jádro, z kmene stromu. Dřevina netrpí, ale dále se vyvíjí.
Mezi dřevem a kůrou je buněčná tkáň zvaná kambium. Letokruhy jsou tvořeny buňkami kambia. Dělí se nerovnoměrně, v závislosti na klimatu a povětrnostních podmínkách, a obklopují dřevo do velmi tenkého prstence o velikosti alespoň jeden milimetr. Při dělení tvoří tyto buňky vodivou tkáň. Pohybují se po ní šťávy a živiny. Děje se tak na jaře, kdy mrazy ustupují, půda rozmrzá a rostlina potřebuje výživu pro další růst a vývoj. Blíže chladnému počasí, kdy se růstový proces zpomaluje, stěny vodivých cév ztloustnou a začnou vytvářet hustší a silnější letokruhy stromů, které následně představují kůru stromu. Kůra slouží jako mechanická ochrana a dodává kmeni pevnost.

Co je určeno letokruhy?

Stáří stromu je určeno letokruhy. Nacházejí se ve dřevě. Nejstarší prsten se nachází uprostřed řezu, protože každý nový roste na předchozí.
Kromě toho můžete z části kmene stromu vypočítat minulé povětrnostní katastrofy a předpovídat. Vědci se vždy zajímali, proč mají letokruhy různé šířky. Věda dendroklimatologie to vysvětluje vztahem mezi změnami sezónního počasí a ročním přírůstkem dřeva. Pokud by byly špatné klimatické podmínky, pak budou letokruhy úzké. Široké prstence se objevují, když jsou přírodní podmínky nejvhodnější pro růst a vývoj.

Určení stáří stromu podle jeho růstových letokruhů a studium vzorců jejich růstu umožnilo vědcům učinit v této oblasti několik dalších objevů. Například se ukázalo, že po odumření olistění, pupenů nebo květů v důsledku pozdních mrazů se mohou vytvořit sekundární prstence zvané falešné prstence. A také šířka prstenců může záviset nejen na počasí, ale také na podmínkách, ve kterých rostlina roste. Čím více světla a prostoru, tím širší a pevnější kufr. Kruhové vzory na střihu mohou vypadat asymetricky, což je také pochopitelné. Na slunečné straně jsou širší než na stinné straně. Nadměrná vlhkost má vliv i na příznivý růst stromu nebo naopak jeho odumírání.
Jsou stromy, které letokruhy nemají. Například olivovník. Díky stálým příznivým podmínkám je v nepřetržitém růstu, takže nevznikají letokruhy.

Nejstarší obří stromy

Vědci si byli vždy jisti, že nejvyšší stromy se širokými, obrovskými kmeny mají nejdelší játra. Letokruhy dřeva totiž postupem času stále více zvětšují tloušťku kmene. Proto byly sekvoje a sekvojovce, velké obří stromy rostoucí v Severní Americe, dlouhou dobu považovány za nejstarší.
Obří kmen sekvoje může dosáhnout sto metrů a jeho průměr je asi 8,5 metru. Na pařezu tohoto stromu si snadno postavíte malý útulný domeček. Známý je i případ, kdy byl v místě obrovské dutiny obřího stromového obra vybudován tunel o délce 8,7 m, výšce 3 m a šířce 2,5 m.
Mezi těmito obry byla objevena sekvoje, které v té době bylo více než 2125 let. Po velmi dlouhou dobu byl tento strom považován za nejstarší na planetě.

V polovině 20. století však za účelem vědeckého výzkumu vykáceli prastarou borovici štětinovou intermontánní, jejíž stáří se ukázalo být více než 4900 let! Odborníci si ani nedokázali představit, že borovice byla stará asi 5 tisíc let, protože její výška nebyla větší než 10 metrů. Samozřejmě litovali toho, co udělali, ale právě díky této příhodě se ukázalo, že velikost stromu ne vždy odpovídá jeho stáří. Ke studiu dalších dlouhověkých borovic je nyní přistupováno opatrněji a pečlivěji, s využitím nejmodernějších metod a technologií výzkumu. Takových dlouhověkých borovic bylo mnoho a každá z nich dostala své jméno.
Roční mapa této unikátní prastaré dřeviny se vyznačuje mimořádnou hustotou, a proto není viditelná pouhým okem. Roste velmi pomalu a za 100 let se zvětší v průměru jen o 2,5 cm. Dnes jsou tyto borovice považovány za nejstarší na naší planetě. Ale kdo ví, co se stane za dalších 50 nebo 100 let.Snad se jiným vědcům podaří najít stromy ještě starší než tyto.

Široký prsten znamená deštivý rok a tenký prsten znamená sucho. Letokruhy mohou vypovídat nejen o konkrétním stromu, ale také o mnoha dalších věcech: sněhová pokrývka, změny teploty, lesní požáry, globální změna klimatu, sluneční erupce a dokonce i o havárii jaderné elektrárny v Černobylu. Letokruhy poskytují důležitá vodítka klimatologům, hydrologům, ekologům, historikům, archeologům a historikům umění. Například dřevěné vzory na houslích, které vytvořil Antonio Stradivari (v hodnotě asi 20 milionů dolarů), prozrazují nejen jejich stáří, ale i geografický původ. Dendrochronologický rozbor umožnil přesněji datovat malby německých a nizozemských umělců XNUMX.–XNUMX. století. Porovnáním stromových řezů vědci sestavili rozsáhlou databázi dendrochronologie a vytvořili absolutní dendrochronologickou stromovou stupnici. Nyní mohou díky kontrole těchto údajů přesně datovat archeologické nálezy ze dřeva, sledovat klimatické změny v minulosti a dokonce řešit zločiny související s nelegální těžbou dřeva. Promluvme si o některých z nejpozoruhodnějších objevů.

Akce Miyake

Před osmi lety došlo v dendrochronologii k senzaci – prudké skoky v hladině radiokarbonu v zemské atmosféře, ke kterým došlo v letech 774 a 993, byly zaznamenány z části jednoho z nejstarších stromů na planetě. Tento fenomén byl nazván „Miyake event“ na počest japonské dívky Fusa Miyake, která byla v době objevu neznámou postgraduální studentkou a byla první, o níž se v červnu 2012 zmínil článek, který překvapil svět. Miyake a její kolegové z Nagoyské univerzity v Japonsku studovali růstové prstence 1800 let starých cedrových stromů pomocí hmotnostní spektrometrie urychlovače (AMS) a sledování aktivity uhlíku-14 v každém prstenci od 750 do 820 let. V ringu pocházejícím z roku 775 zaznamenali nevídaný skok. Japonci to nedokázali vysvětlit, a tak ve zprávě napsali: „Tvrdíme, že se nezdá, že by za to mohla sluneční erupce ani supernova.“. Vědci z celého světa okamžitě spěchali hledat vysvětlení tohoto jevu: astronomové, radiobiologové, geofyzici, historici a glaciologové a dendrochronologové začali hledat stopy „události Miyake“ v jiných starých stromech. V témže roce se potvrdilo, že skutečně došlo ke skoku, a to velmi silnému: byl zachycen v letokruhů dubu z Německa, modřínu z Yamalu, borovice z Kalifornie a dalších stromů. Ale co to bylo? Možná výbuch supernovy nebo pád komety na Zemi? Fyzici provedli své výpočty a uklidnili vědecký svět: skok uhlíku-14 v atmosféře takové intenzity lze stále vysvětlit sluneční erupcí. A toto je zjevně nejsilnější sluneční erupce za posledních tisíc let! V roce 2013 postgraduální student Fusa Miyake a dva spoluautoři ohlásili další podobný, ale o něco menší radiokarbonový skok v roce 993. Historici rychle našli odkazy na červené polární záře pozorované lidmi během objevených „událostí Miyake“. A nedávno byla provedena globální mezinárodní studie, která nalezla stopu ohnisek 774 a 993 na růstových prstencích starých stromů z pěti kontinentů. Výzkumníci z USA a Číny našli v minulosti několik dalších „událostí Miyake“, ale ne tak nápadných, jako ty, které popsal japonský postgraduální student, který se stal slavným po staletí.

Historie jedné z nejstarších pevností v Rusku

Nyní, když mají dendrochronologové nejjasnější značku na letokruhech, objevy se začaly hrnout jeden za druhým. Zejména díky „události Miyake“ byli zaměstnanci Geografické fakulty Moskevské státní univerzity schopni určit přesné stáří nepálené pevnosti Por-Bazhyn v Republice Tyva a dokonce určit její účel. Tyto starověké ruiny na ostrově Tere-Khol vzrušovaly vědce již dlouho svou nedotčeností: při vykopávkách bylo zřejmé, že neobvyklá pevnost nebyla po dokončení stavby vůbec využívána. Ale proč? Pro radiokarbonovou analýzu vědci vzali řezy ze tří modřínových kmenů, které byly zazděny u základny nepálených zdí Por-Bazhynu. Ve třetím vyříznutém prstenu z kůry našli „událost Miyake“. Další studium nejmladšího prstence na buněčné úrovni umožnilo vědcům určit, že strom byl pokácen v létě. Bylo tedy jasné, že stavba pevnosti začala v létě roku 777. Pak už jen zbývalo k této skutečnosti přidat historický podtext a „životopis“ stavby byl zcela jasný. „V roce 779 došlo k protimanichejskému převratu, během kterého byl vládce zabit. Na základě komplexu dat bylo navrženo, že účel komplexu nebyl obranný, jak se dříve myslelo, ale kultovní: byl to manichejský klášter. Pokud byl klášter postaven v předvečer převratu, pak ho předchozí vládci prostě neměli čas použít a noví ho již nepotřebovali – to vysvětluje hlavní tajemství Por-Bazhynu, nepřítomnost jeho stop. využití,“ shrnul profesor Geografické fakulty Moskevské státní univerzity, zástupce ředitele Ústavu geografie Ruské akademie věd Andrej Panin.

Důvod úspěchu Čingischána

Letokruhy dokumentují zlomy v historii lidstva. Díky nim se například vešlo ve známost, že léta 1211–1225 byla bohatá na déšť. Podle dendroklimatoložky z Arizonské univerzity Valerie Trouetové mohly „vlhké“ roky nepřímo vést k expanzi Mongolské říše: četní koně Čingischánovy armády dostávali dostatek potravy pro úspěšnou kampaň a aktivní bojové operace. Sama Valerie Trouet již řadu let loví nejstarší stromy, aby získala údaje o klimatu minulosti. Pomocí letokruhů objevila v severní Africe období středověkého sucha, která přímo souvisejí s tzv. Severoatlantickou oscilací – fenoménem přerozdělování atmosférických hmot mezi Arktidou a subtropickým Atlantikem, který ve středověké Evropě vedl k anomálnímu oteplování. . Truetová v roce 2015 spolu se svými kolegy dokázala, že sněhová pokrývka v kalifornské Sierra Nevadě byla v roce 2015 na nejnižší úrovni za posledních 500 let. Sucho bylo takové, že guvernér Kalifornie musel poprvé v historii zavést omezení na používání vody. Postiženo bylo 98 % obyvatel. Valerie Trouet hovoří o řadě objevů, které vědci učinili pomocí letokruhů v populárně vědecké knize „Historie stromu“.

Absolutní časové měřítko

Četnost změn v růstu stromů je podobná četnosti změn sluneční aktivity. Jedním z prvních, kdo si toho všiml, byl Fjodor Švedov, profesor fyziky na Oděské univerzitě: porovnal šířku letokruhů a množství srážek v roce 1881 a o deset let později svá pozorování publikoval v časopise Meteorological Bulletin. Americký astronom Andrew Douglas, ředitel observatoře University of Arizona, byl prvním, kdo studoval dendrochronologii. Na přelomu 4600. a 7000. století začal sbírat databázi letokruhů, snažil se v nich najít vzory a vybudovat časovou osu. Mezi jeho úspěchy patří datování dřevěných trámů z ruin starověkých pueblů (osady indiánského kmene stejného jména) na jihozápadě USA: od XNUMX. do XNUMX. století. Následně se Douglasovým následovníkům podařilo sestrojit absolutní dendrochronologická měřítka sahající tisíce let zpět. Například pro Spojené státy je historie založena na borovici štětinové, která roste v Bílých horách (nejstarší strom je starý XNUMX let). Pomocí křížového datování této horniny byl americký specialista Charles Ferguson schopen vytvořit měřítko pokrývající více než XNUMX XNUMX let. A odborníci z celého světa ji dodnes konzultují.

Klimatické změny a projekce

Ruští dendrochronologové O. A. Pomortsev, E. P. Kashkarov, N. V. Lovelius použili data borovice štětinové k obnovení teplotního režimu za 7000 let a zjistili, že anomálie počasí se opakují s určitou periodicitou. Identifikovali 2600letý rytmus s charakteristickými klimatickými změnami: nejprve dochází k poklesu tepla a vlhkosti, pak nárůstu chladu a sucha a nakonec nové vlně nárůstu vlhkosti pod dominancí chladných podmínek. V článku z roku 2015 uvedli předpověď do budoucna: „Čeká nás vleklé „vodnaté“ období s převahou tajfunů, záplav a mírných zim. Protáhne se 800 let a bude se střídat se sekulárními vlnami oteplování a ochlazování na hranicích a v rámci staletí. Největší oteplení Arktidy v současném 2600letém rytmu lze očekávat kolem roku 2200. Bude menší než ten moderní, ale hladina Kaspického moře zůstane na hranici -28 metrů. „Vodní“ období skončí prudkým ochlazením Arktidy mezi 2500–2600 a zvýšením hladiny Kaspického moře na –27–26 m. Poznamenali, že 2600letý rytmus překonává Fergusonovu stupnici s matematickou přesností. Již dříve zakladatel vědecké školy dendroindikace přírodních procesů a antropogenních vlivů, doktor biologických věd Nikolai Lovelius, hovořil pro kanál Science o metodách práce s letokruhy. Text: Evgenia Shmeleva

Stránka může používat materiály z internetových zdrojů Facebooku a Instagramu vlastněných Meta Platforms Inc., což je v Ruské federaci zakázáno