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树木年轮揭示气候变迁 干旱洪涝太阳活动均被记录

树木年轮揭示气候变迁 干旱洪涝太阳活动均被记录

据报道,树被称为活档案,年轮就是记录。年轮即木材上的纹理。春回大地之时,紧挨着树皮里面的细胞开始分裂;分裂后的细胞大而壁厚,颜色鲜嫩,科学家称之为早期木,树干里的深色年轮就是由早期木形成的。在这以后,树又进入冬季休眠时期,周而复始,循环不已。这样,许多种树的主干里便生成一圈又一圈深浅相间的环,每一环就是一年增长的部分。这种年轮在针叶树中显显著,在大多数温带落叶树中不明显,而许多热带树中则根本没有。
    如今年轮已成为科学研究的一个重要领域。 来自美国亚利桑那州立大学的研究人员从树木年轮中发现的数据来揭示该地的气候变迁。年轮不仅说明树木本身的年龄,还能说明每年的降水量和温度变化。年轮上可能还记录了森林大火、早期霜冻以及从周围环境中吸取的化学成分。因此只要我们知道了如何揭示树的秘密,它就会向我们诉说从它出世起,周围发生的大量事情。而现在这个学科的热点课题是从年轮中测出过去的气象以及气象的重大变化。
    20世纪初,美国著名科学家A·E·Douglass(道格拉斯)开创了树木年轮研究。随后,各国科学家相继开展了这项研究,取得了相当出色的成果。运用考古资料,世界上最长的树木年轮年表已经突破了万年界线,不仅为人类了解过去全球环境变化提供了极好的手段,而且为14C定年提供了校正曲线。
    目前,世界上可用来进行树木年轮学研究的最长树龄的树木为美洲的刺果松、丁黄松等,最长可达4600年,它们在树木年轮分析中已得到广泛应用。1978年,Hegworth等利用埋藏在地下的古木推断出8000年前英国海平面的变化历史,并研究了当时的气候变化;1988年,Stale等利用树木年轮宽度重建了北卡罗来那州过去1614年中的干湿指数PDSI;1990年,Briffa等通过瑞典北部Fennoscandina地区树木年轮宽度和最大晚材密度年表的建立,重建了该地区过去1400年来的夏季平均气温;1993年,A·Lara等用树木年轮宽度指标重建了智利南部过去3622年来的夏季平均气温,该研究同时还揭示了Alerce是继美国刺果松之后的又一长寿树种。
    此前研究人员通过研究树的年轮中通过宇宙射线形成的碳14数据创建了一个长达11400年的太阳活动记录。这种新方法的原理如下:树的年轮中含有碳原子,这些碳原子来源于大气中的CO2,其中一些碳原子是同位素碳14,他们是由从太阳系外的宇宙射线进入地球大气层后在大气层中形成的。但这些宇宙射线在太阳黑子和太阳风爆发时不能到达地球。所以如在树年轮中发现低碳14就意味着在那个生长年中宇宙射线少,也提示此年有太阳黑子活动。
    年轮还记录了火山爆发、地震等自然现象。像圣海伦斯火山爆发时,大量灰尘和气体进入同温层,遮住大片阳光。这会使温度降到冰点以下,给树内留下一道叫做霜轮的特殊标记。而地震则会给树造成损害,使树在以后的一些年中产生较薄的年轮。
    在某些情况下,年轮也可以用来证明环境污染的影响。由于几世纪以来不断燃烧煤和石油,大气层中二氧化碳大量蓄积,从而造成未来的地球气温升高。年轮气象关系学国际计划的数据将扩展到公元1700年,这个年代比开始燃烧煤和石油的产业革命时期还要早得多。

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