Зачем ученые изучают годичные кольца деревьев? Почему они интересны и географам, и биологам, и археологам? Сколько лет самой старой сибирской сосне? Когда были заготовлены бревна для строительства ветряной мельницы в Михайловском районе Алтайского края? Об этом нам рассказала кандидат географических наук, доцент кафедры экономической географии и картографии АлтГУ Наталья Викторовна Рыгалова.
Название «дендрохронология» произошло от сочетания трех древнегреческих слов: «дендро» (дерево) + «хронос» (время) + «логос» (наука). Это научная дисциплина о методах датирования событий, природных явлений, археологических находок и древних предметов, основанная на исследовании годичных колец древесины. Это направление является биоиндикационным, т.к. деревья «регистрируют» и сохраняют в годичных кольцах информацию об условиях окружающей среды (в том случае, если они лимитируют их рост), которую ученые потом могут считать и расшифровать.
– Наталья Викторовна, все мы видели кольца деревьев – особый рисунок на срезе ствола дерева. Получается, чтобы заниматься дендрохронологией, нужно срубить дерево?
– Конечно, нет! Чаще всего дендрохронологи берут керны деревьев возрастным буравом Пресслера. Это специализированный инструмент для взятия проб из ствола живого дерева с минимальным вредом для него. Бурав, который изобрел немецкий лесовод Макс Роберт Пресслер еще в XIX веке, изготавливают из закаленной стали со специальным покрытием для защиты и снижения трения. Он компактен, удобно разбирается и собирается.
Дерево после таких манипуляций не погибает и растет дальше (этот момент даже описан в научных статьях). Второй способ получения материала – это спилы, которые берутся уже с мертвых деревьев или со строительных бревен.
В дальнейшем в лаборатории проходит пробоподготовка, которая может проводится по-разному в зависимости от способа измерения. У нас в институте географии находится полуавтоматическая установка LINTAB 6, которая позволяет достаточно быстро проводить измерения ширины годичных колец деревьев с использованием специального программного обеспечения.
– Так зачем же измеряют ширину годичных колец?
– Для решения целого комплекса задач. Если говорить про экологическое направление, то чаще всего для реконструкции климатических условий прошлого. Когда деревья произрастают на пределе своего распространения (будь то северная и верхняя или нижняя и лесостепная границы леса), то достаточно синхронно и чутко реагируют скоростью радиального роста на изменения тепла и влаги. При измерении ширины годичных колец как медленного пульса древесных растений появляется возможность с различной долей вероятности восстановить параметры среды за весь период роста деревьев. Подобным образом можно реконструировать колебания уровней озер, расходов воды рек, динамику ледников, время извержения вулканов, схода селей, лавин, землетрясений. Кроме ширины, также можно измерять плотность древесины, размер клеточных структур кольца, изотопный состав, что позволяет получить дополнительную информацию и точнее восстановить природные (чаще всего климатические) условия прошлого.
Однако зачастую деревья живут относительно недолго, хотя и есть исключения. Самые долгоживущие деревья – это сосны остистые межгорные (Pinus longaeva), которые растут в Северной Америке и доживают до 5000 лет и более. В России самые старые деревья редко перешагивают за возраст 1000 лет, хотя именно на Алтае в ходе экспедиции с коллегами из Сибирского федерального университета при участии выпускника нашего института канд. геогр. наук Андрея Николаевича Назарова была обнаружена сосна сибирская возрастом 1921 год (она произрастала с 144 г. до н.э. по 1777 г. н.э.). Это произошло в 2015 году, целью экспедиции как раз являлся поиск старых деревьев, чтобы построить потом на анализе данных длительную хронологию.
– То есть кольца деревьев позволяют нам заглянуть в прошлое?
– Для создания длинных и сверхдлинных (несколько тысяч лет) хронологий ученые используют также древесный материал из старых построек, курганов и речных отложений данной местности. Хронологии по живым деревьям продлевают (как бы наращивают) в прошлое (методом перекрестного датирования) путем наложения хронологий деревьев, живших раньше, из бревен строений, из ископаемой или археологической древесины данного региона. Таким образом получены практически все длинные хронологии в мире. Для России самой длинной является хронология по Ямалу, насчитывающая 8768 лет. Она позволила провести реконструкцию температуры летнего сезона за большую часть голоцена (современной геологической эпохи).
– О чем еще могут рассказать кольца, кроме климатических изменений?
– Кроме реконструкции климата, дендрохронология позволяет решать ряд экологических задач. В их числе датировка различных природных событий (схода лавин, селей, оползней, мощные извержения вулканов и т. д.), оценка состояние древостоя, расчет вклада деревьев в углеродный сток и др. Важным прикладным направлением дендрохронологии являются судебно-ботанические экспертизы, когда ученые могут определить: было ли дерево сухостойным, когда его срубили, или живым, определить сезон и даже место рубки. Таким образом ученые помогают сделать вывод, браконьерская была рубка или нет.
Историки и археологи также часто прибегают к методу дендрохронологии для датирования памятников деревянного зодчества, различных деревянных находок в погребениях. В связи с чем выделяется отдельное направление – дендроархеология. Это позволяет установить время сооружения тех или иных конструкций (старых деревянных шахт, домов, деревянных колод в курганах и т.д.), создания археологических памятников и т.д. Также в качестве объекта изучения могут быть старые иконы или деревянные музыкальные инструменты (их также исследуют с целью определения времени создания).
Нами были датированы множество построек на территории степной и лесостепной зоны края. В том числе уникальная ветряная мельница, расположенная в с. Полуямки Михайловского района (заготовка древесины велась зимой 1899–1900 гг.), Солоновский историко-культурный музей Волчихинского района (заготовка производилась в зимний сезон 1892–1893 гг.) и ряд других. Сейчас подобные работы продолжаются с коллегами из Новосибирска и Красноярска.
Дендрохронология – это не только наука, но и сообщество ученых. Каждые три года дендрохронологи России собираются на тематической конференции «Русдендро» и делают доклады по результатам своих исследований. Стало доброй традицией проводить их в разных городах – дендрохронологических центрах. В этом году состоялась V конференция «Русдендро» в г. Воронеже. Алтайский государственный университет также собирал дендрохронологов всей страны и зарубежных коллег в 2017 году!
Масштабы дендрохронологических исследований по всему миру впечатляют. Значительная (не вся!) часть результатов попадает в Международный банк данных о кольцах деревьев (ITRDB), который содержит тысячи древесно-кольцевых хронологий более чем 5000 участков на шести континентах, в том числе и для России. Любой может зайти и скачать данные, соблюдая авторские права ученых, для своих собственных исследований и также стать немножечко дендрохронологом!
Вот как дендрохронология помогает читать смыслы между строк, точнее, между годичных колец деревьев.
Досье
Наталья Викторовна Рыгалова – кандидат географических наук, доцент кафедры экономической географии и картографии АлтГУ. Увлеклась дендрохронологией еще на 3-м курсе обучения на географическом факультете (ныне ИНГЕО) АлтГУ. В 2010 году в Институте географии РАН (г. Москва) она защитила кандидатскую диссертацию под руководством канд. геогр. наук Николая Ивановича Быкова по теме «Дендроиндикационные исследования ленточных боров Алтайского края». В настоящее время является участником нескольких проектов, работая совместно с коллегами из АлтГУ, ИВЭП СО РАН (г. Барнаул), Института археологии и этнографии СО РАН (г. Новосибирск) и СФУ (г. Красноярск). Опытом и наработками делится со студентами магистерской программы «Агромониторинг и устойчивое развитие территорий».
Соб. инф.
