Збори зрізів різних за видами та віком дерев - своєрідний архів історії клімату Землі і багатющий матеріал для дослідження минулого людства.
Річні кільця в деревних стовбурах - безпомилковий хронометр, якщо говорити про події недавнього минулого. Тут не буває пропущених років, а товщина кілець надійно узгоджується з погодними умовами, в яких росло дерево.
Світлі ділянки кільця виникають навесні і в першій половині літа.
Зріз дуба, який жив за 8000 років до Різдва Христового.
Спіраль, що відображає історію Землі.
<
>
Про що знають дерева
Літо 1816 року в Європі було схоже на зиму. В горах, на висоті більш ніж 1800 метрів, все літо протримався сніг. Причиною холодів став величезний викид попелу і диму з вулкана Тамбора в Індонезії. Розпорошені в атмосфері, вони, немов екраном, прикрили Сонце на всій північній півкулі. Подія, що відстоїть від нас менш ніж на 200 років, добре відомо історикам. І тим цікавіше, що співробітник німецького університету в Хохенхайме, ботанік М. Фрідріх "прочитав" про це, вивчаючи зрізи старих дерев. Вони з дивовижною точністю підтвердили відомості про примхи клімату в 1816 році.
Зріз старого дерева - акуратна хроніка температурних коливань. У холодну, несприятливий час зростання дерева сповільнюється і кільця на зрізі зближуються. І, навпаки, вони стають товстішими, коли температура і Сонце сприяють росту. Кільця розрізняються і по сезонах: утворюються навесні і на початку літа - світлі: стінки клітин рослини в цей період більш тонкі заради того, щоб мати збільшений обсяг для більшого запасу поживних речовин і води. Пізнього літа і восени кільця стають темнішими, з коричневим відтінком. В цей час стінки клітин потовщуються, чим збільшують міцність деревини в очікуванні сильних вітрів і снігопадів.
На уроках ботаніки школярі, перераховуючи кільця, як відомо, визначають, скільки дереву років. Вчені витягують з деревних кілець значно більше інформації. З їх допомогою вони як би подорожують в минуле: зріз стовбура - свого роду хронікер, що оповідає про минулі часи. Ось лише один приклад. Про долю одних з перших колоністів, які прибули з Англії в Америку на кораблі "Lost Colony", багато століть нічого не було відомо. Дату прибуття їх до Нового Світу назвали повернулися на батьківщину моряки - 1587 рік, повідомивши, що висадили переселенців на прибережному острові недалеко від сучасного штату США - Північної Кароліни. Однак ті, хто пізніше побував на острові, нікого на ньому не знайшли, навіть слідів перебування людей. З тих пір історики ворожили про долю колоністів: винищили їх індіанці або ж вони стали жертвою якоїсь епідемії? І тут допоміг "зелений архів".
Аналіз річних кілець на зростаючому там болотному кипарисі відкрив причину зникнення новоселів острова: прибулі з Англії ступили на землю, що страждала від найсильнішої посухи. Сучасні дослідження говорять, що більш жорстоких ударів клімат не завдавав по цих місцях за все 800 років, підданих вивченню. Колоністам з Англії, мабуть, не залишалося нічого іншого, як терміново бігти з спопелілого спекою острова на материк.
Зрізи сосни дають можливість дістатися до подій, що відбувалися 12000 років тому. Дендрохронологія (так названий метод по-латині) може досліджувати не лише живу деревину, а й знайдену при археологічних розкопках. Звичайно, цей метод не настільки "далекобійний", як визначення часу за допомогою радіометричного аналізу, - тому підвладні періоди в мільйони років. Але ось приклад, який показує, що і дендрохронология іноді незамінна.
При розкопках оспіваної Гомером Трої археологи натрапили на незрозуміле явище: багато хто з знахідок мали, згідно з радіовуглецевим аналізом, однаковий вік, хоча і були виявлені в різних шарах, тобто, здавалося б, походили з різних часових епох. Запросили експертів, які вже стикалися з такого роду незрозумілим явищем. Експерти пояснили, що в ті роки в атмосфері йшло зменшення кількості радіоактивного вуглецю, цей період тривав приблизно 200 років. Таким чином, вуглецеві годинник як би стояли два століття, тому і стався незрозумілий збій з датуванням. Довелося звернутися до дендрохронології. Знайдені в Троє кілька обгорілих шматків деревини дозволили встановити шкалу часу в цьому "порожньому", з вини вуглецю, двовікового відрізку. Причому з точністю до 20 років.
"До речі, американські вчені, які досліджували повітря з бульбашок, які перебувають в древніх льодах, натрапили на той же феномен" зупинки "вуглецевих годин, що і археологи з Трої.
Архів клімату Землі
За деревині вчені дізнаються, коли літо було дощовим, а коли - сонячним, стояли чи весняні заморозки або наступила рання зима. Всі примхи погоди і клімату відображають деревні кільця. Ялини і сосни дуже чутливі до посухи, дуби - до змін температури. І дані про клімат за останні 12000 років, тобто з кінця найближчого до нас льодовикового періоду, свідчать про те, що серйозні, часом кардинальні зміни клімату проходили плавно, без стрибків. Однак протягом людського життя погода могла змінюватися від холодної до теплої і навпаки, але при цьому середня температура залишалася в тих же межах, що і зараз.
"Архів", що зберігається в стовбурах дерев, з усією визначеністю показує: зміни середньорічна виття температури на один градус, які відбуваються в наш час і провину за які ми покладаємо на промисловість і транспорт, бували і раніше, до того ж не так рідко. Тому нинішні зміни в кліматі багато вчених не розглядають як початок катастрофи. "Ці зміни - в порядку речей", - вважають вони.
З іншого боку, ті ж вчені нагадують, що винуватцями багатьох природних катастроф все-таки були люди. Ось одна з перших таких руйнівних акцій людства. Ще в неолитическое час, приблизно 6000 років тому, люди стали зводити в Європі багато лісу, в тому числі і на горах. Наслідки виявилися катастрофічними: на горах не залишилося дерев, здатних затримувати сніг, і по весні Рейн, Майн і Дунай переповнялися талими водами і виходили з берегів, затоплюючи і руйнуючи все навкруги.
Коли середня температура за рік знижувалася на два градуси, наступали холодні періоди. Люди важко переносили наслідки таких змін. Холодне і мокре літо приносило голод і хвороби. Так, в 420 році до нової ери, як свідчать річні кільця, в Європі встановилася погана погода, і незабаром кельти, що населяли її центральну частину і захід, кинулися на південь, вторглися в Італію і, як відомо з історії, завоювали в 415 році Рим .
"Особливо чітко археологи простежують зв'язок змін клімату та переселень в давнину цілих народів, воєн між ними на Близькому Сході і в Передній Азії - в землях, де були зосереджені багато народів. З кліматом пов'язані і раптові зміни в культурі, яка мандрувала разом з її носієм - людиною. Ще задовго до кельтів хвилі рухаються на південь народів Північної та Центральної Європи прийшли на Балканський півострів, а по східному узбережжю Середземного моря - до міста Біблос. Ця експансія відзначена в історії Єгипту, Гре ції і Криту. Навіть фараонам могутнього Єгипту довелося мобілізувати всі сили країни, щоб відбити натиск таємничих "народів моря", що прийшли з півночі.
Сліди, залишені цивілізацією
Не менш цікаві для істориків торф'яні болота, вони також здатні зберігати відомості про минулі події. Кілька слів про хімічному середовищі торфу, завдяки якій потрапили в нього органічні речовини довго зберігаються. Торф'яна вода має кислу реакцію, в ній мало розчиненого кисню, що створює середовище, несприятливу для життя бактерій, і, отже, складні органічні речовини, наприклад білок, не розкладаються в болотяній воді на складові частини.
Консервуючі властивості болотна вода отримує і від містяться в ній таннинов - сполук рослинного походження, широко застосовуються в якості дубильних речовин в шкіряної промисловості. Таку здатність торфу добре демонструє нещодавній факт: в торфовищах Північній Німеччині були знайдені два людських тіла, дивно збереглися, хоча вони погинули в болотах тисячі років тому.
Навіть простий аналіз рослинних суперечка і пилку, які потрапили в болото, може розповісти багато про що: про зміни клімату та рослинного покриву, про давно зниклих видах рослин. Однак торф'яні відкладення зберігають не тільки речовини органічної природи, а й мікроскопічні опади важких металів. Їх концентрація в тому чи іншому шарі торфовища багато що може розповісти про минуле. Так само красномовний ізотопний склад речовин, що відклалися в шарах торфу.
Швейцарський дослідник, співробітник Бернського університету Вільям Шотік багато років вивчає вміст свинцю, що скупчився в шарах торф'яного болота, що знаходиться в горах. Чому вчений вибрав саме свинець? Перш за все тому, що, на відміну, наприклад, від заліза - цього супутника цивілізації, свинець трохи окислюється, вірніше, на ньому утворюється найтонша плівка оксиду, що захищає іншу масу металу від дії кисню. До того ж свинець відомий людині вже приблизно 6-7 тисяч років.
Результати роботи вченого точно відображають події, що відбувалися в історії людської цивілізації. Коли дослідник аналізує проби торфу з великих глибин, сучасних льодовикового періоду, він знаходить принесені вітром піски Сахари, попіл вулканічних вивержень і свинець, який потрапив в повітря через вивітрювання гірських порід. Але починаючи з глибини в два з чвертю метра торф'яне болото веде розповідь про діяння людини за часів голоцену, тобто в післяльодовиковий період: цей торф'яної шар збунтувався 4000 років до нашої ери.
Перша серйозна руйнівна атака людей на природу, як вже говорилося, здійснена ними ще в неоліті, коли заради розчищення площ під посіви були знищені масиви лісу. Ландшафт тоді різко змінився, отримали свободу вітри збільшили запиленість атмосфери. Пил, осідаючи, приносила на землю (а значить, на болота) і частки свинцю. За часів, віддалені від нас на 3-4 тисячі років, люди почали добувати свинець для своїх потреб: для відливання ритуальних фігурок богів, предметів домашнього ужитку. Греки, фінікійці, пізніше - римляни (вони робили зі свинцю і водопровідні труби) широко використовували свинець. Все це чітко відбивається в зростаючу концентрацію свинцю в торфі. Але починаючи з V століття нашої ери присутність його в шарах торфу помітно зменшується; V століття - час розпаду Римської імперії, коли були занедбані шахти, які видобувають свинець, і печі, що плавиться його.
Знову додається свинцевого пилу в повітрі в XI столітті, коли в центрі Європи, в Шварцвальді і Рудних горах, почалася шахтний видобуток срібла і в повітря потрапляв супутник дорогоцінного металу - свинець. Ось приклад, який ілюструє точність методу: в 1028 році була пущена шахта в 85 кілометрах від болота, яке вивчає швейцарський вчений, і ця подія знайшло адекватне відображення в свинцевих домішках до торфу.
Підвищується частка свинцю в торфі і з початком індустріалізації в Європі, переконливо відображає вона і більш пізні події: вже в нашому столітті стали застосовувати в автомобільному паливі свинцеві присадки заради боротьби з детонацією. У 1979 році показники відкладення свинцю досягли свого максимуму, вони склали 15,7 міліграма на квадратний метр за рік. Це в 1570 разів більше, ніж природні відкладення цього металу, що лежать в торфі на глибинах понад три метри. В наші дні завдяки застосуванню бензину без свинцю в атмосфері присутній лише сторазове його кількість у порівнянні з природним концентрацією.
З тих пір історики ворожили про долю колоністів: винищили їх індіанці або ж вони стали жертвою якоїсь епідемії?Чому вчений вибрав саме свинець?