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 среднегодовые. Именно так и родилась скандально-сенсационная публикация американских ученых в 1998–1999 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, что мы увидим 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 – на три 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 с тонкой 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 гг. Причем, самые сильные заморозки пришлись на 1601, 1783, 1857, 1882 и 1968 гг.
(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 намного меньше, чем любопытных исследователей, 70–80 % работ по дендрохронологии годятся только на то, чтобы разжигать ими костер.
Палинология
Название метода произошло от английского слова «pollen» – пыльца. Палинология позволяет реконструировать температуру и уровень осадков по ископаемым остаткам спор и пыльцы растений. Почему это оказывается возможным?
Уже давно в науке существует двухпараметрическая диаграмма Холдреджа. По вертикали на ней отложена среднегодовая температура, а по горизонтали – среднегодовое количество осадков. На самой диаграмме нанесены линии, ограничивающие все известные на свете растительные сообщества – арктическая тундра, тайга, широколиственные леса, пустыня, полупустыня, лесостепь, степь, саванна, тропические леса… То есть, располагая всего двумя параметрами – среднегодовыми температурой и влажностью, можно сказать, в какой конкретно зоне вы находитесь. Если, скажем, осадков у нас 600 мм, а среднегодовая температура плюс 5 градусов – это смешанные леса в умеренной зоне – Москва. Если осадков 4000 мм, а среднегодовая температура плюс 27 градусов – влажные тропические леса. Температура минус 5 градусов и всего 200 мм осадков – арктическая пустыня.
Иными словами, если где-то в природе мы нашли законсервированные остатки пыльцы растений, которые в состоянии датировать по времени, то получаем самый настоящий палеотермометр! Прекрасными хранилищами таких остатков являются торфяные болота. Как вы, несомненно, помните из школьных уроков природоведения, торф – это недоделанный уголь. На 98 % он состоит из растительных остатков и на 2 % – из останков животных и микроорганизмов. Торф, по сути говоря, грязь. Особую ценность этой грязи придает то обстоятельство, что скорость торфонакопления очень велика – она может достигать нескольких миллиметров в год. Это вам не геологические осадки! Извлекая из болота колонки торфа, мы имеем подробную информацию – буквально по годам.
