打開地球“年歷”的一種神秘方式

周亞麗

呱呱拿著月歷，想看看7月哪個節(jié)氣可以寫物候變化的觀察筆記。自然課老師給了他一個建議：想要寫和其他同學(xué)不一樣的內(nèi)容，那就得選擇不一樣的方式來打開生活，地球有一套特殊的“年歷”，有趣也重要，但是大多數(shù)人對它都熟若無睹。

呱呱一聽來了勁，地球竟然有“年歷”，這事兒就夠新鮮的了，居然還不被人所關(guān)注。呱呱覺得這太有寫的必要了。

無字的“年歷”

長久以來，人類對自己居住的家園——地球充滿了好奇。關(guān)于地球的漫長演變和復(fù)雜多變的氣候、地理、生物進化情況等，人類知道的都還很有限。不能充分地認識家園，怎么來更好地保衛(wèi)家園，給家園一個美好的未來呢？建一份記錄地球的檔案，這對認識家園的意義可非同一般。

通過網(wǎng)上查閱資料，呱呱發(fā)現(xiàn)地球的“年歷”原來就是樹木的年輪。沒用一個字母、一個符號，樹木們不聲不響地“畫”下一個圈又一個圈，就把地球的季節(jié)更替、氣候、環(huán)境變化等信息保存了下來。

樹芯里的秘密檔案

呱呱盯著年輪的一張張圖片——這簡直就是無字的天書啊。即便是同一棵樹，年輪的色彩和形狀也不盡相同，如何來參透年輪記錄下的信息呢？看來要想把無字“年歷”里的信息讀取出來，還要請教會讀它們的人。

在自然課老師的辦公室，呱呱上了一堂“解碼課”。老師告訴呱呱，一棵樹生長的快慢與氣候、生態(tài)存在著密不可分的關(guān)系。雖然地球上不是所有的樹木都有年輪，但在溫帶、亞熱帶等季節(jié)變化分明的地區(qū)，樹木內(nèi)部的形成層會伴隨一年中的氣候活動變化而發(fā)生生長的變化。比如在春天這個萬物生長的好時節(jié)里，樹木的形成層細胞分裂旺盛，產(chǎn)生的細胞大，輸送無機鹽和水分的導(dǎo)管又大又多，所以這個季節(jié)里生長出來的木材顏色淡、質(zhì)地軟;秋天，天氣變冷，樹木形成層的活動減弱，產(chǎn)生的細胞小，導(dǎo)管也少，所以木材的顏色深、質(zhì)地堅硬。一年的生長期下來，樹木就會形成一圈生長輪，也就是年輪。年復(fù)一年，圈復(fù)一圈，大家都以為這只是大樹在記錄自己的年齡，其實每一圈年輪還反映著樹木在當(dāng)年所經(jīng)歷的生長環(huán)境的變化。

“比如這一圈年輪，它告訴我們的是它生成的這一年比較溫暖濕潤……”自然課老師指著一圈年輪對呱呱說。

呱呱丈二和尚摸不著頭腦：“這是怎么看出來的？”

“因為溫暖濕潤的年份，年輪的寬度大，而寒冷干旱的年份，年輪的寬度相對較小啊?！?/p>

呱呱恍然大悟，大樹有秘密，就看你會不會讀。在不同的地區(qū)，年輪反映的氣候要素是不同的。高緯度或高寒山區(qū)森林邊緣的樹木主要反映冷暖變化，干旱、半干旱地區(qū)的樹木年輪主要反映干濕變化。

值得深究的年輪

生活里，一定也有很多人對樹木年輪產(chǎn)生過好奇，但有心的科學(xué)研究人員才會把這份好奇變成觀察和研究的動力。

呱呱沒想到，世界上最早提出樹木一年生長一個年輪，而且年輪與當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境有關(guān)的人，竟然是大名鼎鼎的天才達·芬奇。這下他可來了興趣，不查不知道，原來讀年輪探秘環(huán)境密碼，這早就是一門嚴肅的學(xué)科了，不但有系統(tǒng)的理論，還有研究的系列方法。世界公認的“樹木年輪學(xué)之父”是美國物理學(xué)家、天文學(xué)家道格拉斯，他不僅論證了樹木年輪與氣候之間的關(guān)系，根據(jù)樹木年輪測定了印第安人遺址的年代，還在亞利桑那大學(xué)建立了世界上第一個系統(tǒng)研究樹木年輪的實驗室。呱呱忍不住說：“這個實驗室到今天還在開展研究，看來還有很多問題值得研究嘛?！?/p>

揭開神秘事件？

通過年輪不但可以推斷很久以前某個地方的氣候、生態(tài)的年際變化，還可以了解其中重要事件的持續(xù)時間等。比如，日本研究人員曾在研究兩棵雪松的年輪紋理時，通過碳14檢測法發(fā)現(xiàn)其中的同位素含量有異常增加情況，而同一時期歐洲和北美的樹木、南極冰芯也存在類似情況，于是研究人員大膽推測：在公元8世紀時，地球上曾經(jīng)經(jīng)歷了神秘的宇宙事件，可能是某顆超新星爆發(fā)或者是發(fā)生了劇烈太陽耀斑事件導(dǎo)致宇宙射線大爆發(fā)。

得益于類似的研究，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，地球一個氣候變化周期大約為200年，在這200年中又存在多個氣候變化的小周期，科學(xué)家們利用這樣的變化規(guī)律可以預(yù)報超長時間的天氣。比如，科學(xué)家通過年輪研究發(fā)現(xiàn)：美國西部草原每11年就有一次干旱，成功預(yù)測到了1976年的大旱。這樣有用的研究材料，我們可不能錯過。從20世紀30年代開始，我國的科學(xué)研究人員也著手研究樹木年輪氣候?qū)W。

鉆樹取芯有辦法

呱呱想到了一個大問題——這一本本地球的“年歷”要怎么打開呢？研究者們總不能在樹上進行研究吧。自然課老師說：“研究當(dāng)然需要樣本，有了樣本才可能把年輪‘看’個清清楚楚?！蹦敲矗瑔栴}又來了，什么樣的樹才能被當(dāng)成樣本看待呢？為了獲取樣本，就要把樹砍倒，查看樹干的橫截面嗎？這樣研究可太費樹了，尤其是古樹們，它們是地球上不可多得的寶貝，保護還來不及，怎能砍伐？

原來，研究者們是從很少受人為干擾的區(qū)域挑選樹木樣本的，而且還要盡可能地排除那些被多種氣候因素影響的樹木，這才能避免研究被間接干擾。

從活樹身上取樣本是個技術(shù)活兒，研究人員采用鉆取樹芯的法子，保證在取樣的過程中樹木受到的傷害最小。他們采樣用的工具叫作生長錐，直徑大約4毫米。把生長錐探進樹干，讓生長錐“咬”住樹芯，再反轉(zhuǎn)生長錐，樹芯就能取出來了。把取出來的樹芯放置在紙吸管或塑料吸管里，用筆標(biāo)好代碼，就可以帶回實驗室了。

近距離地看到樹芯上的年輪后，你會發(fā)現(xiàn)自己看到的不一定都是同心圓，這就是說，并不是所有的年輪都是圓的。像石斛、榆樹，你看到的可能是不規(guī)則的波浪紋。有些樹木的年輪是比較清晰的，比如松樹、柏樹、云杉等。如果樣本上的年輪不夠清晰，可以用砂紙把樣本的表面打磨一下，一般經(jīng)過這樣處理過后，樹芯上的年輪就能清晰地顯示出來了。