Углерод и кислород в годичных кольцах деревьев могут раскрыть информацию о климате прошлого

Анализ изотопов углерода и кислорода в годичных кольцах деревьев может пролить новый свет на климатические события прошлого в регионе дельты реки Маккензи на севере Канады.

Ученые давно используют ширину годичных колец для оценки температур прошлых лет. Более широкие кольца указывают на больший рост дерева в сезон, что соответствует более теплым летним температурам. Однако анализ изотопов углерода и кислорода в кольцах также может предоставить точные данные о прошлых климатических событиях, утверждают исследователи, работающие на севере Канады.

В статье, опубликованной в свежем номере журнала Arctic, Antarctic and Alpine Research, Тревор Портер, аспирант по географии и наукам об окружающей среде Карлтонского университета, и три других автора сравнили температурные данные, собранные в Инювике (Северо-Западные территории, Канада) с 1957 года, с собственным анализом изотопов в деревьях белой ели в регионе дельты Маккензи. Они обнаружили сильную корреляцию между двумя наборами данных и температурами.

«Анализ изотопов — хороший способ измерить изменение климата в прошлом», — говорит Портер о результатах.

Этот метод не является новым, однако он не получил широкого распространения из-за высокой стоимости лабораторных исследований, особенно по сравнению с изучением ширины колец. Теперь же стоимость оборудования значительно снизилась, сделав метод более доступным.

Работа Портера проводилась на северной окраине бореального леса, где деревья небольшие, но удивительно старые. «Дерево высотой 15–20 см может иметь возраст 300–400 лет», — отмечает исследователь. Такой медленный рост помогает ученым, поскольку небольшие деревья дольше остаются стоящими, в то время как упавшие стволы начинают разлагаться, что затрудняет или делает невозможным анализ данных.

Изотопный анализ позволяет работать с меньшим размером выборки, чем при реконструкции температур по ширине колец. Ширина колец может значительно различаться даже у деревьев, растущих в одном месте, что осложняет реконструкции климата. На рост влияет множество факторов: возраст дерева, его положение в лесу, доступ к свету, питательным веществам и воде. Сигналы изотопов, напротив, часто очень схожи у разных деревьев. Это означает, что для получения точных данных достаточно трех-четырех деревьев вместо 20, которые могут понадобиться для анализа ширины колец.

Портер надеется, что его работа заложит основу для модели, которую можно будет использовать для изучения долгосрочной климатической истории региона дельты Маккензи. Хотя температурные записи в Инювике ведутся только с 1957 года, данные по живым и мёртвым деревьям охватывают период до почти 1000 лет назад. «Запись годичных колец в этой области насчитывает почти тысячу лет, но она никогда не использовалась для реконструкции температур. Сейчас действительно захватывающее время для работы в области климатических исследований», — заключает ученый.