Что 1600-летнее новозеландское дерево может рассказать нам об изменении климата

Yesani Chida Chathu Chothetsa Mavuto

Погребенные в грязи на протяжении тысячелетий, некоторые из громадных деревьев каури в сельской местности Северных земель являются воротами в прошлое, настоящее и будущее климата Земли.

Человек, стоящий перед поперечным сечением массивного срубленного дерева.

Массивное дерево каури покоится на трех частях на стоянке у Ngāwhā marae, или молитвенного дома, на крайнем севере Новой Зеландии, под присмотром Донны Тукарири.

Кейт Эванс

Эта история является частью группы историй, называемых Приземленный

Кризис биоразнообразия, объяснение

В феврале 2019 года Марк Маги соскребал ковш своего 45-тонного экскаватора через склон холма, когда он ударился о что-то на высоте 30 футов, что не сдвинулось с места.

В Южном полушарии стояла разгар лета, и Маги, прораб, расчищал платформу для новой геотермальной электростанции недалеко от Нгавы, крошечного поселения в северной части Новой Зеландии, на длинном полуострове, простирающемся от города Окленд до побережья Новой Зеландии. северная оконечность страны.

Он вызвал на помощь дополнительных водителей экскаваторов. Постепенно, когда машины сняли аргиллит, окружающий упрямый объект, они поняли, что это дерево, а не обычное дерево. Появлялось все больше и больше, казалось бы, бесконечное бревно. Когда он лежал без покрытия, с корневым комом, похожим на медузу, его размеры составляли 65 футов в длину, 8 футов в ширину и весили 65 тонн.

Это было дерево каури, хвойное дерево с медной кожей, эндемичное для Новой Зеландии. Коренные маори считают этот вид священным и используют мягкую древесину медового цвета для традиционной резьбы и морских каноэ. Хотя это дерево каури явно было похоронено на протяжении тысяч лет, Маги был удивлен, увидев прилипшие к его нижней стороне листья и шишки, которые все еще были зелеными.

Энергетическая компания Top Energy обратилась к местному лесопромышленнику по имени Нельсон Паркер, чтобы изучить находку Маги. Паркер, чемпион по дереву с мощными плечами и отсутствующим пальцем, выкапывал, обрабатывал и продавал такие бревна каури с начала 1990-х годов. Как только его бензопила впилась в кору, он понял по цвету опилок (темно-желтый) и по запаху (тонкий, смолистый), что это дерево было очень старым и стоило больших денег.

Паркер также знал, что болотные каури, так называемые закопанные деревья, имеют большое значение для науки. Один такой большой будет представлять особый интерес для группы ученых, изучающих информацию, которую древние деревья закодировали в свои кольца. Удалив корни, он вырезал кусок толщиной четыре дюйма от основания ствола и отправил его им на анализ.

Тогда он не мог знать, что это конкретное дерево было ключом к пониманию древней глобальной катастрофы и того, как оно могло сформировать наше коллективное прошлое.

Краткая история болотного каури бум

Дерево каури, или Agathis australis , является одним из самых крупных и долгоживущих видов деревьев в мире. Отдельный каури может жить более двух тысячелетий, достигая 200 футов в высоту и более 16 футов в диаметре. Сегодня живые деревья растут только в остатках на севере Новой Зеландии, где национальный департамент охраны окружающей среды считает их находящимися под угрозой из-за столетних вырубок, вырубки лесов для сельского хозяйства и, совсем недавно, нападения смертоносного грибка. -подобный возбудитель.

Тем не менее в течение десятков тысяч лет леса каури доминировали на обширной территории верхней части Северного острова. По мере того, как деревья росли, они записывали в свои годовые кольца информацию о климате и составе атмосферы. Когда они падали, некоторые из самых тяжелых погружались глубоко в близлежащие торфяные болота, где они оставались практически неизменными на протяжении тысячелетий.

Странствующие клещи XIX века, которые искали сохранившуюся золотую смолу болотного каури для изготовления лака и ювелирных изделий, были первыми, кто использовал деревья для получения прибыли, выкапывая поля и заболоченные земли в поисках захороненной резины. В 1985 году, после протестов защитников окружающей среды, правительство Новой Зеландии запретило лесорубам рубить живого каури на государственных землях, а Паркер и другие торговцы лесом из Нортленда обратили свое внимание на болотное каури. Они выкапывали деревья из земли экскаваторами и продавали экзотическую древесину производителям мебели в Новой Зеландии, США и нескольких странах Европы и Азии.

Эта отрасль медленно росла примерно до 2010 года. Затем она резко выросла благодаря спросу со стороны быстро развивающегося Китая, где клиенты часто готовы платить больше за материалы с древностью. Болотный каури, стоивший до 200 долларов за кубический фут, стал одним из самых ценных пород древесины в мире. Китайские агенты бродили по сельскому району Нортленда, беднейшему региону Новой Зеландии, предлагая фермерам наличные в обмен на право вести разведку на их земле.

Приманка быстрого оленя также привлекла множество сомнительных экстракторов каури. Среди них были метко названные болотные ковбои, которые осушали находящиеся под угрозой исчезновения водно-болотные угодья - только 8 процентов водно-болотных угодий Нортленда остались нетронутыми - чтобы добраться до своей карьеры. В последующие годы природоохранные организации успешно боролись за сдерживание индустрии болотного каури и возложили ответственность на национальное министерство первичной промышленности и региональный совет. Наконец, в 2018 году Верховный суд Новой Зеландии единогласно постановил ограничить экспорт болотного каури. К тому времени самые сомнительные компании обанкротились, и экспорт болотного каури упал с более чем 200000 кубических футов в 2013 году до примерно 10000 кубических футов в 2019 году.

Окончание бума на болотных каури стало большой победой для защитников водно-болотных угодий и большим облегчением для ученых, изучающих древние деревья. Замедление темпов роста упростило для них отбор проб с каждого куска раскопанного болотного каури, прежде чем он исчезнет на мельнице и уйдет из страны. Они знают, что у каждого дерева есть своя история.

Долгоживущие, хорошо сохранившиеся каури - своего рода капсула времени с высоким разрешением.

В продуваемом ветрами загоне на удаленном полуострове Карикари в Нортленде, в прохладный октябрьский день 2019 года, я наблюдаю, как Эндрю Лорри режет бензопилой четырехдюймовый кусок, называемый бисквитом, с конца огромного ствола каури. Вокруг него, выброшенные на берег, словно выброшенные на мель киты, были еще десятки откопанных бревен, их формы были изогнуты и покрыты камедью, измученные корни их массивных пней тянулись к шквальному небу.

Лорри, коренастый бородатый американец, родом из Новой Англии, работает климатологом в Национальном институте исследований воды и атмосферы Новой Зеландии (NIWA). Он приехал в страну в 2002 году, чтобы изучать болотный каури на степень доктора философии. В годы золотой лихорадки он чувствовал сильное давление, заставляющее суетиться, собирая образцы, зная, что большая часть дерева ускользает из его пальцев. Но со временем он и несколько других ученых наладили отношения с основными лесозаготовителями. «Я хочу оглянуться назад и сказать, что сделал все возможное, чтобы сохранить этот драгоценный природный архив для науки», - говорит он мне.

Ученые собирают печенье из каждого древнего бревна каури, что позволяет им анализировать годовые кольца и брать образцы для радиоуглеродного датирования.

Кейт Эванс

Болотные каури делятся на две возрастные группы: молодые деревья, которые умерли где-то от нескольких тысяч до примерно 13000 лет назад, и древние, которые были живы более 25000 лет назад. Никто еще не нашел каури примерно за 12000 лет между ними. Это был разгар последнего ледникового периода, когда температура была ниже, а уровень моря более чем на 300 футов ниже. Ученые предполагают, что ареал каури, возможно, уменьшился за это время из-за холода или что леса переместились на более низкие высоты на континентальном шельфе, когда уровень моря упал, а позже были затоплены, когда климат потеплел и моря снова поднялись. Или, возможно, деревья того времени просто все еще там и ждут, чтобы их обнаружили.

Землевладелец здесь, на полуострове Карикари, молчаливый фермер по имени Крис Хенсли, курил трубку, нашел эту партию закопанных бревен, когда преобразовывал старую плантацию соснового леса в пастбище. Для Хенсли каури - неприятность. - Они ломают сельскохозяйственное оборудование, - говорит Лорри. Но для Лорри они сокровище. Узнав о них, он быстро организовал экспедицию, проехав более четырех часов из Окленда, чтобы исследовать их. Хенсли использовал свой экскаватор, чтобы положить огромную добычу - 104 отдельных дерева - на землю, как спички. Когда я пришел туда, я сказал: «У меня есть золото», - вспоминает Лорри.

Теперь Лорри переходит от бревна к бревну, нарезая печенье от каждого, делая подробные записи об их размерах и месте, где они были обнаружены, а затем смазывает срезанные грани белой краской на клеевой основе, чтобы защитить древесину от элементов.

Пока Лорри работает, Хенсли приходит посмотреть. Крохотная белая пушистая собачка выскакивает из грузовика и лихорадочно бежит между темными бревнами. По словам Хенсли, знание возраста древесины поможет ему продать ее позже. Таким образом я получаю им свидания бесплатно.

Взамен ученые получают то, чего больше нигде не найти.

В этой части истории Земли нет другого подобного древесного ресурса, точка

В мире есть и другие древние деревья, но нет таких старых, долгоживущих или таких многочисленных, как каури. Поскольку мигрирующие ледяные щиты разрушили все на своем пути, немногие деревья пережили ледниковые периоды в Северном полушарии, а ученые нашли лишь несколько - в том числе один 23000-летний кипарис, похороненный в вулканическом селе недалеко от горы Фудзи в Японии. Однако Нортленд оставался свободным ото льда. По словам Лорри, каури уникальны в мировом масштабе. Нет другого подобного древесного ресурса для этой части истории Земли, точка.

Другие архивы естественного климата, такие как ледяные керны, отложения озер, сталактиты и сталагмиты, также позволяют ученым заглянуть в прошлое. Но деревья являются золотым стандартом, говорит Лорри, потому что они непосредственно отбирают образцы атмосферы и регистрируют ее и другие аспекты окружающей среды в каждом годичном кольце роста дерева, которое они кладут. В отличие от ледяных кернов и озерных отложений годичные кольца деревьев не сжимаются со временем. Множественные деревья, растущие одновременно, также могут иметь перекрестные ссылки, сглаживая любые местные или индивидуальные вариации, которые могут помешать общим выводам о климате. (Представьте себе, что одно дерево плохо растет в течение нескольких сезонов из-за того, что его корни были заболочены или оно было затенено другими.) Поэтому долгоживущие, хорошо сохранившиеся каури являются своего рода капсулой времени с высоким разрешением, - говорит Лорри.

Годичные кольца на деревьях освещают прошлое по-разному. Проще говоря, их подсчет под микроскопом показывает, сколько времени проживало дерево. Например, печенье, которое Нельсон Паркер вырезал из бревна, найденного недалеко от деревни Нгава, указывает на то, что каури было около 1600 лет, когда он умер: 1600 колец, 1600 лет. Измерение ширины колец от года к году позволяет ученым наблюдать меняющиеся условия выращивания. Химический анализ каждого кольца может указать относительную влажность, характер осадков и влажность почвы. А используя компьютерные программы и наблюдая за образцами годичных колец, чтобы связать вместе несколько образцов, взятых из разных времен и мест, ученые могут создавать длинные последовательности годичных колец, называемые хронологиями, которые охватывают тысячелетия и помогают выявить более широкие региональные климатические закономерности.

Дендрохронолог из Оклендского университета Гретель Босвейк и его сотрудники, например, использовали 700 образцов как древних, так и живых каури, чтобы собрать воедино непрерывную цепочку деревьев длиной 4491 год, которые жили с 2488 года до нашей эры до наших дней. Хронология позволила коллеге Босвейка, Энтони Фаулеру, выяснить, что каури особенно чувствительны к Южному колебанию Эль-Ниньо (ENSO), климатической модели в Тихом океане, которая влияет на годовую температуру и количество осадков во всем мире. «Когда у нас год Эль-Ниньо, здесь, на севере страны, будет более юго-западный поток - более ясное небо, но и более низкие средние температуры», - говорит Босвейк. Каури, как правило, хорошо реагируют в таких условиях, поэтому обычно надевают широкое кольцо. И наоборот, в более теплый и облачный год Ла-Нинья каури добавляют более узкие кольца. Они испытывают стресс, они тоже не растут.

Используя эту информацию, команда смогла создать 700-летнюю реконструкцию изменчивости ENSO в северной части Новой Зеландии, предоставив обширную картину естественных климатических изменений страны. Для сравнения, исторические климатические записи насчитывают всего 150 лет. Более длительные сроки имеют решающее значение для разработчиков климатических моделей, пытающихся предсказать, как ENSO отреагирует на будущее антропогенное потепление.

Ученые также собрали несколько других хронологий каури, которые уходят еще дальше во времени, каждая из которых охватывает несколько тысячелетий из последних 60 000 лет. Но поскольку они не связаны с настоящим, их называют плавающими хронологиями, то есть их календарный возраст остается относительно неопределенным. Лорри мечтает однажды найти нужные бревна, чтобы связать их все в одну непрерывную цепь.

Между тем, плавающие хронологии и образцы древних каури уже доказали невероятную ценность для мировой науки в других отношениях. Для начала они могут помочь ученым определить возраст других артефактов растений, людей и животных десятки тысяч лет назад.

Остальное читайте в биографический , онлайн-журнал о природе и устойчивом развитии, созданный Калифорнийской академией наук.