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树木年轮可以告诉我们哪些秘密?(图)  

2015-06-11 18:37:42|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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树木年轮可以告诉我们哪些秘密?(图)


一段时间以来,自然科学正以高科技手段,渗入考古研究,随

之而来的是科技考古的热潮。在科技考古中,树轮年代学越来

越引起人们的重视。树轮年代学则是一门从诞生之日起就和考

古学交织在一起的学科。

在伐木后的树桩上,常常可以看到一圈圈木质疏密、颜色深浅

相间的同心圆圈,这就是树木的年轮,它可谓是一部有“文字

”记载的科学“巨著”。树木年轮可以告诉我们哪些秘密?我

们如何利用树木年轮推进考古学的研究?

树轮定年可精确到季节

年轮可以说是树木在生长过程中记载自己年龄的一种独特方式

。提及树轮定年的奥秘,专家说:“树木树干的形成层每年都

有生长活动,形成早材和晚材,每一个年轮的宽度包括当年的

早材和晚材,多数温带树种一年形成一个年轮,因此年轮的数

目就表示树龄的多少,年轮的宽窄则与相应生长年份的气候条

件密切相关,在干旱年份树木生长缓慢,年轮就窄;在湿润年

份年轮就宽。

同一气候区内同种树木的不同个体,在同一时期内年轮的宽窄

变化规律是一致的,因此,树木的不同个体之间能够交叉定年

。”

说到树轮定年相比其他定年方法的优势时,专家表示,树轮定

年是最精确的一种定年方法,可以精确到年,甚至到某个季节

。定年准确的长年表则可以用来推测过去社会经济和文化状况

、贸易、艺术品的真伪、聚落的居住史和建筑史等,还用于气

候重建、环境研究和碳十四校正。

树轮可揭示气候的变化规律

树木年轮不仅记录着自己的年龄,它还是周围环境的记录器,

从这个记录器,可以提取各种环境信息,比如气候(包括温度

、降水)等。专家说:“由于太阳黑子的活动周期会影响气候

,气候的变化又会影响到树木的生长,从而使树木形成不同宽

窄的年轮。

树木年轮定年准确、时间序列长、样本量多、环境变化指示意

义明确且可定量,因此被视为高精度气候环境的代用资料。”

我们通过不同地区的树木年轮能读解出不同的信息,比如,对

于干旱和半干旱的柴达木盆地来说,较宽的年轮即意味着当年

比较多的降水;而对于寒冷高海拔的青藏高原上限树木来说,

较宽的年轮则意味着温暖。

利用树轮可以揭示过去气候的变化规律,重建过去气候,那是

否可以用来预测未来的气候呢?要预测未来气候演变趋势,必

须准确重建过去气候演变特征和规律。首先要建立长时间序列

的年轮年表;其次所建年表不仅要保留较多的高频气候变化信

息,还要保留较多的低频气候变化信息。只有深刻地把握了过

去气候演变特征和规律,才能更好地预测将来。

树轮可估计出自然灾害过程

如今,地球似乎进入了一个自然灾害频发的时期,那在过去是

什么样的呢?我们对自然灾害的研究到了一个什么样的阶段呢

?我们可以利用异常年轮结构估计自然灾害过程,在分析雪崩

、滑坡、泥石流、洪涝灾害、落石现象方面,已经取得了不少

进展。根据树轮形态还可以分析其它地质灾害,如冰川融化造

成的洪水、冰崩;还可分析非地质灾害,如飓风、龙卷风和海

啸等发生的地点和时间;此外,还可以对火山爆发、地震、病

虫害等进行研究。

年轮的异常结构包括反应木、霜轮、浅轮、火伤、裂痕、伪轮

等,这些异常年轮结构大都与特殊生境或极端环境事件密切相

关,对它们进行目测、解剖结构和化学成分的研究将有助于对

引发树轮发生异常变化的环境事件的理解。

比如对地震的研究。树木的生长一旦受地震干扰,会发生十分

明显的变化,而且这一影响会持续几年至十几年。譬如,在10

年尺度上,祁连圆柏在1880s出现生长释放的频率最高,这可

能与1870s在本区域发生的严重地震灾害有关。当然,由于地

震活动的周期较长,只有存活久远的树木,方能为人们研究过

去的地震事件提供有别于仪器和文字记录的另一条线索,这也

需要我们进一步研究。

树轮可储存大量古代文化的记忆

树木年轮不仅记录着周围环境的信息,也储存着大量古代文化

的记忆。以对柴达木盆地德令哈市和都兰县墓葬群古木树轮的

研究为例,具体阐释了这一点。

研究重建了青海都兰县1176年上年7月到当年6月的降水量,从

古木年轮重建的降水可以看出,60%的降水重建值低于1940年

以来的年降水平均值,可以推测过去相对干旱年份发生频率要

比现在干旱年份发生的频率高。另外,在51AD-375AD和

426AD-475AD有两个很长的干旱期。吐谷浑部落的大规模迁移

和这两个干旱期是基本一致的,这两个干旱期很有可能是当地

农业经济转换成畜牧经济的一个环境动力。

此外,在柴达木盆地考古发掘的墓葬中,有14座墓葬应用树轮

年代学研究精准定年,结果显示这些墓葬的建立年代都在7—8

世纪。根据定年结果和出土文物研究结果,我们认为从早唐到

盛唐(7—8世纪后半叶)漫长的岁月里,青海路有可能还是中

西交通的中心之一,关于青海丝绸之路的重要历史地位和作用

有待进一步研究。借助考古材料、历史文献等,与已有的自然

科学的研究结果进行整合,有助于古代文化的深入研究。

树轮年代学,即树轮定年,是对树木年轮年代序列的研究。现

代树轮年代学的内容不仅包括利用最外层树轮确定木材年代的

学科,还包括从树轮序列中提取出环境信息的各种学科。树轮

年代学从诞生之日起就和考古学交织一起。树轮年代学在考古

学研究中不仅可以判定过去人类文化遗存的年代,还可以对过

去气候和环境进行重建和研究,尤其重要的是对碳十四年代进

行校正。
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