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：想要寫和其他同學不一樣的內容，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。關于地球的漫長演變和復雜多變的氣候、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。

通過網上查閱資料，呱呱發現地球的“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，就把地球的季節更替、氣候、環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、生態存在著密不可分的關系。雖然地球上不是所有的樹木都有年輪，但在溫帶、亞熱帶等季節變化分明的地區，樹木內部的形成層會伴隨一年中的氣候活動變化而發生生長的變化。比如在春天這個萬物生長的好時節里，樹木的形成層細胞分裂旺盛，產生的細胞大，輸送無機鹽和水分的導管又大又多，所以這個季節里生長出來的木材顏色淡、質地軟;秋天，天氣變冷，樹木形成層的活動減弱，產生的細胞小，導管也少，所以木材的顏色深、質地堅硬。一年的生長期下來，樹木就會形成一圈生長輪，也就是年輪。年復一年，圈復一圈，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年所經歷的生長環境的變化。

“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。”

呱呱恍然大悟，大樹有秘密，就看你會不會讀。在不同的地區，年輪反映的氣候要素是不同的。高緯度或高寒山區森林邊緣的樹木主要反映冷暖變化，干旱、半干旱地區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生過好奇，但有心的科學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，而且年輪與當地氣候環境有關的人，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，原來讀年輪探秘環境密碼，這早就是一門嚴肅的學科了，不但有系統的理論，還有研究的系列方法。世界公認的“樹木年輪學之父”是美國物理學家、天文學家道格拉斯，他不僅論證了樹木年輪與氣候之間的關系，根據樹木年輪測定了印第安人遺址的年代，還在亞利桑那大學建立了世界上第一個系統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。”

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、生態的年際變化，還可以了解其中重要事件的持續時間等。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檢測法發現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，地球上曾經經歷了神秘的宇宙事件，可能是某顆超新星爆發或者是發生了劇烈太陽耀斑事件導致宇宙射線大爆發。

得益于類似的研究，科學家們發現，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，科學家們利用這樣的變化規律可以預報超長時間的天氣。比如，科學家通過年輪研究發現：美國西部草原每11年就有一次干旱，成功預測到了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，我國的科學研究人員也著手研究樹木年輪氣候學。

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：“研究當然需要樣本，有了樣本才可能把年輪‘看’個清清楚楚。”那么，問題又來了，什么樣的樹才能被當成樣本看待呢？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，你會發現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，一般經過這樣處理過后，樹芯上的年輪就能清晰地顯示出來了。