书城科普时光机器:隐藏在时间中的科学
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第51章 树木的年龄——年轮

树木的年龄,人们都是根据“年轮”来判断的。那么,年轮是什么呢?就是树木干茎每年形成的圆环。

温带地区和有旱季、雨季的热带地区,树木年复一年地生长,一年内由于季节和气候的不同,形成层细胞的活动表现出有规律的变化。春季,气候转暖,养料充足,形成层细胞的分裂和生长都快,所产生的木质部,细胞较大,壁薄,导管多而大,木纤维少,这叫早材或春材;入秋,气温渐低,养料减少,形成层细胞的分裂和生长都减慢,所产生的木质部,细胞较小,壁厚,导管小而少,木纤维多,这叫晚材或秋材。

早材的颜色较淡,晚材较深,它们合起来成一圆环,这就是树木一年所形成的木材,叫“年轮”。年轮,顾名思义是一年长一轮,有多少个圈数,就知道这株树的大概岁数了。

并不是所有的树木都有年轮,像单子叶植物由于没有形成层,也就没有年轮。在缺少季相变化的热带地区,形成层所产生的细胞差异很小,年轮往往不明显。有时,由于形成层有节奏地活动,每年也可以产生几个年轮。因此,根据年轮来推算树龄,还得除去假年轮,只能得到一个近似的数据。

年轮——树木这种独特的“语言”不仅叙说了树木的年龄,还记录和揭示了气候的变化状况。美国亚利桑那州大学最早建立了一个系统研究树木年轮的实验室,科学工作者经长期观察研究发现,美国西南部的松树对气候变化特别敏感。在寒冷湿润的年代,松树的年轮长得很狭窄。根据这一规律,可以推断出很久以前当地的气候情况。

人们发现,年轮的图案同气温、气压、降水有一定的关系。有人根据年轮绘制了近几个世纪以来北美洲历年的气象图。这些气象图同现代气象设备记录的结果很相似。

19世纪时,有一支矿藏勘测队横穿美国西部平原时,留下了一份日记,记录了当年他们遭到严寒和暴风雨的经过,有趣的是,根据当地树木年轮,也同样反映了这一异常气候的事实。

美国的刺果松是19世纪在西南部发现的,这种奇树数量已很稀少。1964年,北加罗来纳大学地理系学生库瑞等,在对惠勒峰的冰川研究时找到了刺果松。为了搜集旁证,推断冰川形成的年代,便用穿孔器钻凿了几颗老树,他发现其中有颗老树已有4000多岁,一时兴奋竟把穿孔器折断了。他申请用链锯伐木,居然得到林区视察员的允准。他们随便在树根以上2.5米处锯断树干,然后用低倍率的放大镜仔细察看,数得树干共有4844圈年轮。一颗世界上最古老的刺果松就这样被毁了。消息传开后,全国震惊,美国林务局终于作出了对刺果松严密保护的决定。

科学家在研究刺果松时发现,生长在不毛之地的刺果松针叶树,对于温度的变化特别敏感,人们凭树的年轮能够推测过去雨量的记录。这种资料能显示气候变化周期,协助预测未来气候情况。这对于干燥的西部和其他贫瘠地区都十分重要。用空心钻孔器钻进树干,截取一段直径6毫米的木心,不会危及树木的生命,科学家用活树上钻取到的宽窄年轮组成的图案,跟史前印第安人的岩洞居民所用木材的年轮图案相对照,借以判断考古地点的年代。