Ce transmit inelele copacilor: ”La fel ca un cronicar, ei înregistrează și depozitează orice eveniment climatic”

Studiul inelelor anuale ale arborilor ne permite să reconstituim și să analizăm variabilitatea climatică interanuală de la an la an, dar și variabilitatea decadală, multidecadală sau centenară. În acest sens arborii sunt ca niște cronicari foarte atenți care stochează informațiile climatice relevante de-a lungul vieții lor și ne pot spune mai multe despre modul în care schimbările climatice au influențat ritmul și modul de creștere a copacilor.

Arborii sau copacii sunt lucruri minunate care ar trebui să ne fascineze. Prin natura lor, frunzele arborilor combină 6 molecule de dioxid de carbon din aer cu 6 molecule de apă pe care rădăcinile arborilor le absorb din sol și le transforma cu ajutorul luminii absorbite într-o molecula de glucoză (pentru celulele lor și le depozitează în frunze, ramuri și rădăcini pe măsură ce cresc) și 6 molecule de oxigen (oxigen pe care noi îl respiram și care menține viața pe Pământ).

Arborii înregistrează și depozitează orice eveniment climatic

Arborii care cresc în zone temperate cu sezoane distincte iarna-vara, (sau sezon umed – sezon uscat) se caracterizează prin formarea unei singure creșteri pe perioada de vegetație, respectiv inelul de creștere. Cred ca fiecare dintre noi a observat la un moment dat un trunchi de arbore, pe care se distingeau niște inele.

Acelea sunt inele anuale de creștere, și reprezintă creșterea radială (adică pe lățimea/grosimea trunchiului) a arborelui dintr-un an, iar fiecare inel de pe trunchiul unui arbore înseamnă un an (un sezon), și numărând aceste inele putem spune cu exactitate câți ani are acel arbore, notează dr. Viorica Nagavciuc pentru Infoclima.

Chiar la o simpla inspecție vizuală a acestor inele se poate observa că inele variază ca și culoare, textură sau grosime de la an la an (în cazul în care variația climatului general este anuală) sau de la sezon de vegetaţie la sezon de vegetaţie (în cazul variaţiei sezoniere a climatului cu un ciclu mai mare sau mic de un an).

Însă în spatele acestor simple observații se află procese mult mai complexe care cu ajutorul unor metode și tehnici specifice ne pot oferi foarte multe informaţii privind relaţiile dintre arbore şi factorii de mediu de la momentul creșterii inelului anual.

Arborii sunt sensibili la schimbările de climă și de mediu. În timpul creșterii arborilor, aceştia stochează parametrii de mediu în proprietățile fizice și geochimice ale inelelor anuale de creștere. În alte cuvinte, caracteristicile mediului înconjurător în acea perioadă (ex. temperaturile atmosferice sau precipitațiile) ajung să fie reflectate în variabilitatea proprietăților fizice și geochimice ale inelelor anuale de creștere).

• Astfel putem afla mai multe despre situația climatică dintr-un an anume din caracteristicile inelelor cum ar fi lățimea inelului anual, densitatea maximă sau compoziția izotopilor stabili în celuloza inelelor anuale de creștere ale arborilor.
• Fiecare dintre acești parametri variază în funcție de variabilitatea climei.

Arborii, posesori de informații prețioase referitor la caracteristicile mediului înconjurător

Arborii, sunt posesori de informații prețioase referitor la caracteristicile mediului înconjurător care influențează în mod direct procesul de creștere a acestora. La fel ca un cronicar, ei înregistrează și depozitează într-un mod meticulos și cu o precizie foarte mare orice eveniment climatic, (de exemplu temperaturi excesive sau precipitații abundente, secete sau inundații) în parametrii inelului anual. De exemplu, un an secetos va fi reflectat printr-un inel anual cu o lățime foarte mică, precum și o densitate și o compoziție a izotopilor stabili de oxigen și carbon mai mare.

• Datele climatice instrumentale sunt rareori mai lungi de 100 de ani și nu sunt suficiente pentru a capta variabilitatea climatică la scară largă.
• În acest sens, datele instrumentale pot fi prelungite înapoi în timp prin cuantificarea datelor proxy de înaltă rezoluție din arhivele naturale.
• Cele mai folosite și valoroase arhive naturale sunt inelele anuale de arbori, coralii, carotele de gheață, polenul fosil, precum și sedimentele oceanice și lacustre.

Fiecare arhivă naturală are propriile avantaje și poate aduce informații paleoclimatice importante, însă dintre toate arhivele naturale, inele anuale sunt cele mai prețioase, mai ales datorită faptului că creșterea anuală sau sezonieră face posibilă delimitarea cu o mare precizie a fiecărui an/sezon respectiv inel anual.

Deoarece limitele dintre inelele anuale de creștere ale arborilor sunt clare și permit delimitarea și măsurarea exactă a lățimii inelului care variază suficient de mult de la an la an, prin aplicarea metodelor dendrocronologice specifice interdatării seriilor de timp se permite datarea cu exactitate a anului în care s-a format inelul anual.

Cât de mult în trecut putem merge cu aceste citiri?

Cei mai longevivi arbori sunt arborii de sequoia, care se găsesc în California și care trăiesc și pana la 3000 de ani. La noi cei mai longevivi arbori pot depăși câteva sute de ani (avem exemplare de arbori care conțin ~700 de inele). Însă cronologiile bazate pe inelele anuale pot fi extinse în trecut până la mii de ani, folosind lemn mort (subfosil) păstrat în pereții clădirilor relicte sau recuperat din pietriș, mlaștini sau sedimente lacustre.

La baza procesului de creştere a arborilor stau două procese contradictorii din plante, fotosinteza şi respiraţia. Intensitatea celor două procese opuse depinde de specie, vârsta arborilor şi a frunzelor, structura lor morfologică, conţinutul de clorofilă din frunze şi alte caracteristici ale arborilor (factorii interni), precum şi de complexul factorilor ecologici proprii mediului în care aceștia trăiesc.

Astfel, este important atunci când creăm o serie de timp pe baza inelelor anuale să folosim arbori din aceeași specie și același sit.

Ce ne spun aceste date despre schimbările climei pe care le observam?

Creșterea temperaturii globale va amplifica riscurile evenimentelor climatice extreme care vor avea un impact major asupra sistemelor umane și naturale. Din acest motiv, apare necesitatea unor proiecții climatice de înaltă precizie pentru o mai bună adaptare la efectele nefaste cauzate de evenimentele extreme.

Cu toate acestea, relația complexă dintre modificările climatice actuale și viitoare poate fi descifrată mai bine, analizând variabilitatea climatică din trecut. De unde reiese necesitatea reconstituirilor de paleoclimă care să extindă în trecut datele climatice instrumentale. Reconstituirea parametrilor climatici din trecut cu ajutorul inelelor anuale ne-a oferit informații despre cum a variat clima în ultimii 500, 1000, 2000 de ani sau chiar mai mult.

De exemplu analizând reconstituiri de temperatura pe baza inelelor anuale am aflat ca Europa centrală a suferit secete mult mai lungi și severe în timpul minimului Spörer (~1400–1480 d.Hr.) și al minimului Dalton (~1770–1840 d.Hr.), decât cele observate în timpul secolului XXI, și că unele evenimente recente de secetă (de exemplu, cele din 2003, 2015 și 2018) sunt în intervalul variabilității naturale.

Clima însăși se caracterizează prin cicluri climatice cu perioade mai calde și mai reci. Precizia și rezoluția inelelor anuale ne permit să reconstituim și să analizăm variabilitatea climatică interanuală de la an la an, dar și variabilitatea decadală, multidecadală sau centenară.

Spre exemplu, pe baza reconstituirii de temperatură din perioada verii din Munții Călimani pentru ultimii 1000 de ani, am observat o perioada mai rece între anii 1370 și 1630 care corespunde așa numitei Mica Eră Glaciară (Little Ice Age), iar începând cu anul 1980 se observă o tendință de creștere temperaturii în concordanță cu încălzirea globală.

Cum răspund copacii la schimbări climatice? Temperaturi mai calde nu înseamnă o creștere mai rapidă?

Creșterea arborilor este influențată în mod direct de schimbările climatice, iar fiecare specie răspunde în mod diferit la aceste schimbări. Dintre toți factorii de mediu, temperatura și disponibilitatea apei sunt cei mai importanți factori care influențează creșterea arborilor.

Cercetări recente au arătat că arborii au o rată mai mare de creștere ca răspuns la creșterea temperaturii și a disponibilității apei asociate cu schimbările climatice. Pe de altă parte, creșterea temperaturii înseamnă evenimente extreme mai dese și mai intense, iar aceste condițiile severe, cum ar fi seceta, valurile de căldură sau înghețul, duc la stagnarea creșterii arborilor și cresc rata a mortalității arborilor mai mare. De obicei perioadele /anii secetoși cu temperaturi ale aerului mai mari și cantități de precipitații reduse corespund unor inele anuale de creștere foarte înguste.

Citește și: 

• Raportul IPCC | Scenariul climatic pentru următorul secol se decide astăzi
• Cum poate fi redusă dependența UE de gazul rusesc. Raportul IEA și un plan în 10 pași
• Energia solară în România și potențialul imens aflat sub ochii noștri
• Atmosferă încinsă. Efectul de seră, amplificat de vaporii de apă din atmosferă