Невидимые травмы колючего прошлого

В 1903 году русская поэтесса Раиса Кудашева опубликовала в детском журнале «Малютка» стихотворение «Елка», а через два года Леонид Бекман сочинил для него мелодию — так появилась самая популярная в будущем новогодняя песня. В безвестности песня пережила революцию и Первую мировую войну, а к 1941 году — еще и потеряла большой вступительный фрагмент. Зато в обновленном варианте она после войны звонко заиграла на всех новогодних утренниках: в лесу родилась елочка, в лесу она росла.

Сложная судьба песни хранится в архивных выпусках журналов и поэтических сборниках. О судьбе ее главной героини, елочки, если бы и та дожила до 2025 года, можно было бы судить по узору ее годовых колец. Таким способом вряд ли удалось бы догадаться о пережитых двух мировых войнах и революции, зато было бы заметно что-то другое. Широкие и узкие, темные и светлые — годовые кольца деревьев рассказывают не только как долго жила елочка, но и что ей пришлось повидать. Приглядимся к судьбе новогоднего дерева.

Сто лет одиночества

Начнем с самого, на первый взгляд, простого — возраста. Такие же, как и наша героиня, елочки (Picea obovata), одиноко стоящие на голом пригорке где-то на севере диком, часто застенчиво скрывают свой возраст. На первый взгляд тонкие и невысокие деревца оказываются деревьями весьма почтенных лет. Дело в том, что деревья на севере растут по-разному и по размеру не всегда удается определить, молодая перед вами ель или старая. Деревце, которое выглядит подростком, зачастую оказывается долгожителем. Примерный возраст елочки можно установить простым подсчетом ее годовых колец, при этом вовсе ни к чему рубить ее под самый корешок: можно пробурить ствол возрастным буром, чтобы взять пробу — керн.

Но чтобы узнать точный возраст дерева, стоит внимательнее рассмотреть на полученном срезе или керне дерева узор из чередующихся светлых и темных полос: какие-то кольца будут пошире, какие-то — поуже. Неравномерное чередование колец появляется из-за разницы в летней температуре от года к году. В теплое лето все деревья растут быстро, поэтому кольца относительно широкие. А если лето холодное, то и кольца у всех узкие, иногда едва заметные. Узор колец у деревьев, растущих в одной местности, одинаковый — ведь и условия их роста будут одни и те же. Поэтому когда дерево погибает, или его срубают на праздник, можно его годовые кольца на узор деревьев с известной датировкой и узнать с точностью до года, когда елочка родилась и сколько лет росла.

Холодное-холодное лето

Если присмотреться к узору чуть пристальнее, можно разглядеть не только прожитые деревом годы, но и климатические невзгоды, которые пришлись на время его жизни. Вдруг елочку и правда укутывал мороз?

Каждое кольцо хранит в себе отголоски условий и событий периода, когда оно появилось. Все ту же ширину колец можно использовать как датчик летней температуры прошедших лет: древесные кольца, почти как жидкость в термометре, словно бы расширяются в теплое лето и сужаются в холодное. Невооруженным взглядом также заметно, что кольца имеют разный цвет: какие-то темнее, а какие-то — светлее. Цвет, а вернее, плотность колец определяется толщиной клеточных стенок .

По толщине клеточной стенки последнего ряда трахеид, то есть по цвету кольца, можно реконструировать летнюю температуру с гораздо более высоким качеством, чем по ширине колец. Кроме того, плотность кольца отражает температуру более длительного периода года — потому что клеточная стенка в теплый год продолжает утолщаться примерно до сентября, то есть уже после того как годичные кольца перестают расти вширь. Рост стенок трахеид почти идеально совпадает с ходом температуры этих месяцев. Если вторая половина лета выдалась холодной, у клеток трахеид поздней древесины практически не происходит утолщения клеточной стенки — и кольцо выглядит светлым.

По светлым и другим аномальным кольцам можно реконструировать экстремальные погодные явления — те, которые происходят не каждый год. Например, если мороз вдруг решил укутать елочку не зимой, а посреди лета. Самая специфическая, но очень редкая аномалия — морозобойное кольцо. Когда температура летом очень резко и значительно падает, живые клетки формирующейся древесины повреждаются, а на годовом кольце появляется характерный шрам.

Вулканическая зима

Впрочем, экстремальные падения температуры, которые приводят к образованию аномальных годовых колец, могут происходить не только из-за локальной изменчивости погоды. Не так уж и редко они являются отражением глобальных катаклизмов.

Одна из таких неприятностей, которую могла застать на своем веку наша елочка, — извержение вулкана. Во время крупных извержений, вулканические газы и пепел окутывают стратосферу Земли плотным одеялом. Из-за выброшенной смеси сернистых газов и пепла излучение солнца экранируется атмосферой — и температура падает. Такую климатическую аномалию называют вулканической зимой. Пожалуй, самое известное вулканическое похолодание произошло после извержения вулкана Тамбора в 1815 году. Необычайно холодная погода в Европе и Северной Америке стала известна как год без лета.

Извержение вулкана Тамбора, как и , оставили следы в годичных кольцах деревьев. На срезе елочки, которой довелось расти в вулканическую зиму, заметно, что кольца становятся узкими и светлыми из-за похолодания климата, появляются морозобойные и другие аномальные кольца.

Правда, чтобы убедиться, что появление аномальных годичных колец связано с извержением вулкана, а не просто похолоданием, приходится искать дополнительные подтверждения. Например, некоторые древние извержения известны по оставленным ими следам в ледовых покровах Гренландии и Антарктиды. Лед образуется из спрессованных слоев снега, при этом нижележащие слои старше тех, что оказываются повыше. Каждый слой запечатывает в себе различные включения: пыль, пепел, сульфатные аэрозоли, радиоактивные вещества, пузырьки воздуха. Эти включения помогают узнать о климате, состоянии атмосферы и о вулканической активности прошлого.

Сочетание двух методов — дендрохронологии и гляциологии — позволило установить точную дату извержения вулкана Кикай-Акахойя, самого мощного за последние десять тысяч лет. Климатические последствия проявились, согласно древесным кольцам полуископаемого дерева, в 5281 году до нашей эры. Значит само извержение произошло на пару лет раньше.

Звездные вспышки

Получается, земные события, от прохладного лета до вулканической зимы, на срезе елочки можно разглядеть невооруженным взглядом. Но нарядная елочка на празднике может скрывать еще один секрет — отпечатки космических аномалий.

С помощью ускорительной масс-спектрометрии в древесных кольцах можно изучить содержание радиоактивного углерода-14: в некоторых годичных кольцах появится всплеск его содержания. В честь автора статьи, которая впервые описала это явление, а также выявленные позже аналогичные всплески, стали называть событиями Мияке (подробнее о том, что о событиях Мияке узнали дендрохронологи, читайте в нашем одноименном материале).

Причины событий Мияке — солнечные супервспышки. Во время вспышек частицы высокой энергии, чаще всего протоны, сталкиваются в атмосфере нашей планеты с атомами молекул газа, порождая нейтроны. Когда нейтрон сталкивается с атомом азота в атмосфере, получается радиоактивный углерод. Космогенный углерод накапливается в годичных кольцах, и так земные деревья становятся летописью вспышек ближайшей к нам звезды.

К настоящему времени опубликованы сообщения о паре десятков событий Мияке. Надежно установленными можно считать восемь (почти обо всех этих событиях мы писали: первое-второе, третье-четвертое, пятое, шестое). Маловероятно, что какой-то из елей, оказавшихся на праздновании Нового 2025 года, удалось застать одно или несколько известных событий Мияке, ведь даже самое недавнее из них произошло в 994 году. Но давным-давно кто-то и правда мог принести из леса дерево с отголоском сверхмощных вспышек на Солнце. Например, викинги срубили такую елочку (вернее — пихту и можжевельник) в 1021 году. Правда, чтобы построить дом, а не для новогоднего празднования

Так что если присмотреться, жизнь елочки зачастую оказывается не в пример сложнее песни: в лесу родилась елочка, в лесу она росла, а кругом случались неожиданные заморозки, громыхали вулканы, а в небе взрывалось Солнце.