Итак, по толщине колец многолетних деревьев, по их виду можно с точностью до одного — двух лет проследить, как изменялся климат Земли, когда и в каких областях свирепствовали засухи. Это интересно не только само по себе, но и открывает широкие возможности для историков и археологов. И вот почему.
Однажды Дуглас наткнулся в Северной Аризоне на большой участок спиленного леса. Он увидел массу пней. Но его удивило не это, а то, что рисунок расположения годичных колец на них был необычайно схож. Не знаю, в этот момент или позже, но это наблюдение позволило Дугласу вывести такое правило: если два куска древесины имеют одинаково расположенные по толщине кольца, то можно смело сказать, что деревья, из которых они взяты, росли в одно и то же время. Это правило стало краеугольным камнем дендрохронологии.
Предположим, что одно дерево начало расти в 1860 году, а другое — в 1890. В 1910 году первое дерево срубили и сделали из него балку для дома. Другое росло еще 65 лет. Если оно развивалось нормально, то в первые двадцать лет роста оно имело такую же последовательность толщин колец, как в последние двадцать лет жизни дерева, спиленного ранее. Таким образом, отыскав одинаковую последовательность толщин колец, мы можем сказать, что это были годы, когда существовали и росли оба дерева одновременно.
Зная, когда спилили одно из них — например, второе, — мы можем по годичным кольцам вычислить и год вырубки первого, а значит, и определить время строительства дома, для которого была сделана балка.
Мы можем продолжить нашу работу: найти еще более древнее дерево и отыскав на нем аналогичную последовательность толщин колец, уйти еще дальше в глубь времени.
Теперь, выбрав на ранее выпиленном образце какую-нибудь другую последовательность колец, относящихся к другому, более раннему известному периоду времени, и отыскав ее у других, еще более старых деревьев (в работе нам могут помочь так называемые сигнатурные годы, то есть годы, когда годичные кольца либо очень узкие, либо чрезмерно широкие, — по ним хорошо ориентироваться в срезах), мы можем узнать, когда росли и эти деревья. Так, идя от одного дерева к другому, более старому, можно забраться в прошлое довольно далеко по шкале времени.
Может сложиться неправильное мнение, что дендрохронологические исследования можно проводить только по спиленным деревьям. Спору нет, с ними работать удобнее — кольца на пнях и бревнах видны очень хорошо. А как быть, если дерево живое? Не губить же его. В этом случае из ствола специальным сверлом можно аккуратно вырезать стерженек размером с карандаш. Этот образец тщательно шлифуют — так кольца на нем становятся особенно хорошо видны. Затем их толщину с точностью до сотых долей миллиметра измеряют под микроскопом. Дереву эти пробы не вредят — отверстия от сверла заполняются целебной смолой.
Но эти данные относятся к одному дереву. А как же объективно измерить различные образцы? Для этого создана специальная шкала. Составляется она так: сначала создается некая математическая модель. Для данного дерева вычисляется толщина колец при условии, что климат не изменялся. В этом случае различие в кольцах соответствует лишь возрастным изменениям, а все отклонения рассказывают о неустойчивости климата. Отклонения от нормы выражают математически в «индексах толщины». Располагая их в хронологическом порядке, получают дендрохронологическую шкалу. Последовательность индексов никогда не повторяется, поэтому, найдя кусок древесины и отыскав схожую последовательность индексов на шкале, можно сказать, когда росло это дерево, привязать кольца к определенным годам.
Однако на самом деле все не так просто, как кажется. Ученые только мечтают об образцах древесины с ярко выраженными четкими кольцами. К сожалению, таких образцов нет. Чтобы в дереве образовались характерные, бросающиеся в глаза черты, должны быть резкие изменения климата. Но если дерево растет в благоприятных условиях, то изменения климата будут мало сказываться на ширине колец. Они из года в год будут примерно одинаковыми. Такие «вялые» образцы в работу, как правило, не идут. По ним нельзя вести датировку.
Бывают и другие затруднения. В годы с особо жесткими условиями образуются настолько узкие кольца, что их можно пропустить. Особенно с такими деревьями, как остистые сосны, у которых, например, на тринадцати сантиметрах радиуса можно насчитать до тысячи и более колец. Здесь, далее несмотря на микроскопы и автоматы, помогающие ученым, можно потерять несколько колец. А это уже годы. Случается зачастую и так, что после установившегося лета, когда уже, как вы помните, начинают образовываться маленькие клеточки древесины, внезапный обильный дождь вызывает дополнительный рост больших клеток. В этом случае образуется еще одно кольцо. Для натренированного исследователя такие «фальшивые» кольца сразу же видны, но неискушенный человек может и сосчитать их. И сразу же появятся лишние годы. Это только часть ловушек, которые расставляет природа исследователям.