Землетрясения ускоряют рост деревьев

Срез дерева

Измеряя изменения в отдельных клетках в кольцах деревьев, исследователи датировали землетрясение в Чили с точностью до 1-го месяца после того, как оно произошло.

Землетрясения являются не только синонимом разрушения, но они также могут создавать леса — по крайней мере, на короткое время. Новое исследование показывает, что сильные землетрясения могут помочь деревьям расти, наполняя дополнительной водой почву, окружающую их корни. Эти мимолетные всплески роста оставляют следы в клетках древесины, которые также могут быть использованы для более точного обнаружения и датирования древних землетрясений.

“Это действительно новый параметр в определении времени землетрясения в более точном масштабе, чем год”, — говорит Ирина Панюшкина, эксперт по кольцам деревьев в Университете Аризоны, которая не участвовала в исследовании.

Кристиан Мор, гидролог из Потсдамского университета, не пытался найти связь между сейсмичностью и ростом деревьев. Но его исследования изменились после землетрясения магнитудой 8,8 баллов в Чили в 2010 году. Это сильно повлияло на долины рек, где он изучал прибрежный перенос наносов, и это потрясло его. “Я был там во время землетрясения, которое было довольно страшным”, — говорит Мор, который спрятался за дверным косяком, когда ударные волны сотрясали его деревянную хижину посреди ночи. Землетрясение и последовавшее за ним цунами опустошили прибрежные районы Чили, унесли жизни сотен людей и непосредственно затронули более 2-х миллионов человек.

Когда Мор и его коллеги вернулись в одну из речных долин после землетрясения, они обнаружили, что скорость течения реки увеличилась. Возможная причина, что землетрясение в Мауле изменило структуры почв и сделало их более проницаемыми, позволив грунтовым водам легче стекать с горных хребтов в долины. Казалось естественным, что землетрясения также могут способствовать росту деревьев в долинах за счет деревьев на склонах холмов.

Чтобы увидеть, происходит ли это, Мор и его коллеги высверлили две дюжины деревянных пробок из стволов шести сосен Монтерея, которые растут вдоль долин и хребтов двух плантаций на чилийском побережье. Каждая трубка была тоньше карандаша и в два раза длиннее. Вернувшись в лабораторию в Германии, они поместили тонкие стволовые срезы под микроскоп и наблюдали, как размер и форма клеток внутри колец роста изменялись по мере того, как становилось доступно больше воды.

Исследователи также измерили, как изменилось соотношение тяжелых и легких изотопов углерода в этих клетках. Во время фотосинтеза деревья поглощают больше углерода-12, чем углерода-13, поэтому изменение соотношения может сигнализировать о резком росте фотосинтеза.

Они обнаружили, что деревья в нижний части долины испытали небольшой, но заметный всплеск роста, который продолжался от недель до месяцев после землетрясения в Мауле — импульс примерно такой же силы, как и вызванный сильными осадками. И, как и ожидалось, деревья на хребтах росли медленнее после землетрясения, сообщилось на основе исследований Мора и его коллег в прошлом месяце в журнале геофизических исследований Biogeosciences.

Панюшкина говорит, что этот метод может быть использован для обнаружения землетрясений и других событий, которые вызывают краткосрочные эффекты роста, которые можно пропустить, если учитывать только ширину колец деревьев. Поскольку кольца деревьев представляют средний прирост за каждый год, исследования с их использованием для выявления землетрясений, извержений вулканов и цунами могут в лучшем случае датировать события только следующим годом. Объединив измерения на клеточном уровне с данными об изотопах углерода, Мор и его коллеги смогли идентифицировать землетрясение в Мауле в течение 1-го месяца после его возникновения.

Следующим логическим шагом было бы повторить исследование в разных местах, чтобы проверить, применима ли методика к различным породам деревьев и климату, говорит Андрес Ируме, гидролог и лесничий из Австралийского университета в Чили, Вальдивия, который не принимал участия в исследовании. В Чили лесники часто сажают быстрорастущие монтерейские сосны на засушливых почвах, которые не способствуют росту деревьев. Мор ожидает, что новый метод будет лучше всего работать в относительно засушливых регионах, где избыток воды приводит к более сильным скачкам роста. Он планирует повторить исследование деревьями из долины Напа в Калифорнии.

По словам Панюшкина, этот метод также может помочь ученым заглянуть в прошлое. Она верит, что однажды этот метод поможет исследователям выявить кратковременные возмущения, такие как землетрясения, произошедшие тысячи лет назад. Восстановление более точных данных о древних землетрясениях и других событиях, влияющих на подземные воды, будет важным для геологических целей, важным для гидрологии и важно для общества.

Автор публикации Элис Катс
Ссылка на исследование «Контрастная реакция роста деревьев на землетрясения»

 

Читайте также: