Кости, скалы и звезды. Наука о том, когда что произошло

«Родоначальником» датировки по годичным кольцам стал Эндрю Дуглас, создавший первую дендрохронологическую шкалу для американского штата Аризона. Астроном по образованию, Дуглас полагал, что изменения в толщине колец желтой сосны на длительном временном промежутке вызваны колебаниями солнечной активности в пределах 11-летних циклов. Изначально он исследовал только живые деревья, однако в 1914 г. обратился к более далекому прошлому. Археологи, исследовавшие поселения североамериканских индейцев, такие как Пуэбло-Бонито в каньоне Чако, и ацтекские города в Нью-Мексико, обнаружили в ходе раскопок останки древних бревен, на которых сохранился рисунок годичных колец. По этим останкам Дуглас начал совмещать графики изменения толщины годовых колец отдельных деревьев, чтобы создать первую непрерывную «эталонную» хронологию — и именно ему принадлежит авторство термина «дендрохронология».

Дуглас трудился годами. Какое-то время между живыми деревьями, возраст которых можно было вычислить по кольцам, и деревьями с совершенно другим рисунком колец, найденными в ходе раскопок, зиял разрыв. Понятно, что те, другие деревья, должны быть старше — но на сколько? Начали снаряжать экспедиции к тем раскопкам, где можно было бы восстановить пробел, основываясь на типологических знаниях о керамике североамериканских индейцев. Наконец, в 1929 г. было откопано обгоревшее бревно, с помощью которого удалось соединить абсолютную и плавающую шкалы, получив в результате одну непрерывную, охватывающую 1000 лет.

Чтобы выяснить, чем объясняется такая высокая точность дендрохронологического метода, вспомним, как растет дерево. В данной главе нам достаточно ограничиться лиственными деревьями, хвойные брать не будем, хотя принцип роста у них тот же. Итак, дерево растет в толщину за счет деления клеток камбия. Каждый год камбий продуцирует два типа тканей. Одна из них — лубяная, проводящая сахар и прочие продукты фотосинтеза по всему дереву, из нее впоследствии образуется кора. Вторая ткань — ксилема, она поставляет воду от корней вверх по стволу и в конечном итоге становится строительным материалом для годичных колец.

Клетки ксилемы делятся на два типа. Внутренняя, «ранняя» древесина, состоящая из относительно крупных клеток, образуется в самом начале периода роста, обычно весной, когда факторы, влияющие на развитие дерева, — питание, температура, влажность — наиболее благоприятны. Затем благоприятные факторы идут на убыль, и образуются клетки поменьше, с толстыми стенками, темнее на вид, чем более ранние.

На протяжении длительного времени условия могут меняться, кольца получаются то шире, то уже, в зависимости от того, насколько росту дерева способствовали климат и окружающая среда. Дуглас славился тем, что легко узнавал рисунки колец разных деревьев, даже только что найденных в ходе раскопок. Зачастую этот рисунок оказывался настолько характерным, что Дуглас мог назвать возраст с точностью до года просто по памяти. На этом подходе и строятся дендрохронологические шкалы по всему миру: берутся спилы деревьев, очищаются, и ширина колец сравнивается с другими образцами для перекрестной датировки.

Важно уяснить, что, поскольку для каждого кольца должно найтись соответствие с другим кольцом с другого дерева, возраст определяется с нулевой погрешностью. Больше ни один метод датировки подобной точностью похвастаться не может.

Брать образцы ствола для датировки — дело непростое, и серьезная ошибка может стоить человеку карьеры. Известен случай, когда молодой ученый, чье имя пусть останется неизвестным, брал в 1964 г. пробы на делянке живых остистых сосен, и его бур застрял в стволе дерева, давно, судя по всему, остановившегося в росте. Молодой человек обратился к лесничему и тот предложил повалить для него это дерево, чтобы можно было вытащить инструмент. На срубленном стволе бедолага насчитал 4950 годичных колец. Это дерево росло, когда строилась Великая пирамида Хеопса в Гизе. Ради спасения инструмента стоимостью в свой дневной заработок юноша загубил самый старый из живых организмов планеты. Больше он дендрохронологом не работал.

Отличный пример успешного применения дендрохронологии (без ущерба для карьеры) показали ученые в Дании. В Роскилле-фьорде в 1957–1959 гг. обнаружили пять затопленных викингских кораблей, отлично сохранившихся благодаря низкому содержанию кислорода на дне фьорда. Судя по всему, корабли были затоплены местными жителями, которые пытались таким образом защитить поселок от нападений других викингов с моря. Но когда именно корабли легли на дно, не известно. Разумеется, чтобы это узнать, недостаточно установить возраст древесины, из которой изготовлены суда, однако таким образом у ученых появится некий временной предел.