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Andrew E. Douglas (à esquerda), o fundador da ciência da dendrocronologia, examina com um colega, em 1946, uma secção de madeira vermelha. Cortesia LTRR

Um breve histórico

No final do século XIX e início do século XIX, Andrew. E. Douglass fundou a ciência da dendrocronologia – a técnica de datação de eventos, mudanças ambientais e artefatos arqueológicos, utilizando os padrões característicos dos anéis de crescimento anual em madeira e troncos de árvores. Como um jovem astrônomo trabalhando no Observatório Lowell no Arizona, Douglass tinha um interesse particular no sol, especialmente no comportamento cíclico das manchas solares e na forma como o sol influencia o clima. Ele começou a olhar para os anéis de crescimento anual das árvores e notou uma relação entre o tamanho dos anéis de crescimento e fatores climáticos, tais como umidade e elevação. Ele traçou a largura dos anéis de crescimento das árvores e compilou as primeiras cronologias para mostrar como as árvores registram as mudanças climáticas ao longo do tempo. Observando a semelhança na resposta das árvores em toda a região, ele inventou uma técnica que provaria ser uma ferramenta fundamental nos estudos com anéis de árvores: a datação cruzada é uma técnica que garante que a cada anel individual de árvore seja atribuído o seu ano exato de formação, combinando padrões de anéis largos e estreitos entre núcleos da mesma árvore, e entre árvores de locais diferentes, ou combinando os padrões de anéis de árvores de uma árvore para outra. Isto permitiu aos cientistas marcar as datas exactas do calendário para cada anel. Hoje, a análise de anéis de árvores não é usada apenas para determinar como era o clima no passado, ela também pode ser usada para datar obras de arte (molduras de madeira), violinos e outros instrumentos de madeira, e edifícios.

Para ver o processo de datação cruzada em ação, veja as imagens históricas de A.E. Douglas em ação.

Tree-Ring Basics

Trees tipicamente crescem um anel por ano. Elas começam a crescer na primavera (as células são de cor castanho claro, conhecido como madeira do início da primavera é a parte de cor clara de um anel de árvore produzida na primavera) e, como a estação de crescimento termina no outono, as paredes das células engrossam (a faixa escura ou madeira tardia é a parte mais escura de um anel anual de árvore produzida na estação de verão) e eventualmente param de crescer no inverno causando um anel muito distinto. O padrão de anel que se forma ao longo de toda a vida da árvore revela as condições climáticas em que a árvore cresceu. A umidade abundante e uma longa estação de crescimento resultam em um anel largo. Um ano seco pode resultar em um anel muito estreito (ver diagrama). Em locais onde as árvores são mais sensíveis à temperatura (por exemplo, a uma altitude elevada no topo de uma montanha ou na borda da floresta das regiões norte ou norte do Alasca e Canadá) então um anel largo indica um ano quente e um anel estreito indica um ano frio.

Nesta actividade, você aprenderá como a ciência do anel de árvores é feita. Onde os cientistas de anéis de árvores viajam para encontrar árvores adequadas? Que ferramentas são usadas? Que técnicas podem ser usadas para preparar e analisar amostras do núcleo de árvores para revelar a natureza do clima passado?

Instruções

1. Encontrar árvores sensíveis ao clima

Conduzir a ciência de anéis de árvores não é tão simples como poderia aparecer pela primeira vez. A grande maioria das árvores que vemos nas caminhadas ou durante a condução não terá capturado um bom registo climático durante longos períodos de tempo. Os dendrocronologistas precisam procurar árvores de vida longa que crescem em ambientes bastante duros, tornando-as muito sensíveis às condições circundantes, onde seu crescimento é lento – tão lento que muitos anos serão registrados em suas vidas. Uma dessas árvores é o pinheiro cerdas, que cresce no Arizona, Colorado, Novo México, Utah, Nevada e leste da Califórnia, às vezes em condições muito frias e secas. O mais antigo exemplar conhecido chama-se Matusalém e tem 4.765 anos de idade! Você terá a chance de explorar um sítio de pinheiro cerdas de cerdas na Parte 2 deste laboratório.

Que características os dendrocronologistas buscam em sítios de pesquisa que lhes darão a melhor chance de reconstruir as condições climáticas do passado? Veja o vídeo abaixo e responda as perguntas Stop and Think.

2. Coring Trees

Agora vamos aprender como obter amostras de núcleos de árvores de uma árvore. As pessoas frequentemente perguntam se a perfuração na árvore para tirar uma amostra de sua madeira a prejudica. As amostras de núcleos que os cientistas retiram das árvores são na verdade bastante pequenas (menos do que o diâmetro de um lápis) e não destrutivas para a árvore. A árvore curar-se-á a si mesma bastante rapidamente, semelhante a quando um bico é removido depois de se bater numa árvore para obter xarope de ácer. Se houver preocupação com um determinado grupo de árvores, os cientistas podem mergulhar as suas brocas em álcool para terem a certeza de que não estão a espalhar nenhuma doença de árvore para árvore. Se os gestores florestais estão preocupados com uma determinada floresta, eles podem negar aos cientistas a permissão de plantar árvores quando pedem uma licença.

A dendrocronologista Nicole Davi descreve como plantar uma árvore.

WATCH: Nicole Davi corta uma tulipa com o assistente Augie. Crédito: Jacob Tanenbaum (MP4 Video 268.2MB Mar28 16)

3. Processamento dos núcleos

Cientistas coletam amostras de núcleos de vinte ou mais árvores em cada um de seus locais. Estas amostras precisam ser cuidadosamente contidas e trazidas para um laboratório para análise. Núcleos retirados de uma árvore precisam ser montados em um suporte de madeira especial, ou em uma montagem de núcleo, e depois lixados finamente para trazer o padrão de anel para fora claramente.

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Núcleos de árvores retirados de árvores de abeto branco no Alasca. Estes núcleos foram colocados em suportes de núcleos de madeira e finamente lixados para que os detalhes celulares sejam visíveis ao microscópio. Cada anel representa um ano de crescimento. Os anéis largos indicam boas condições de crescimento (verões mais quentes, neste caso).

Padrão de anéis de três anéis são então estudados com uma série de diferentes instrumentos científicos. Os botões abaixo levá-lo-ão ao Laboratório de Anéis de Árvore do Observatório Lamont-Doherty Earth, em Palisades, Nova Iorque. Estas imagens são de 360 °, para que você possa olhar em volta e aumentar e diminuir o zoom. Amplie tanto para a área principal de trabalho como para a sala principal para que você possa ver o que está nas mesas e paredes.

Tree-Ring Laboratory

Tree-Ring Laboratory Core Room