Andrew E. Douglas (a la izquierda), el fundador de la ciencia de la dendrocronología, examina una sección de un árbol de secoya con un colega en 1946. Cortesía de LTRR
Una breve historia
A finales del siglo XIX y principios del XX, Andrew. E. Douglass fundó la ciencia de la dendrocronología, la técnica de datación de eventos, cambios ambientales y artefactos arqueológicos mediante el uso de los patrones característicos de los anillos de crecimiento anual en la madera y los troncos de los árboles. Como joven astrónomo que trabajaba en el Observatorio Lowell de Arizona, Douglass tenía un interés especial en el sol, sobre todo en el comportamiento cíclico de las manchas solares y en cómo el sol influye en el clima. Empezó a observar los anillos de crecimiento anuales de los árboles y se dio cuenta de que existía una relación entre el tamaño de los anillos de crecimiento y factores climáticos como la humedad y la altitud. Trazó la anchura de los anillos de los árboles y compiló las primeras cronologías para mostrar cómo los árboles registran los cambios climáticos a través del tiempo. Al observar la similitud de la respuesta de los árboles en toda la región, inventó una técnica que resultaría ser una herramienta fundamental en los estudios de los anillos de los árboles: la datación cruzada es una técnica que garantiza que a cada anillo individual del árbol se le asigne su año exacto de formación haciendo coincidir los patrones de los anillos anchos y estrechos entre los núcleos del mismo árbol, y entre los árboles de diferentes lugares, o haciendo coincidir los patrones de los anillos de un árbol a otro. Esto permitía a los científicos marcar las fechas exactas del calendario para cada anillo. Hoy en día, el análisis de los anillos de los árboles no sólo se utiliza para determinar cómo era el clima en el pasado, sino que también puede utilizarse para datar obras de arte (marcos de madera), violines y otros instrumentos de madera, y edificios.
Para ver el proceso de datación cruzada en acción, vea imágenes históricas de A.E. Douglas trabajando.
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Básicos de los anillos de los árboles
Los árboles suelen crecer un anillo por año. Empiezan a crecer en primavera (las células son de color bronceado claro, lo que se conoce como madera temprana es la parte de color claro de un anillo de árbol que se produce en primavera) y, a medida que la temporada de crecimiento termina en otoño, las paredes celulares se engrosan (la banda oscura o madera tardía es la parte más oscura de un anillo de árbol anual que se produce en la temporada de verano) y finalmente dejan de crecer en invierno dando lugar a un anillo muy definido. El patrón de anillos que se forma a lo largo de toda la vida del árbol revela las condiciones climáticas en las que creció el árbol. Una humedad abundante y una larga temporada de crecimiento dan como resultado un anillo ancho. Un año seco puede dar lugar a un anillo muy estrecho (véase el diagrama). En los lugares en los que los árboles son más sensibles a la temperatura (por ejemplo, a gran altura en la cima de una montaña o en los bosques de las regiones boreales o septentrionales del norte de Alaska y Canadá), un anillo ancho indica un año cálido y un anillo estrecho indica un año frío.
En esta actividad, aprenderás cómo se realiza la ciencia de los anillos de los árboles. ¿Dónde viajan los científicos de los anillos de los árboles para encontrar los árboles adecuados? ¿Qué herramientas se utilizan? ¿Qué técnicas se pueden utilizar para preparar y analizar muestras de núcleos de árboles para revelar la naturaleza del clima pasado?
Instrucciones
1. Encontrar árboles sensibles al clima
Llevar a cabo la ciencia de los anillos de los árboles no es tan sencillo como podría parecer a primera vista. La gran mayoría de los árboles que vemos en las excursiones o mientras conducimos no habrán captado un buen registro climático durante largos períodos de tiempo. Los dendrocronólogos tienen que buscar árboles longevos que crezcan en entornos bastante duros, lo que los hace muy sensibles a las condiciones del entorno, y en los que su crecimiento sea lento, tanto que se registren muchos años en su vida. Uno de estos árboles es el pino cardo, que crece en Arizona, Colorado, Nuevo México, Utah, Nevada y el este de California, a veces en condiciones muy frías y secas. El ejemplar más antiguo conocido se llama Matusalén y tiene 4.765 años. Tendrás la oportunidad de explorar un yacimiento de pinos bristlecone en la segunda parte de este laboratorio.
¿Qué características buscan los dendrocronólogos en los yacimientos de investigación que les den la mejor oportunidad de reconstruir las condiciones climáticas del pasado? Vea el vídeo que aparece a continuación y responda a las preguntas de Stop and Think.
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Stop and Think
1.1. ¿Qué tipos de árboles y lugares con anillos de árboles son los más útiles para la investigación de los anillos de árboles?
1.2 ¿Por qué los árboles que crecen en zonas ajardinadas no son útiles para estudiar las condiciones climáticas del pasado?
1.3 ¿Qué gobierna la tasa de crecimiento de los árboles a gran altura?
2. Extracción de núcleos de árboles
Ahora vamos a aprender cómo obtener muestras de núcleos de un árbol. La gente suele preguntar si perforar el árbol para tomar una muestra de su madera le hace daño. Las muestras de núcleo que los científicos toman de los árboles son en realidad bastante pequeñas (menos que el diámetro de un lápiz) y no son destructivas para el árbol. El árbol se curará por sí mismo con bastante rapidez, de forma similar a cuando se retira un pico después de extraer un árbol para obtener jarabe de arce. Si hay preocupación por un grupo concreto de árboles, los científicos pueden sumergir los barrenadores en alcohol para asegurarse de que no propagan ninguna enfermedad de árbol a árbol. Si los gestores forestales están preocupados por un bosque en particular, pueden denegar a los científicos el permiso para extraer los núcleos de los árboles cuando solicitan un permiso.
Mira cómo la dendrocronóloga Nicole Davi describe cómo extraer los núcleos de un árbol.
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WATCH: Nicole Davi despeja un árbol de tulipanes con su ayudante Augie. Crédito: Jacob Tanenbaum (MP4 Video 268.2MB Mar28 16)
3. Procesamiento de los núcleos
Los científicos recogen muestras de núcleos de veinte o más árboles en cada uno de sus sitios. Estas muestras deben ser cuidadosamente contenidas y llevadas a un laboratorio para su análisis. Los núcleos tomados de un árbol deben montarse en un soporte de madera especial, o soporte para núcleos, y luego lijarse finamente para resaltar claramente el patrón de anillos.
Núcleos de árboles tomados de abetos blancos en Alaska. Estos núcleos se han colocado en soportes de madera y se han lijado finamente para que los detalles de las células sean visibles al microscopio. Cada anillo representa un año de crecimiento. Los anillos anchos indican buenas condiciones de crecimiento (veranos más cálidos en este caso).
Los patrones de los anillos de los árboles se estudian después con diferentes instrumentos científicos. Los botones de abajo le llevarán al laboratorio de anillos de árboles del Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty en Palisades, Nueva York. Estas imágenes son de 360 °, por lo que puede mirar alrededor y acercarse y alejarse. Acérquese tanto a la zona de trabajo principal como a la sala del núcleo para que pueda ver lo que hay en las mesas y en las paredes.
Laboratorio de Anillos de Árboles
Sala del Núcleo del Laboratorio de Anillos de Árboles
Deténgase y piense
1.4 ¿Por qué una parte de cada anillo de árbol es de color claro y la otra de color oscuro?
1.5 ¿Qué factores tuvo en cuenta la Dra. Davi para elegir un buen árbol para extraer el núcleo en su ubicación en el bosque?
1.6 ¿Qué instrumentos vio en su recorrido por el Laboratorio de Anillos de Árboles Lamont?