Les anneaux d'arbre révèlent notre passé - et notre avenir

Les arbres sont des chronométreurs. Comptez les anneaux de croissance concentriques encerclant le bois de cœur d'une bûche hachée et vous saurez l'âge d'un arbre.

C'est un fait amusant, bien sûr, mais la datation en anneau (techniquement connue sous le nom de dendrochronologie) va bien au-delà de la détermination de l'âge d'un arbre. Les arbres sont également des gardiens méticuleux des conditions climatiques. En démêlant les riches données stockées dans les cernes des arbres, les scientifiques peuvent tout faire, de la datation de sites archéologiques à la prévention des incendies de forêt, en passant par la documentation de l'histoire planétaire et en offrant une boule de cristal à notre avenir environnemental.

«Les arbres sont des archives naturelles d'informations», explique Ronald Towner, professeur agrégé de dendrochronologie et d'anthropologie au Laboratoire de recherche sur les anneaux d'arbre de l'Université de l'Arizona à Tucson. "Ils se tiennent au même endroit pendant une longue période, enregistrant dans leurs anneaux l'environnement qui les entoure. Tout ce qui affecte un arbre - précipitations, température, nutriments dans le sol, incendies, blessures - peut apparaître dans les anneaux."

Seigneurs des anneaux

La souche d'un chêne abattu révèle les anneaux annuels. (Photo: Triff / Shutterstock)

Le bois pousse généralement de saison en saison, ajoutant une nouvelle couche par an. De cette façon, les arbres construisent progressivement des troncs suffisamment solides pour soutenir leurs nombreuses branches et les maintenir vers le haut en direction du soleil afin que les feuilles puissent subir une photosynthèse. Regardez une section transversale du journal et vous verrez ces anneaux de croissance s'étendre des anneaux intérieurs les plus anciens aux anneaux extérieurs les plus récents.

En général, les anneaux peuvent être utilisés pour déterminer l'âge d'un arbre, en particulier chez les espèces comme les chênes qui produisent de manière fiable un anneau annuel. Il existe des exceptions à la règle de la sonnerie d'un an. Les pins, par exemple, peuvent parfois manquer une année ou même doubler pour deux anneaux annuels, et les arbres vivant dans des microclimats uniques (comme être situés près d'un ruisseau avec une abondance d'eau) peuvent connaître une croissance annulaire améliorée ou retardée. Pour la plupart, cependant, si vous comptez 65 anneaux en 2018, vous savez que la première pousse d'un arbre a traversé le sol en 1953.

De même, la largeur d'un anneau singulier - qu'il soit épais ou mince - offre des indices sur les conditions de croissance rencontrées par un arbre cette année-là. "Généralement, dans une bonne année, les arbres portent un anneau gras, et dans une mauvaise année, ils mettent un anneau étroit", explique Towner.

Vous pouvez en savoir plus sur la formation des anneaux d'arbres et ce qu'ils révèlent sur les conditions climatiques dans cette vidéo.

Des troncs pleins de trésors

Ce n'est que le début de ce que les dendrochronologues peuvent présumer des cernes des arbres.

D'une part, ils peuvent les utiliser pour déterminer quand et où un arbre a été coupé - en d'autres termes, de quelle période et de quel endroit il provient. Pour ce faire, ils créent d'abord une chronologie maître, essentiellement une base de données de motifs d'anneaux d'arbres remontant dans le temps pour une région géographique donnée.

Parce que tous les arbres qui poussent près les uns des autres connaissent les mêmes conditions, leurs anneaux auront la même apparence au cours d'une année donnée. Autrement dit, ils seront tout aussi larges ou étroits avec pas deux ans exactement les mêmes.

Les dendrochronologues commencent par forer un échantillon de noyau de la taille d'un crayon à partir d'un arbre vivant à l'aide d'une foreuse incrémentielle. Rassurez-vous, aucun arbre n'est endommagé (bien que de rares erreurs se soient produites, comme à l'époque le plus vieil arbre du monde a été accidentellement tué en 1964).

Les dendrochronologues extraient une tige de tissu en bois qui contient la structure annulaire complète de l'arbre. (Photo: Hannes Grobe / AWI / Wikimedia Commons)

Ensuite, les motifs des anneaux sont tracés d'année en année, fournissant une image précise des conditions de croissance au fil du temps. De nombreuses chronologies remontent à des milliers d'années, bien avant les enregistrements écrits, en utilisant des échantillons de très vieux arbres et de bois anciens trouvés sur le sol. (Et ce n'est que la pointe de l'iceberg. Vous pouvez en apprendre davantage sur Towner et d'autres sur cette page PBS sur la dendrochronologie.)

"Nous avons des pins à bristlecone en Californie vieux de 5 000 ans et des chronologies de chêne en Allemagne qui remontent à 9 000 ans", explique Towner.

Les contes racontent les arbres

Dites que vous voulez savoir quand un arbre tombé est tombé dans la forêt. Croisez simplement (faites correspondre) ses modèles de bagues avec la chronologie principale de votre région. Si ses anneaux s'alignent pendant les années 1790 à 1902, vous savez que c'est exactement quand il a vécu et est mort. Aucune technologie sophistiquée n'est nécessaire.

Les dendrochronologues ont utilisé cette méthode pour faire une foule de choses fascinantes, notamment:

Datation des falaises de Mesa Verde à l'aide de charbon de bois trouvé sur le site. "Parce que le charbon de bois ne brûle pas en cendres, il préserve la structure de l'anneau, que nous pouvons voir au microscope", explique Towner. Des échantillons de charbon de bois suggèrent que les habitations de la falaise du Colorado, autrefois occupées par les Indiens Pueblo ancestraux, ont été construites vers 1250 et abandonnées vers 1280 en raison d'une grave sécheresse.

Des anneaux d'arbres trouvés dans du charbon de bois découvert dans les falaises du parc national de Mesa Verde ont permis aux chercheurs de dater le site du XIIIe siècle. (Photo: Niagara66 / Wikimedia Commons)

Prévenir les incendies de forêt massifs . Les chronologies des anneaux d'arbres datant du 1500 montrent que les petits incendies de forêt se produisaient naturellement tous les trois à cinq ans dans le sud-ouest des États-Unis. bois. Cependant, les chronologies révèlent que l'interférence humaine a perturbé ces modèles naturels, à partir de la fin des années 1800, lorsque des millions de moutons et de bovins sont arrivés et ont commencé à dévorer les broussailles et autres combustibles. En conséquence, les incendies ont cessé. Plus tard, alors que l'élevage diminuait et que les incendies recommençaient, le Service forestier a mis en place une politique de toujours les éteindre. Dans les années 1990, l'accumulation excessive d'aiguilles de broussailles et de pins a commencé à provoquer des méga incendies, détruisant souvent des millions d'acres d'arbres à la fois. Les écologistes forestiers travaillent maintenant à restaurer les modèles naturels de feux historiques révélés dans les cernes des arbres.

Cartographie du changement climatique . Les dendrochronologues ont accumulé un long historique de variations de la température mondiale, révélant de récents changements stupéfiants. "Depuis environ 1950, en particulier depuis les années 70, nous voyons des choses que nous n'avons jamais vues auparavant", explique Towner. "L'augmentation des températures signifie une saison de croissance plus longue, donc nous voyons certains arbres pousser plus vite et leurs anneaux grossir. C'est au-delà de la plage de variation naturelle." Traduction: Les températures grimpent plus que jamais auparavant depuis des milliers d'années, et l'augmentation coïncide avec l'augmentation des émissions de carbone provenant de l'activité humaine.

Découvrir les mystères environnementaux qui peuvent nous aider à naviguer dans le futur. Selon les chronologies des anneaux d'arbres à travers le monde, 540 a été une année catastrophique. «Les arbres dans des environnements complètement différents partout dans le monde ont formé de plus petits anneaux», explique Towner. Une théorie est qu'une comète a éclaté dans l'atmosphère terrestre. Bien qu'il n'ait pas touché la Terre, il peut avoir créé des nuages ​​de poussière et des incendies de forêt massifs à partir de fragments pluvieux et raccourci la saison de croissance cette année-là. Une telle connaissance pourrait nous aider à nous préparer aux futurs cataclysmes cosmiques.

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