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科学家们

利用自然界的统一律

和物质相互转化与渗透的规律

来重现逝去的历史

树轮

图自《中国国家地理》2007年06月，摄影/马宏杰

在不适合生长的季节里，树处于休眠状态，到了春天（或某些地方的雨季），树就开始生长了。新的细胞长在上一年的树轮与树皮之间。刚开始的时候，新生细胞长得比较大，形成的是“早材”，随着季节的变化，以后长出的细胞就越来越小了，较小细胞的颜色也会逐渐变深，这时形成的是“晚材”。晚材与来年长出的早材之间会形成一道明显的界线，前后两条界线之间的那部分木材，就形成了“树轮”，由于它代表树木生命中的一年，所以也称“年轮”。然而在热带地区，一年中所有时间都适合树的生长，所以热带地区的树往往分不出来早材和晚材，也就形不成树轮了。

人类早在15世纪就发现树轮宽窄与当年降水量有关，第一位把这种观察记录下来的是意大利人列奥纳多·达·芬奇，而20世纪初的天文学家安德鲁·艾里克特·道格拉斯是树轮年代学的鼻祖，他想找到太阳活动与地球气候之间的关系，但是缺少长时期的气象资料。后来，他发现树的生长时养分的供给与环境所提供的水密切相关，这样一来，树的生长状况必然会反映当年的降水量。

冰芯

图自《中国国家地理》2010年12月 ，摄影/王彤

2000米、1900米……冰盖打钻机将冰芯从深深的冰川中取出，千万年以前的秘密也随之被开启。冰芯和树轮一样，里面有着层层叠置的纹路，这在冰川学上叫作年层。

每一年，冬季的积雪经夏季消融后，形成一个消融面，消融面上污化物成了划分年层的天然标志。这样，冰层就可以像树轮一样被测出年龄来。所有在大气中循环的物质都会随大气环流而抵达冰川上空，并沉降在冰雪表面，最终形成冰芯记录。通过这些冰芯里的气泡和尘埃，冰川学家可以分析出当时的气候。

湖芯

图自《中国国家地理》2007年06月 ，摄影/刘嘉麒

由于湖面水体的保护，沉淀在湖底的自然界的沉积物会被完好地保存下来。而每年的沉积状况会有所不同，湖泊纹泥就像树轮一样，一层一层很细地排列着。

科学家用特殊的打钻机将湖泊纹泥取出，制成湖芯就可以解读千年甚至万年以前的气候环境变化：有时，一段1米长的湖芯记录着大约1600年的历史，层层剖析下去，这里千年以来的气候和生态演变就会像幻灯片一样展示在我们面前。不过并不是所有的湖泊都适合做研究，它要求水深15米左右，深了不好打钻，浅了波浪对湖底的扰动太大。 

石笋

图自《中国国家地理》2007年06月，摄影/蔡炳贵

雨滴从天空落下，汇集成流，渗入土壤。溶入的二氧化碳增强了雨水的酸性，当流经石灰岩时便溶解了大量的碳酸钙。进入洞穴后，如果滴滴溶液连续地落在同一个地点上，过饱和的碳酸钙就会沉淀，逐渐向上结晶出美丽的锥形或柱形石笋（有时也会向下结晶出石钟乳，当石笋和石钟乳相连后，便形成了石柱）。

石笋里也有年层，但比起树轮、冰芯、湖芯要复杂。在透光和紫外光下，石笋的沉积面会分别表现出透光和发光两种微层。这两种微层在多数情况下是重合的，这就是石笋的年层。科学家利用精密仪器可逐年提取石笋年层中的信息，建立起几百年甚至更长的气候环境变化年表。 

内容来自

《博物》2004年03月

撰文/荒流 摄影/徐健

责任编辑/实习编辑 李磊

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