这些木材，揭示了几百年前的气候状况

工人们正在从纽约市一座被拆除的建筑里抽取长叶松木材。这样的木材里保存了不少气候线索，比科学家掌握的信息早几百年。摄影：ALAN SOLOMON

根据被拆除的城市建筑里的木材，科学家可以追溯几百年前的气候状况。

撰文：NATHALIE ALONSO

美国东部曾被原始森林所覆盖，但经过了几个世纪的商业伐木后，到20世纪初，森林几乎完全被摧毁。然而森林里的树木却幸存了下来，很多藏在纽约市建筑的墙壁之后。这些木材上的年轮是历史气候数据的来源，这也就是为什么研究人员正在努力进行恢复。

在哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测所的树木年轮实验室，树木年代学家（通过研究年轮来确定过往事件发生日期的科学家）团队正在采集木材标本，这些木材来自城市周围的拆迁地点。他们主要关注20世纪二三十年代钢框架普及之前的建筑，因为这些建筑大多用美国原始森林里的木头建造而成。

树木每生长一年，就会增加新的年轮，年轮可以反映当时的环境状况。通常而言，与排列紧密的年轮相比，较疏松的年轮意味着生长季雨水更多。然而在高海拔的树木中，年轮疏密反映的是温度波动，疏松意味着天气较为温暖。

这些是在曼哈顿拆迁现场采集的托梁样本。一些相对较紧密的年轮代表这些地方的树生长缓慢，它们可能来自原始森林。摄影：MUKUND P RAO

树木年轮实验室项目的负责人之一Mukund Rao说，纽约市建筑用到的很多树在一个多世纪前被砍下来时，已有两三百年的历史。这意味着，在美国建国很久之前，它们就已萌发，有些是在16世纪，甚至更早。年轮可以帮助科学家填补现有数据中的空白。

“通过这些非常古老的木材，我们可以回溯到更久远的过去，了解当时的情况，”Rao说。科学家也能把气候模型的近期变化置于更宏大的历史背景中。

“我们可以判断目前的气温是史无前例，还是在正常范围内；用同样的方式判断严重干旱的情况，”项目的另一位负责人Caroline Leland说。

回溯源头

纽约市大部分建筑建于19世纪下半叶和20世纪初。根据2019年的一项研究，这座城市有1400万立方米的原始木材，是全美最大的木材仓库，相当于近7.5万辆地铁。

佛罗里达州的长叶松林。19世纪初，这种树和其他树一起，被用于建设纽约市。摄影：MUKUND P RAO

纽约市老建筑所用的木材来自东海岸的多个地区。最初，建筑商砍下东北部的森林，获得北美乔松、云杉、冷杉和铁杉。到了20世纪初，很多森林已被砍伐殆尽。但伐木业的工业化使长途运输木材成为可能，因此，建筑商把目光投向了南方的长叶松林。不受控制的伐木导致南方长叶松林只剩下3%。

索基尔木材公司（Sawkill Lumber Company）从事木材回收业务，重新利用旧木头。通过与公司的Alan Solomon合作，研究团队获得了纽约市至少18座建筑的样本，从曼哈顿的消防站，到布鲁克林的马厩。研究团队感兴趣的古老木材样本，应有至少150圈年轮，这意味着被砍下时，这棵树至少有150岁。

收集木材样本后，研究人员首先利用树脂含量、树心（树木中心的组织）的大小和其他解剖特征，判断树种；然后进行处理，包括记录每个年轮的宽度。

“在特定地区，年轮的疏密图案往往独一无二，”Rao说。

树木年轮图案就像条形码，可以与其他树的年轮图案进行对比，这个过程被称为“交叉定年”，可以确定木材的来源。这就是为什么有至少150圈年轮的样本很理想：研究人员可以得出木材确切的来源地。

“如果能成功匹配这些年轮图案的宽度，那我们就可以弄清楚样本来自何处、这棵树被砍伐的时间，”Leland说。

延伸气候记录

在终端仓库，树木年轮实验室主任Edward Cook从屹立的木梁取下麦秆宽度的样本。摄影：CAROLINE LELAND

研究团队研究的第一批木材来自终端仓库（Terminal Warehouse），这座大型建筑建于1891年，位于曼哈顿切尔西地区。在确定了木材属于长叶松后，科学家把它们的年轮图案与庞大的数据库进行对比，找到了相匹配的树：它们生活在佐治亚州和阿拉巴马州的交界处附近。据信，终端仓库最古老的树木于1512年前后发芽。

研究人员还调查了珍珠街211号的木材；那是曼哈顿下城的一座商业建筑，建于1831年。经鉴定，这是白松，他们还得出结论，木材来自纽约的阿第伦达克山脉。现存树木的相关研究得到了1690年该地区的数据，而珍珠街211号的一些木材在16世纪30年代还很年轻，因此我们可以再向前推进150多年，了解那片地区的气候情况。

从不同地点收集到的树木年轮数据越多，研究团队就越能更好地了解气候随着时间推移和地区不同的变化情况。

“把不同地点的树木年轮数据网结合起来，有利于我们进一步了解气候的时空变异性，”Leland说。

亚利桑那大学树木年轮研究实验室的主任David Frank称这次这类研究“非常有价值”，因为科学家可以“量化、了解、更精确地模拟地球的气候系统”。

Frank还指出，“长期记录对于判断罕见的极端事件至关重要”。

“过去发生过的事情，有可能在未来重演，”他说。

从垃圾场抢救数据

每年，纽约市约1000座用原始木材建造的建筑被拆除和翻新。每座建筑平均使用约14立方米的木材。这意味着，平均每年有1.4万立方米的原始木材被拆掉。如果没有被Solomon的索基尔木材公司这样的公司回收，它们最终的命运是进入垃圾填埋场，随着分解释放出二氧化碳，造成温室气体排放。

“样品回收、改变用途和再利用有利于环境，而且这些木材蕴含着很高的科学价值和历史价值，失去它们太可惜了，”Leland说。

这些木材非常珍贵，因此Solomon和树木年轮实验室团队已经开始着手建立一个非营利组织，目标是回收和再利用这些木材。

“这是一种有限资源，”Solomon说：“一旦这些材料消失，我们就再也没有这些森林的记录。”

（译者：Sky4）