Geocronología
La dendroclimatología es el estudio de los climas de los últimos milenios, fundado en las características que presentan los anillos de crecimiento de los árboles.
La capa anual de madera que se forma en los árboles difiere de una temporada a otra por su espesor, su textura y otras características. Las diferencias entre esas capas o anillos dependen, esencialmente, del tiempo que ha hecho durante el año considerado. Por otra parte, si se estudia no ya un anillo aislado sino el conjunto de los que conciernen a un periodo de tiempo bastante largo, se deducirán las condiciones del clima local de la época. Así es como, por ejemplo, el análisis de troncos de árboles en Escandinavia y Norteamérica ha permitido establecer la existencia en las regiones septentrionales de la Tierra, hace de 8.000 a 4.000 años de un clima xerotérmico, o sea, a la vez seco y cálido.
Ahora mismo podemos saber sin mucha dificultad la temperatura que hizo ayer o cuánto llovió hace dos días en cualquier rincón del mundo. Es tan fácil como buscar un poco en internet.
Incluso podemos saber qué tiempo hizo tal día como hoy hace diez años, y esto se debe a que existen registros instrumentales, es decir, que se miden variables meteorológicas de forma sistemática (cada día a la misma hora, por ejemplo) y se almacenan. Sin embargo, esto no siempre ha sido así, hace 200 años, por ejemplo, eran muy pocos los lugares en los que se anotaban los valores de temperatura y precipitación cada día. No existía una red meteorológica mundial.
El hecho de que no tengamos medidas directas de la temperatura o precipitación del pasado es relevante, puesto que conocer estas variables nos ayudaría a entender mejor el presente. ¿Podemos saber entonces si ha habido siglos en los que la temperatura ha sido similar o mayor a la actual? A resolver esta y otras preguntas parecidas se dedica la ciencia del paleoclima. El estudio del clima pasado se puede realizar a partir de dos fuentes diferentes: las reconstrucciones a través de medidas indirectas (también llamadas proxy) y las simulaciones con modelos climáticos. En este caso nos basaremos en las primeras, que reconstruyen alguna variable meteorológica (e.g. temperatura, precipitación) a partir de medidas de otras variables no climáticas. En particular los proxy que aquí vamos a explicar son los árboles, aunque existen muchos más como los testigos de hielo, los corales, los sedimentos marinos, los diarios de navegación,... ¡de todos ellos se puede obtener información climática!
Los árboles, como se ve en la Figura 1, crecen ensanchando su tronco creando un anillo cada año, y esto nos permite calcular fácilmente la edad que tienen. El anillo que está más cerca de la corteza es el último, y el del centro el primero del árbol. El árbol de la Figura 1 nació en 1946 (1er año de crecimiento) y el último año en el que creció fue 1996 (viviendo en total 50 años). De este modo, sabiendo en qué año se toma la muestra del árbol, podemos contar hacia atrás los anillos y asignar a cada uno de ellos un año del calendario.
Cuando tengamos nuestra serie la compararemos con los valores medidos de la variable climática que pueda ser más importante en esa zona para limitar el crecimiento de los árboles (e.g. temperatura y precipitación). Estos valores medidos, en el mejor de los casos, no suelen ir más allá del siglo XX. Si al comparar ambas series la de la anchura de los anillos guarda una buena semejanza con la de los valores observados, podremos decir que ambas series están correlacionadas (es decir, que existe una relación observable entre ambas durante ese periodo). Y ahora llega lo importante. Nuestra serie del crecimiento promedio de los anillos puede llegar a cubrir los últimos 500, 700 o incluso 1000 años (dependiendo de la edad de los árboles encontrados). Si asumimos la hipótesis de que los árboles estudiados han sido siempre sensibles a la misma variable que hemos visto antes, y que además lo han hecho siempre de la misma manera, vamos a poder utilizar nuestra serie completa de crecimiento para reconstruir los cambios pasados de la variable climática cuando no había medidas directas.
La anchura de los anillos depende de varios factores, por ejemplo, de la edad del árbol, ya que, por lo general, como pasa con el ser humano, el árbol crece más cuando es joven, y los anillos son más delgados cuando el árbol es más viejo. Pero hay algo que nos interesa más, que es el hecho de que el crecimiento de los anillos va a ser mayor cuando las condiciones climáticas sean más favorables. Lo contrario va a ocurrir cuando las condiciones sean adversas. Así, por ejemplo, si la temperatura es demasiado baja o el árbol recibe muy poca agua un año, el árbol crecerá muy poco y el anillo que se formará será más delgado de lo que le correspondería según la edad que tiene. Podemos decir que ese año el anillo es anómalamente pequeño.
Si medimos la anchura de cada anillo del árbol podemos generar una serie con valores anuales de su crecimiento. A cada año de esta serie le podemos restar lo que se esperaría que el árbol creciera ese año según su edad, es decir, que para cada año tendremos una medida de si ese árbol tuvo un crecimiento mayor o menor de lo esperado. Si esto lo hacemos para muchos árboles distintos (pero del mismo emplazamiento y la misma especie), podemos obtener una serie de valores medios de crecimiento (o mejor dicho, de anomalías de crecimiento) en esa zona. A eso se le llama cronología y es lo que intentaremos relacionar con el clima, como veremos después.
Pero, ¿cómo podemos contar los anillos sin cortar los árboles? Normalmente lo que se hace es perforar los árboles con una barrena (el instrumento de la Figura 2), que nos permite sacar un pequeño testigo de madera (Figura 3). Taladrando paralelamente al suelo y apuntando hacia el centro, el testigo extraído recogerá, con un poco de suerte, todos los anillos de crecimiento desde que el árbol nació (se puede ver un ejemplo de cómo taladrar el árbol en la Figura 4).
¿Y todos los árboles van a ser sensibles a la variabilidad del clima? Todos no. Es necesario encontrar un área en la que los árboles sufran condiciones climáticas un tanto extremas. Por ejemplo, nunca perforaremos en una ciudad, puesto que esos árboles siempre están regados, a pesar de que no llueva. Sin embargo aquellos emplazamientos considerados límite: a una altitud elevada o donde los árboles sólo reciben el agua procedente de la precipitación, serán nuestro objetivo.
Cuando tengamos nuestra serie la compararemos con los valores medidos de la variable climática que pueda ser más importante en esa zona para limitar el crecimiento de los árboles (e.g. temperatura y precipitación). Estos valores medidos, en el mejor de los casos, no suelen ir más allá del siglo XX. Si al comparar ambas series la de la anchura de los anillos guarda una buena semejanza con la de los valores observados, podremos decir que ambas series están correlacionadas (es decir, que existe una relación observable entre ambas durante ese periodo). Y ahora llega lo importante. Nuestra serie del crecimiento promedio de los anillos puede llegar a cubrir los últimos 500, 700 o incluso 1000 años (dependiendo de la edad de los árboles encontrados). Si asumimos la hipótesis de que los árboles estudiados han sido siempre sensibles a la misma variable que hemos visto antes, y que además lo han hecho siempre de la misma manera, vamos a poder utilizar nuestra serie completa de crecimiento para reconstruir los cambios pasados de la variable climática cuando no había medidas directas.
| Dendroclimatología: El árbol como testigo del pasado climático | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Igor Iraolagoitia y Eugenio Ruiz Urrestarazu | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1. Introducción Los árboles son fieles testigos del pasado ambiental del lugar en el que han crecido, ya que registran en cada uno de los anillos anuales de crecimiento las incidencias vividas por el árbol a lo largo del año. La dendrocronología (del griego dendros=árbol, cronos=tiempo y logos=conocimiento) consiste en la identificación de cada uno de los anillos anuales y su asociación exacta e inequívoca a un año determinado. La dendrocronología está limitada a determinadas especies arbóreas y arbustivas de fisiología leñosa que como ocurre en el caso de los bosques templados nos permiten sustentar la base metodológica en una serie de principios básicos:
establece que los principios físicos y biológicos que inciden en el crecimiento de un árbol son siempre los mismos a lo largo del tiempo. b. Principio de los factores limitantes: Los factores limitantes (suelos, actividad humana, condiciones climáticas, etc.) intervienen en el crecimiento .Este principio es fundamental en la dendroclimatología, ya que se deben localizar los árboles más representativos que se muestren más vulnerables a los cambios climáticos. Estos árboles son los que mejor reflejan la señal climática, que posteriormente permitirá la reconstrucción de climas pasados. c. Principio de Crecimiento Agregado: Establece que cualquier serie de crecimiento en los anillos de los árboles puede ser descompuesta en diferentes factores (ambientales, antrópicos, etc.) del tal forma que se agrupa todo en la siguiente fórmula.
La dendroclimatología es la ciencia paleoclimática encargada de realizar reconstrucciones climáticas medsiante el uso de técnicas dendrocronológicas basándose en los principios fundamentales de la dendrocronología y el uso cuantitativo de la información obtenida. El objetivo principal de la dendroclimatología es escoger una serie de árboles que muestren una sensibilidad máxima a los factores climáticos para la realización de cronologías de una misma región climática más o menos homogénea para poder cruzar, mediante regresión múltiple, la información de los anillos de crecimiento con los datos meteorológicos reales existentes y poder realizar una regresión climática. Metodología La elaboración de una reconstrucción climática requiere un largo proceso metodológico que se inicia con la elección de los árboles para su muestreo (paso importante que condicionará los resultados) y culmina con la regresión climática, que dependiendo del proceso de elaboración puede permitir la obtención de unos datos climáticos rigurosos (temperaturas y precipitaciones mensuales o trimestrales) y que posteriormente pueden ser utilizados para estudios de climatología histórica. Selección de muestras y trabajo de campo El primer paso consiste en la selección arbitraria de bosques o bosquetes representativos de cada una de las regiones climáticas en que se va a realizar el estudio. Los árboles seleccionados (12-15 en cada lugar) deberán mantener unas criterios topográficos comunes y se evitará seleccionar ejemplares que presenten un crecimiento complaciente, centrándonos en aquellos que más puedan padecer stress climático, y que por tanto tendrán una respuestas mayor a las condiciones climatológicas del lugar. Los árboles para barrenar deben de cumplir una serie de características de cuyo cumplimiento dependerá la fiabilidad y calidad de la regresión, desechando los ejemplares trasmochados, intervenidos por el hombre, o ubicados en zonas sin estrés climático. Partiendo del principio de longevidad de las muestras (cuanto mayor número de años -anillos- se abarque, más larga será la reconstrucción climática) el objetivo principal es la selección de especies representativas para el muestreo. Todas las especies no son aptas para la realización de cronologías, para identificarlas se utiliza el sistema de códigos publicado en el "Tree-Ring Bulletin" volumen 53 que recoge la nomenclatura de cuatro letras asignada por la ITRDB (International Tree-Ring Data Base) y utilizado en todos los estudios dendrocronológicos. Cada especie se asocia a un código y se identifica mediante un valor (0, 1 ó 2) la aptitud de cada especie. Si observamos las especies catalogadas como adecuadas para la dendrocronología (valor 2) se puede realizar una estimación - a priori- de las especies útiles que podemos encontrar, en la Comunidad Autónoma Vasca , para la realización de cronologías:
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