地震会短时间内刺激树木加速成长,这一联系可以用于精确鉴定古地震的时间

地震可以拆毁建筑物,但是它们也可以建设森林–至少在一段时间内。新的研究表明,强烈的地震通过将额外的水注入树木根部周围的土壤来帮助树木生长。这些转瞬即逝的增益效果会在木细胞中留下了标记——可以用来更好地检测和确定古代地震的日期。

亚利桑那大学的树环专家Irina Panyushkina赞叹道:”这真的是一个比一年更精确的[地震计时]的新领域。”他没有参与这项研究。

波茨坦大学的水文学家Christian Mohr原本不是想在地震和树木生长之间找到联系。但他的研究在2010年智利发生8.8级毛勒地震后出现了转机。它震撼了他正在研究沉积物迁移的河谷,也震撼了他。”地震时我就在那里,那是非常可怕的。”当大地在半夜摇晃木屋时,不得不躲在某个角落里避险。地震和随后的海啸摧毁了智利沿海的部分地区,造成数百人死亡,并直接影响到200多万居民。

当Mohr和同事在地震后回到其中一个河谷时,他们发现那里的溪流流速加快。Mohr怀疑地震动摇了土壤,使它们变得更有渗透性,使地下水更容易从山脊流到山谷中。似乎很自然的是,地震也可能帮助山谷中的树木生长,而牺牲山坡上的树木。

为了弄清真相,Mohr和同事从智利海岸山脉两个种植园的谷底和山脊线上生长的6棵蒙特雷松的树干上钻出了二十几个木塞。每个木塞比铅笔还细,长度则是铅笔的两倍。在德国的一个实验室里,他们把树芯薄片放在显微镜下,跟踪树环内细胞的大小和形状如何随着水分含量而改变。

研究人员还测量了细胞中重碳和轻碳同位素的比例。树木在光合作用中吸收的碳-12多于碳-13,因此该比例的变化可以预示着光合作用的增长。

他们发现,谷底的树木在地震后经历了一个持续数周至数月的小而明显的生长高峰–一个与暴雨造成的增长一样强烈的增长。正如预测的那样,地震后山脊上的树木生长得更慢,他们上个月在《地球物理研究生物地理科学期刊》上报告了自己的发现。

Panyushkina说,这项技术可以用来识别地震和其他导致短期生长影响的事件,如果只考虑树环的宽度,可能会错过这些影响。由于树环反映了每年的平均生长情况,使用它们来识别地震、火山爆发和海啸的研究充其量只能将事件追溯到最近的一年。通过将细胞水平的测量与碳同位素数据相结合,Mohr及其同事能够将地震的时间锁定在一个月之内。

没有参与这项研究的智利瓦尔迪维亚南方大学的水文学家和林业学家Andres Iroumé说,合乎逻辑的下一步是在不同的地方重复这项研究,看看这项技术是否适用于不同的树种和气候条件。在智利,林务人员经常在限制树木生长的干旱土壤中种植快速生长的蒙特利松。Mohr预计,新方法将在类似的干旱地区发挥最大作用,因为那里的额外水分会导致更大的生长喷发。他计划用加州纳帕谷的树芯重复这项研究。

Panyushkina说,这种方法还可以帮助科学家们窥探过去。她预计,这种方法有一天可能会帮助研究人员确定几千年前发生的地震等短期干扰。她说,重建一个更准确的古代地震和其他影响地下水的事件的记录,”对地质学来说很重要,对水文学来说很重要……[以及]对社会来说很重要。[这些研究人员]提供的是技术,是工具”。

https://www.science.org/content/article/earthquakes-boost-tree-growth

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