Créer de nouvelles données climatiques à partir de vieux bois

Lorsqu’un vieux bâtiment est démoli, ses matériaux de construction peuvent révéler les secrets du passé.

Aux XIXe et XXe siècles, les forêts anciennes de la côte Est ont été abattues presque dans leur intégralité. Aujourd’hui, essayer de trouver un arbre dans cette région qui a plus de deux cents ans, c’est comme chercher un bouton que vous avez perdu il y a quelques années. 

Mais la ville de New York, contrairement aux forêts environnantes, abrite une grande foule de vieux bois. C’est juste qu’il existe sous la forme de poutres et de solives dans les bâtiments. 

« Chaque fois que nous recevons l’appel, nous essayons d’aller à la démolition », dit Mukund Rao, chercheur postdoctoral de la NOAA au Lamont-Doherty Earth Observatory Tree Ring Laboratory, à l’Université de Columbia. 

Certaines des recherches de Rao portent sur les interactions entre le climat et les écosystèmes, comme les forêts boréales de Mongolie ; son travail avec des poutres provenant de chantiers de démolition se déroule plus près de chez lui.

En faisant preuve de créativité et de flexibilité dans la recherche d’échantillons, les scientifiques du Tree Ring Lab (et d’autres laboratoires similaires) ont rassemblé des enregistrements climatiques pour la région remontant jusqu’à quatre cents ans. Cela a été accompli en partie en examinant des traverses et des solives faites d’arbres qui ont peut-être

été abattus il y a un siècle ou deux, mais qui ont conservé un enregistrement détaillé de la douceur de leurs sources, de la rigueur de leurs hivers, de la propreté de leurs sources d’eau. .

En 1891, la construction a commencé sur le Terminal Warehouse, dans ce qui est maintenant loin à l’ouest de Chelsea. Un bâtiment long d’un pâté de maisons avec un tunnel en son centre, il pouvait accueillir des caisses d’expédition au large de la rivière Hudson et les charger sur l’une des nombreuses lignes de train circulant à proximité. 

Dans les années 1980, le bâtiment était le site de la boîte de nuit Tunnel ; maintenant, il est réaménagé en un espace de bureau et de vente au détail. L’agence d’architecture cookfox– Cook a une maison non loin du Tree Ring Lab – a appelé les chercheurs pour les inviter à voir le bois sur le site. 

Lors d’une récente visite, Rao et ses collègues ont sélectionné vingt-huit échantillons de solives. 

« Ils ont coupé à la tronçonneuse d’environ 2 cm pour nous », a-t-il déclaré. 

Chacun des échantillons a ensuite été poli à plusieurs reprises, avec du papier de verre au grain de plus en plus fin. Une fois le bois lissé, chaque anneau de croissance a été analysé en détail. Puis le travail d’interprétation du langage du bois s’est sérieusement amorcé, à l’aide de la dendrochronologie, ensemble de techniques scientifiques développées au cours d’un siècle.

À peu près au même moment où l’entrepôt du terminal était en train de monter, le Boston Brahmane Percival Lowellvoulait établir un observatoire astronomique sous le ciel sombre et clair du territoire de l’Arizona. Il engagea un jeune astronome, AE Douglass, pour l’aider. 

Douglass avait de l’expérience; il avait passé trois ans à aider à mettre en place un observatoire dans la ville de montagne d’Arequipa, au Pérou. Il est parti avec un chariot tiré par des chevaux, un télescope et une pile de papier télégraphique Western Union, afin de pouvoir tenir Lowell au courant de tout progrès. Finalement, ils ont choisi une colline juste à l’extérieur de Flagstaff. 

Alors que Douglass a conçu l’observatoire et supervisé sa construction, Lowell a consacré son temps à étudier la surface de Mars, où il était convaincu qu’il pouvait voir des canaux, qui, selon lui, indiquaient la présence d’une civilisation extraterrestre intelligente à court d’eau.

Douglass avait aussi des obsessions. Il voulait étudier les cycles solaires et les taches solaires. Il pensait qu’ils pourraient expliquer les cycles de sécheresse dans les régions arides comme celles autour de Flagstaff. 

Bien que Douglass disposait d’excellentes techniques pour effectuer des observations solaires, les données climatiques pour les parties pertinentes de la Terre près de l’endroit où il séjournait ne remontaient pas à plus d’une douzaine d’années. 

Comment pouvait-il relier le soleil et la Terre avec si peu de documentation sur le moment où les sécheresses s’étaient produites et sur leur gravité ?

Les pins ponderosa sont les arbres à posture parfaite de la famille des pins, avec des troncs écailleux brun rougeâtre reconnaissables. Ils sentent comme une maison fraîchement peinte, peuvent vivre jusqu’à sept cents ans et atteindre une hauteur de cent pieds. 

Il se trouve que la plus grande forêt de pins ponderosa du pays traverse Flagstaff. Douglass s’est rendu compte qu’il y avait, après tout, un enregistrement détaillé du climat auquel il pouvait se référer. Le record était dans les arbres.

Bien que l’on sache déjà que certains arbres poussent un anneau chaque année, Douglass a apporté un nouveau niveau de rigueur et de détail sur le terrain. Il s’est familiarisé avec des années distinctes – des années où il y avait une grave sécheresse, ou une année comme 1815, lorsque le mont Tambora a éclaté, provoquant «l’année sans été». 

Un après-midi, au début des années vingt, Douglass a donné une conférence sur la dendrochronologie. Quelques archéologues étaient présents. Ils n’étaient pas d’accord sur l’âge des colonies de Ancestral Pueblo. 

Ils ont demandé à Douglass si ses méthodes pouvaient aider à dater certains des sites avec plus de précision, en examinant le bois trouvé dans les structures anciennes. 

Douglass a passé plusieurs années à examiner des échantillons provenant de différents sites ; il a imaginé un moyen de les dater les uns par rapport aux autres – quels sites étaient plus anciens, laquelle plus jeune – mais il restait à rattacher ces dates relatives à une date fixe par rapport au présent. 

Des lacunes dans le dossier l’ont empêché. Puis, en juillet 1929, Douglass se rendit à une nouvelle excavation à Whipple Ruin, une ancienne colonie de l’est de l’Arizona. Un nouvel échantillon de faisceau fragile a été collecté. Tard dans la nuit, en utilisant sa mémoire de parcelles d’années de sécheresse provenant d’autres échantillons de colonies,

Douglass avait déterminé les dates précises de colonisation non seulement de Whipple Ruin, mais aussi du Chaco Canyon et de Pueblo Bonito au Nouveau-Mexique, et de Mesa Verde au Colorado. Cela a aidé qu’il ait une mémoire exceptionnelle. 

Une fois, il s’est rendu compte qu’une bouture de Chaco Canyon avait été mal étiquetée par le Musée américain d’histoire naturelle comme provenant de Pueblo Bonito. Douglass est allé à une nouvelle excavation à Whipple Ruin, une ancienne colonie dans l’est de l’Arizona. 

Un nouvel échantillon de faisceau fragile a été collecté. Tard dans la nuit, en utilisant sa mémoire de parcelles d’années de sécheresse provenant d’autres échantillons de colonies, Douglass avait déterminé les dates précises de colonisation non seulement de Whipple Ruin, mais aussi du Chaco Canyon et de Pueblo Bonito au Nouveau-Mexique, et de Mesa Verde au Colorado. 

Cela a aidé qu’il ait une mémoire exceptionnelle. Une fois, il s’est rendu compte qu’une bouture de Chaco Canyon avait été mal étiquetée par le Musée américain d’histoire naturelle comme provenant de Pueblo Bonito. Douglass est allé à une nouvelle excavation à Whipple Ruin, une ancienne colonie dans l’est de l’Arizona. Un nouvel échantillon de faisceau fragile a été collecté. 

Tard dans la nuit, en utilisant sa mémoire de parcelles d’années de sécheresse provenant d’autres échantillons de colonies, Douglass avait déterminé les dates précises de colonisation non seulement de Whipple Ruin, mais aussi du Chaco Canyon et de Pueblo Bonito au Nouveau-Mexique, et de Mesa Verde au Colorado. 

Cela a aidé qu’il ait une mémoire exceptionnelle. Une fois, il s’est rendu compte qu’une bouture de Chaco Canyon avait été mal étiquetée par le Musée américain d’histoire naturelle comme provenant de Pueblo Bonito. 

Douglass avait déterminé les dates précises de colonisation non seulement de Whipple Ruin, mais aussi du Chaco Canyon et de Pueblo Bonito au Nouveau-Mexique, et de Mesa Verde au Colorado. Cela a aidé qu’il ait une mémoire exceptionnelle. 

Une fois, il s’est rendu compte qu’une bouture de Chaco Canyon avait été mal étiquetée par le Musée américain d’histoire naturelle comme provenant de Pueblo Bonito. Douglass avait déterminé les dates précises de colonisation non seulement de Whipple Ruin, mais aussi du Chaco Canyon et de Pueblo Bonito au Nouveau-Mexique, et de Mesa Verde au Colorado. 

Cela a aidé qu’il ait une mémoire exceptionnelle. Une fois, il s’est rendu compte qu’une bouture de Chaco Canyon avait été mal étiquetée par le Musée américain d’histoire naturelle comme provenant de Pueblo Bonito.

Sa théorie sur les taches solaires s’est avérée, après de nombreux examens, fausse. Mais il a eu un au-delà inattendu. Il est cité par les sceptiques de la science du climat, qui prétendent à tort que les taches solaires jouent un rôle important dans le changement climatique.

Le Lamont-Doherty Earth Observatory Tree Ring Laboratory se trouve à environ une heure de route au nord de New York, dans une forêt dense de chênes, de pins, de caryers et d’érables. 

Caroline Leland, chercheuse postdoctorale, a rencontrée là-bas, à l’intérieur du laboratoire de recherche au plafond cathédrale, qui servait autrefois de hangar pour la réparation des navires. 

« C’est l’un de mes arbres préférés », a-t-elle déclaré en posant une bouture polie sur la table de conférence. « C’est un pin bristlecone. Vous les connaissez? Ce sont quelques-uns des arbres les plus anciens du monde. Les Bristlecones sont les gardiens courts et noueux que l’on voit souvent pousser apparemment hors des rochers. Certains bristlecones de Californie et du Nevada ont près de cinq mille ans. « Ce noyau remonte à 563 », a déclaré Leland.

« Il ne s’agit pas seulement de compter », a-t-elle déclaré à propos de la dendrochronologie. Il y a plus d’informations dans une coupe transversale d’un tronc d’arbre que juste l’âge. « Chaque anneau ici a une bande de bois précoce, qui correspond au printemps, et de bois tardif, qui est l’été. » 

Et les arbres n’ont pas besoin d’être abattus pour que leurs cernes soient visibles ; des échantillons peuvent être prélevés sur des arbres vivants avec un foreur d’incrément, un instrument long et mince qui extrait une bouture en forme de goujon sans endommager un arbre. 

Leland m’a montré un échantillon d’un pin des marais, une espèce qui a «des bandes de bois tardif proéminentes». Il ressemblait à des galettes d’alternance de vanille et de noisette, le bois précoce pâle se caractérisant au microscope par des parois cellulaires moins épaisses et denses, et le bois tardif foncé par des parois cellulaires plus épaisses, dès la fin de la saison de croissance.

Pour tenter d’évaluer le climat à différents moments du passé, les dendrochronologues s’intéressent à la largeur et à la densité des cernes, aux variations entre les bandes de bois précoces et tardives, ainsi qu’à la composition chimique des cernes. 

Leland a expliqué comment le rapport entre les isotopes de carbone stables lourds et légers peut servir d’indicateur particulièrement efficace de l’efficacité avec laquelle un arbre utilise l’eau : « Lorsqu’un arbre ouvre ses pores pour absorber le dioxyde de carbone, il perd également de l’eau par ces mêmes pores.

” Au cours d’une année sèche, certains arbres sont plus susceptibles d’avoir plus de ces pores, appelés stomates, fermés. Cela signifie qu’il finit par utiliser davantage de carbone plus lourd, ce qui n’est pas ce qu’il préfère utiliser dans la photosynthèse ; dans une année plus humide, plus de carbone plus léger serait disponible pour l’arbre à utiliser ». 

Ainsi, un ratio plus élevé de carbone lourd dans une bande signifie qu’il s’agissait probablement d’une saison plus sèche. 

« C’est une histoire similaire avec l’oxygène – il y a une signature spéciale », a expliqué Leland, qui peut contenir des informations sur la source d’eau, la température ou le degré d’humidité de la région. « L’arbre enregistre tout ce qui concerne son environnement. »

Un arbre, isolé, ne peut pas parler avec trop d’autorité. Mais l’étude de nombreux arbres ensemble peut raconter une histoire fiable sur le passé. 

« Les arbres sont d’excellents indicateurs du climat et ils offrent des informations sur des années individuelles que d’autres indicateurs ne peuvent pas toujours fournir », a déclaré Leland. 

Elle a montré un débarras qu’elle a appelé la bibliothèque, qui sentait intensément la forêt. Il y avait des boîtes remplies d’échantillons de bois, avec des étiquettes telles que « Winch Pond White Pine », « Son of Look Rock Tenn. White Oak » et « Bidoup National Park Fokenia hodginsii ».

« Chaque arbre est comme un chanteur dans un chœur », a déclaré Leland. Elle considère que c’est son travail d’écouter la chanson de la forêt. 

« Il y a des notes aiguës et des notes graves. Gros anneaux et petits anneaux. N’importe quel chanteur individuel peut être décalé, mais vous recherchez cette mélodie commune ». 

Leland a ensuite montré la station de microscope, où elle dit qu’elle est la plus heureuse. Elle dit que lorsqu’elle regarde un échantillon de bois préparé sous l’objectif, elle se sent comme « une historienne étudiant un texte ancien écrit dans le » langage des arbres « – un langage que nous pouvons en savoir beaucoup mais que nous ne pourrons jamais apprendre complètement. ”

Les travaux dendroarchéologiques du Tree Ring Lab ont permis d’attribuer une date et une provenance à un navire coulé découvert en 2010 à environ vingt pieds sous le niveau de la rue lors des fouilles du World Trade Center. 

« Nous aimons toujours raconter cette histoire lorsque les écoliers viennent au laboratoire », a-t-elle déclaré. 

Le navire, fait principalement de chêne, a été identifié comme ayant été construit avec des bois coupés quelques années avant la guerre d’indépendance.

Rao et Leland ont hérité leurs projets dendroarchéologiques d’Ed Cook, qui était l’un des co-fondateurs du Tree Ring Lab, en 1975, et qui y travaille encore aujourd’hui. Cook a été formé à l’Université de l’Arizona, à Tucson, où Douglass a fait son travail fondamental.

Les travaux antérieurs de Cook se concentraient sur la construction d’une histoire climatique de la côte est, mais il a maintenant de nombreux projets à travers le monde :

« Je travaille toujours sur un atlas complet de la sécheresse dans l’hémisphère nord, et j’aime à penser que je peux le faire dans un quelques mois si je peux éviter d’être distrait ». 

Cook a soixante-quatorze ans et dit qu’il aimerait continuer à travailler au moins jusqu’en 2025, lorsque le Tree Ring Lab fêtera son cinquantième anniversaire. 

« Mais en ce moment, je suis distrait par les reconstitutions de la sécheresse en Afrique subsaharienne. » 

Aucune série de cernes n’est disponible en Afrique de l’Ouest, Cook a donc dû trouver d’autres moyens d’extraire les détails du climat local. Il a expliqué qu’il existe des liens climatiques avec la croissance des arbres dans la région méditerranéenne et qu’il développe des méthodes pour utiliser ces données distantes pour cartographier davantage de zones. Il ajouta, 

« Je suis également obsédé – les scientifiques ont tendance à être un peu du côté des TOC – à essayer de terminer une référence des températures de la mer tropicale qui peut être utilisée pour faire une histoire de l’El Niño-Oscillation australe, puisque El Niño est le seule force la plus importante sur le climat. 

Je lui ai demandé quelles méthodes il utilisait pour ce projet, et il a dit que, bien que cela puisse être fait avec des données de coraux et d’anneaux d’arbres, il utilisait sa propre méthode, qui, a-t-il dit, avec un petit sourire, était magique.

 Il a ensuite mentionné un réseau circum-Pacifique de chronologies des anneaux de croissance des arbres. bien que cela puisse être fait avec des données provenant de coraux et d’anneaux d’arbres, il utilisait sa propre méthode, qui, dit-il, avec un petit sourire, était magique. 

Il a ensuite mentionné un réseau circum-Pacifique de chronologies des anneaux de croissance des arbres. bien que cela puisse être fait avec des données provenant de coraux et d’anneaux d’arbres, il utilisait sa propre méthode, qui, dit-il, avec un petit sourire, était magique. Il a ensuite mentionné un réseau circum-Pacifique de chronologies des anneaux de croissance des arbres.

Cook a grandi à Trenton, dans le New Jersey. Son père a travaillé à Fort Dix, à proximité, en tant que fonctionnaire, et a également joué et enseigné le trombone.

 « Le fait que je n’ai jamais joué d’un instrument est l’un des grands regrets de ma vie, mais j’étais à la chasse aux papillons et à la recherche de fossiles », a-t-il déclaré. 

Son héros est aussi par hasard son homonyme, James Cook— Captain Cook– qui, selon lui, était un véritable scientifique, conservant des archives précises de tout et contribuant aux progrès de la navigation. 

« Ce n’était pas seulement du pillage avec lui », a-t-il déclaré. 

Cook – le contemporain – a noté qu’une fois, alors qu’il séjournait dans un hôtel à Hawaï, le concierge lui a dit qu’il savait pour son parent et qu’il n’était pas très populaire dans l’État. 

On a dit que le capitaine Cook avait pris du bois dans un cimetière hawaïen ; les habitants ont alors pris son cotre; Cook a tenté de kidnapper le chef de tribu, afin qu’il puisse l’offrir en échange du cutter. 

À la fin, Cook a été matraqué et poignardé à mort. « J’ai regardé », m’a dit Cook à propos de Cook,

« mais pour autant que je sache, il n’avait pas d’enfants qui ont survécu, donc il n’a pas de descendants connus. »

(Source : New Yorker)

poutres anciennes en chêne XVIe-XIXe

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