Los árboles como archivos climáticos
Álvaro González-Reyes 
Este artículo nos explica qué es la Dendrocronología y cómo podemos aprender de los árboles. La dendrocronología utiliza los anillos de árboles como herramienta para asignar una fecha o estudiar algún evento o variable en particular a lo largo del tiempo. Es probablemente una herramienta muy útil para enfrentar los retos actuales del cambio climático y de sequía en Chile.
¿Qué historias nos pueden contar los árboles y sus anillos de crecimiento?
Los árboles han habitado la tierra por millones de años. Desde que los árboles comenzaron a cubrir los continentes, los bosques de Chile y Argentina han estado habitados por coníferas. La prolongada presencia de coníferas en esta región puede ser trazada incluso hasta el periodo Triásico, periodo en el cual estos árboles convivieron directamente con los dinosaurios. Entre las coníferas se encuentran muchos de los árboles que actualmente conforman el bosque chileno: la Araucaria, el Ciprés de la Cordillera, el Alerce, entre otros. Con el paso del tiempo, otras plantas fueron colonizando y estableciéndose. Entre ellas se encuentran la Angiospermas, aquellas plantas que se caracterizan por producir flores. Es así como los bosques de Chile y Argentina fueron lentamente componiéndose por diversas especies hasta conformar el bosque que conocemos actualmente.
Los árboles, cuando crecen, engrosan sus troncos y también hacen crecer su sistema de raíces. Los árboles crecen gracias a células llamadas "Meristemos", donde se destaca el "Cambium", quien esta a cargo de engrosar el tronco de los árboles. El "Cambium" se compone de dos capas celulares: una interna llamada Xilema y una intermedia llamada Floema. La capa externa que vemos de los árboles es la corteza. El Xilema es un sistema de músculos y venas por donde se transporta agua desde las raíces, permitiendo al árbol sostenerse, crecer y vivir. Además de esto, el Xilema es el encargado de crear nuevo tejido que se transformará en futura madera. Este tejido celular crece entorno al centro del árbol, formando un llamativo patrón de anillos de crecimiento.
Estos anillos guardan valiosa información del ambiente, la cual nos permite conocer diversos cambios a lo largo de la vida de un árbol y lo que sucede en su entorno.
El estudio y conteo de los anillos de crecimiento permite identificar distintos patrones. Por ejemplo, que el crecimiento de un árbol ocurre a diferentes tasas a lo largo de su ciclo de vida. En sus primeros años los árboles crecen de manera acelerada. El crecimiento de un árbol en sus etapas tempranas es similar al crecimiento de un humano recién nacido, el cual al poco tiempo de vida la ropa ya no le queda bien. Al entrar en su etapa juvenil los árboles comienzan a estabilizar su crecimiento. Una vez alcanzada la adultez, el árbol presenta un crecimiento relativamente estable y constante en el tiempo. Es decir, la tasa de crecimiento de los árboles va disminuyendo conforme avanza su ciclo de vida, alcanzando una estabilidad al llegar la adultez.
¿De qué depende que los anillos de los árboles sean más o menos anchos?
La ecología de cada especie y las condiciones climáticas que existen en el lugar donde habita el árbol son claves. En particular, el factor clima es crucial. Por ejemplo, los árboles que crecen en zonas extra-tropicales y de clima tipo mediterráneo (como la zona central de Chile), condicionan su crecimiento de acuerdo al régimen de las precipitaciones y disponibilidad de humedad. Si hay más agua en el entorno, el grosor del anillo es mayor. Al contrario, si hay menos disponibilidad de agua, el anillo se hace más delgado. Frente a esto emerge la siguiente pregunta…
¿Los anillos de crecimiento que forman los árboles se generan durante meses, años o décadas?
Fotografía: Moisés Rojas.
Cada anillo representa el ciclo anual de crecimiento en un árbol (Figura 2). En ellos se pueden distinguir dos fases: una formación de madera temprana y una de madera tardía. Juntas, estas dos fases representan un año calendario. Basándose en esta particularidad de los anillos de árboles para marcar un año calendario, es como el astrónomo estadounidense A. E. Douglas logró, en 1929, asignar una fecha exacta a la construcción de unas ruinas encontradas en el sur de Estados Unidos y perteneciente al pueblo originario Navajo. El novedoso uso de los anillos de crecimiento de árboles por parte de A. E. Douglas representó un hito científico, estableciendo los cimientos de lo que hoy conocemos como “Dendrocronología”.
La Dendrocronología comprende la rama de estudios que utiliza los anillos de crecimiento de los árboles como herramienta para asignar una fecha o estudiar algún evento o variable en particular a lo largo del tiempo.
El desarrollo de esta rama de estudios ha estado continuamente revolucionando diversas áreas de las Ciencias Naturales y de las Ciencias de la Tierra, produciendo grandes aportes a nuestra comprensión de la historia del planeta.
Uno de los mayores aportes de la Dendrocronología al estudio del cambio climático a nivel global, ha sido en la denominada “controversia del palo de hockey”1. Mediante el uso de la Dendrocronología se pudo mostrar que en el hemisferio norte, el incremento de temperaturas durante el último siglo no tiene precedentes durante el último milenio. Esta evidencia ha permitido demostrar que la actividad industrial generada por el ser humano ha producido una variación en la temperatura, al menos, a escala hemisférica.
La Dendrocronología en Chile ha sido una ciencia que ha aportado enormemente al conocimiento del entorno físico de Chile y Sudamérica. Los estudios Dendrocronológicos en Chile han ayudado a estudiar los cambios en el clima regional durante los últimos 5.680 años2. Específicamente, la Dendrocronología nos ha permitido conocer, con gran detalle, las variaciones de la temperatura del aire en el Sur de Chile (Figura 3). Para lograr comprender estos cambios pasados en la temperatura, se han estudiado los anillos de crecimiento de Alerce (Fitzroya cupressoides), quien es además la conífera más longeva del hemisferio sur. Esta especie es tan longeva, que se han llegado a contabilizar hasta 3666 anillos de crecimiento en una sola muestra.
Para reconstruir el clima pasado, se revisa la información meteorológica actual (por ejemplo, la temperatura del aire), y se compara con la información del ancho de anillos en un periodo común. Si obtenemos una relación estadísticamente confiable en el presente entre ambas variables, asumimos que eso se mantiene en el tiempo. Es decir, la relación observada en el presente es la misma que se dió en el pasado. Este supuesto, en conjunto con el uso de modelos estadísticos, nos permite utilizar los anillos de los árboles como predictores de variables ambientales en el pasado.
Es prácticamente un viaje hacia las condiciones climáticas pasadas, que en muchos casos nos permiten evidenciar periodos cálidos y fríos, los cuales han sido registrados en crónicas escritas tanto en Chile, como en el resto del planeta.
Un ejemplo de esta aplicación es el estudio que se ha llevado a cabo en los anillos de crecimiento de Araucarias (Araucaria araucana), otra especie de conífera milenaria y endémica de los bosques de Chile y Argentina. El estudio de los anillos en Araucarias ha permitido reconstruir como habrían sido las condiciones hidrológicas de importantes ríos en el Sur de Chile, como el río Biobío y el río Imperial3, durante los últimos quinientos y trescientos años, respectivamente. Este tipo de estudios ha ayudado a determinar periodos donde los ríos transportaban más o menos agua, respecto a las actuales condiciones. Por otra parte, estos estudios permiten determinar si estos periodos podrían tener una componente cíclica y su posible relación con forzantes del clima a escala global (por ejemplo, el fenómeno del Niño (técnicamente conocido como El Niño Oscilación del Sur o ENSO)) o la Oscilación Antártica (AAO), entre otros).
Sin duda, uno de los más recientes aportes de la Dendrocronología en Sudamérica ha sido la generación del primer atlas de sequía para la región, que cubre entre los años 1400 y 2000. Este atlas fue generado con información de más de 290 bosques que crecen desde el Altiplano hasta Tierra del Fuego. La creación de este atlas ha permitido tener una perspectiva del clima regional que puede ser comparado con otras regiones del planeta. Por ejemplo, en el atlas Sudamericano se destaca el año 1786 como un año extremadamente seco. Al comparar con otros atlas creados usando el registro de anillos de árboles de otras regiones del mundo (Por ejemplo, MXDA en México, NADA para Estados Unidos y Canadá, y ANZDA para el Este de Australia y Nueva Zelanda), podemos ver que este año seco registrado, por ejemplo, en la Patagonia, también fue seco en el hemisferio norte (principalmente Alaska y el Sur de México) y en Tasmania en el Hemisferio Sur (Figura 4). Esto debido a que el índice de Palmer (PDSI) muestra valores negativos durante ese año en estas regiones. Este tipo de observaciones permite generar hipótesis de investigación acerca de posibles conexiones en el clima entre el hemisferio norte y el hemisferio sur, probablemente vía el Océano Pacífico. Más información del Atlas de sequía para Sudamérica SADA puede ser encontrada en la página del CR2.
Si bien, la Dendrocronología en Chile ha aportado con diversos estudios que han permitido entender el clima pasado, existen diversas aplicaciones que han sido muy poco desarrolladas hasta la fecha. Por ejemplo: la datación del avance y retroceso de glaciares, reconstrucciones de actividad volcánica, la señal de actividad tectónica ocasionada por mega terremotos históricos como el de Valdivia en 1960, entre otros. No obstante, un área emergente y que ha mostrado ser muy relevante al permitir evaluar la contaminación ambiental es la Dendro Química. Gracias a ella, se ha podido detectar que los anillos de los árboles en Puchuncaví (V región, Chile), presentan concentraciones de metales pesados (Cadmio, Plomo, Zinc) por sobre la norma, siendo estos altamente nocivos para la salud de las personas. Para el caso de Puchuncavi, estos metales son, en su mayoría, provenientes de la actividad industrial generada en la localidad de Ventanas.
Hoy en día, la Dendrocronología avanza a grandes pasos en Chile y el mundo, logrando posicionarse como una técnica integradora de lo que acontece en nuestro entorno. Sin embargo, aún faltan muchas áreas de las Ciencias de la Tierra y Naturales en las cuales su uso aportaría información relevante, que sin duda nos ayudaría a comprender mejor nuestro planeta.
