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巴黎圣母院顶楼

首席形象设计由Emily Cho

2019年4月发生在巴黎圣母院的令人震惊的大火提供了一个不同寻常的机会。通过筛选这座标志性大教堂的遗迹,研究人员计划重建中世纪的气候,并可能为今天的气候如何发挥作用提供线索。

Valérie Daux总是期待在上班的路上路过圣母院。这座深受人们喜爱的巴黎大教堂有着巨大的彩色玫瑰窗和两座高塔,被认为是法国哥特式建筑最伟大的典范之一。但大火席卷了巴黎圣母院的阁楼,使大部分建筑化为灰烬。

现在,气候科学环境实验室的气候科学家杜克斯在这些遗骸中看到了一个机会,因为它打开了进入保存在横梁和原木中的气候历史档案的途径。

巴黎圣母院的阁楼被称为“森林”,因为1220年在其结构上增加了古代梁的格子结构。总共大约有1.3万根梁被安装在框架中,每根都是由一棵800岁的橡树做成的。这些旧的、干燥的木头为火势提供了燃料,但有些横梁只被表面烧伤而幸存下来。那些是道克斯最感兴趣的光束。在烧伤下,年轮依然完好无损。

树木每年都会在它们的木材中留下秘密,在树皮下的一层叫做“形成层”。它们每年都会形成新的一层,使树的横截面呈现出典型的靶心外观。年轮包含图案-年图案,年图案。一旦年轮形成,它们就不会发生任何变化。这些信息就像化石一样被锁定。

Daux想要提取这段历史,并利用它重建中世纪温暖时期的气候记录——这一时期以非典型的高温著称——因为这是理解气候在被人类活动改变之前是如何运作的关键时期。在那个时期几乎没有其他树木可供研究。

从历史上看,直接的气候测量并不是很普遍,而且除了极少数例外,不会出现在大约200年前。如果科学家想要了解更多的信息,并将他们的数据延伸到更久远的年代,他们就必须使用“代理”数据——从间接测量中收集的数据。为了做到这一点,他们使用历史记录,比如船舶的航海日志或者他们使用自然气候记录仪,如沉积物、冰芯、花粉化石或树木年轮。

研究人员并没有争论中世纪温暖期(也被称为中世纪气候异常)是否异常温暖。但是到底有多热仍然是个问题。Daux说,也许通过研究圣母大学的日志,他们可以回答这样一个问题:在相对较近的过去,是否有一段时间像今天一样温暖。

科学家们正在研究圣母院阁楼上遗留下来的日志,以重建中世纪的气候数据。

亚利桑那大学的树木年代学家保罗·谢泼德(Paul Sheppard)说,研究圣母大学的树木是“利用了一个独特的机会”。

树木可以活到1000年或更久,但大多数原木在达到这个年龄之前就被砍伐了。用于巴黎圣母院阁楼的树木都需要长到很大才会被砍伐,所以它们都有大约800年的历史。现在很少有有那么古老横梁的纪念碑了。

“这就像第一次看到很久以前的古树。现在欧洲没有其他树种可以追溯到那个时代。所以这些树木将是非常有趣的样本,”Sheppard说,他没有与Daux一起工作。

科学家们一致认为气候变化至少部分是由人类活动提供燃料的,也就是燃烧化石燃料。但谢泼德说,下一个问题是确定我们的地球有多坚韧。地球能在多大程度上从这些戏剧性的变化中恢复过来?

要了解这一点,我们必须从一个长期的角度来理解气候历史,正如谢泼德所说,“不仅仅是人类50年的记忆,或者有记录的过去100年的历史,而是过去1000年?”了解气候变暖期及其之后的变化将有助于回答这个问题。

在这些被烧过的地方,树木的年轮依然完好无损,年轮的年轮模式就像化石一样被封存了起来。

为了解码气候数据,Daux说她将从巴黎圣母院的阁楼上一环一环地切割树木,提取纤维素,以确定每个环的氧和碳成分。然后将这些数据与法国南部一座城堡横梁上的氧气和温度数据进行比较,她就可以开始构建气候历史了。

“你只有了解现在和之前人类活动影响气候的所有机制,才能理解气候,”Daux说,并补充说,最近汽车、化石燃料和人口增长的热潮标志着人类活动的巨大变化。

目前,工作人员仍在清理火灾留下的有毒物质。在圣母院阁楼深处,他们正在对原木进行分类和标记,然后将它们送到一个小组,以确定它们是在何时何地生长的。

当道克斯能够接触到树木时,真正的工作就开始了。巴黎圣母院的破坏影响了巴黎市民的心,并在全球引起了反响。但是,也许,仅仅是也许,并不是一切都失去了,窥视过去的机会将有助于洞察今天的气候。

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