Dendrocronología, descubriendo la historia secreta que guardan los árboles

Nuestra memoria es muy corta, solo recordamos algunas decenas de años. Sin embargo, los árboles almacenan información de cientos y en algunos casos de miles de años, y tienen mucho que contar sobre nuestra historia.

Árboles como la queñoa (Polylepis tarapacana), el ciprés de cordillera (Austrocedrus chilensis), la lenga (Nothofagus Pumilio) o la araucaria (araucaria araucana), habitan sectores de Sudamérica desde hace miles de años, siendo testigos de muchos eventos históricos del pasado. Pero los arboles no son simples espectadores, ya que ellos guardan rastros de los eventos ambientales que viven cada año, lo que queda reflejado en el ancho de sus anillos. Así, los árboles se convierten en verdaderos archivos climáticos, geomorfológicos, ecológicos, hidrológicos y arqueológicos.

A medida que pasan los años, los troncos de los árboles crecen, sumando en su interior más anillos con diferentes características de acuerdo las condiciones  que se presentan cada año, las cuales pueden ser condiciones ambientales de tipo físico, como temperatura y precipitación, y de carácter biótico, como la competencia en el sitio donde crece.  La formación de un anillo de crecimiento comienza en primavera y termina cuando las temperaturas vuelven a ser bajas, generalmente en otoño. La agrupación de células al final de la estación de crecimiento marca el límite entre un anillo y el siguiente, determinando características físicas (grosor, densidad) y químicas (isótopos, metales) en su estructura.

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En condiciones ideales, los árboles crecen rápidamente y forman anillos anuales anchos. Mientras que durante las sequías, el frío impropio de la estación y otras condiciones inusuales, el crecimiento se ralentiza y los anillos son más estrechos. Estos anillos, que no crecen de manera uniforme y varían de color, tamaño y características químicas, son posibles de descifrar para entender los eventos naturales y antrópicos ocurridos en el pasado y comprender los eventos que suceden en el presente.

Dicho en otras palabras, es como si los árboles tuvieran un lenguaje que nosotros podemos interpretar de tal manera que nos permita descifrar eventos naturales como lluvia, temperatura, sismos, deslizamiento de tierra, actividad volcánica, y, en ocasiones, eventos antrópicos como incendios, la fecha de tala de un bosque o la fecha de aprovechamiento de resina.

El árbol es capaz de registrar todo lo que le va pasando y es a través de la dendrocronología, una disciplina que se encarga de fechar y estudiar eventos naturales mediante los anillos de crecimiento de los árboles, que los científicos han sido capaces de acceder a este archivo y analizar patrones espaciales y temporales de procesos biológicos, físicos o culturales.

“Básicamente, de una u otra forma, todos los estímulos que están recibiendo los árboles en el momento de la temporada de crecimiento, lo van dejando registrado en los anillos, ya sea el clima, el fuego, los ataques de insectos, terremotos o la contaminación, va quedando registrado en distintas propiedades de la madera, en el ancho de los anillos, cuanto crecieron, la densidad del anillo, el contenido de los isótopos de los anillos, el contenido químico. Hay muchos parámetros que se pueden estudiar de los anillos justamente para ir rescatando estas señales ambientales y por eso es una disciplina que a mí siempre me gustó mucho, porque aparte de estudiar los bosques, la dendrocronología sirve justamente para estudiar otras cosas que no son el bosque”, agrega Duncan Christie, biólogo y doctor en Ciencias Forestales, académico del Laboratorio de Dendrocronología y Cambio Global del Instituto de Conservación, Biodiversidad y Territorio de la Universidad Austral.

El término dendrocronología deriva de las palabras griegas dentron (árbol), cronos (tiempo), y logos (conocimiento), y su origen proviene de estudios realizados por el astrónomo A. E. Douglas a principios del siglo XX, donde el científico logró observar la relación que existía entre los ciclos solares, el clima y los anillos de crecimiento de los árboles, comprendiendo que estos tenían un gran potencial para entender eventos climáticos del pasado.

“Existe un principio básico en la dendrocronología que en el fondo se asocia con que toda una población de individuos de la misma especie están bajo el mismo patrón climático común. Entonces, como están bajo el mismo patrón climático común, lo más probable es que tenga un crecimiento similar. Obviamente hay otros factores también bióticos o abióticos que influyen en el crecimiento, pero gran parte es por la influencia climática, entonces uno hace una sincronización en el crecimiento a través de un análisis estadístico y uno puede anclar esto y reconstruir una cronología climática”, agrega Alejandro Venegas, ingeniero forestal y doctor en Ciencias con mención en Conservación de Ecosistemas Forestales e investigador del Centro de Observación de la Tierra “Hémera” de la Universidad Mayor.

Por ello es que originalmente esta disciplina era usada como un buen indicador del clima pasado. Sin embargo, esta ciencia posee una infinidad de aplicaciones en un vasto campo de estudios científicos debido a que los árboles son capaces de registrar la información de muchos factores que influyeron en su crecimiento.

Algunas de sus aplicaciones son en la climatología, donde es utilizada principalmente para la realización de reconstrucciones con resolución anual de precipitación, temperatura o forzantes climáticos de gran escala; en hidrología, donde se aplica para el desarrollo de reconstrucciones de caudales de ríos, inundaciones y niveles freáticos; en ecología, donde se utiliza para el estudio de dinámica de poblaciones, estructura de edades en un bosque, patrones temporales y espaciales de establecimiento de especies y fechado de perturbaciones como incendios; en geomorfología, donde se usa para datar el retroceso de glaciares, deslizamientos de tierra, erupciones volcánicas y terremotos; y en arqueología, donde se utiliza para la datación de estructuras antiguas y patrimoniales.

“Como esta formación es anual podemos trabajar con preguntas ecológicas, que trabajan asociadas a la dinámica de crecimiento de los árboles y su relación con el clima, también con la interacción con otras especies y con otros factores tanto bióticos como abióticos; también se pueden responder preguntas climatológicas, por ejemplo reconstruir la precipitación histórica de un lugar donde no existen registros de datos instrumentales o reconstruir caudales de los ríos; también se pueden responder preguntas relacionadas a la geomorfología como eventos de avalancha de nieve, terremotos o maremotos; y además se puede trabajar con la arqueología, que son el estudio de todas estas piezas de madera que se pueden datar justamente con los anillos de crecimiento”, señala el Dr. Alejandro Venegas, quien además es académico del instituto ICA3 de la Universidad de O’higgins.

Cabe destacar, igualmente, que los árboles deben cumplir con ciertas características para tener potencial dendrocronológico, como poseer los anillos bien marcados, por lo que no todas las especies son de mucha utilidad para esta ciencia. Como señala el Dr. Duncan Christie, quien además es investigador del Centro de Ciencia del Clima y la Resilencia (CR)2: “Tienen que reunir ciertas características para que se puedan utilizar, como por ejemplo que tengan una muy buena definición de los límites de los anillos, que los árboles de un bosque muestren una señal común bastante fuerte como para poder indicar lo que está pasando a nivel de la población y no al árbol individual en particular, entre otras características”.

En los trópicos, por ejemplo, los árboles no muestran patrones estacionales distintivos, de ahí que la dendrocronología tropical resulte difícil. “A veces pasa de que hay algunas especies que forman anillos que le llamamos falsos, porque son influenciados por alguna anomalía climática que ocurrió en ese periodo, pero que en realidad no son anillos de crecimiento. Por ello uno tiene que buscar el potencial dendrocronológico que tiene cada especie. En nuestro ambiente mediterráneo los climas son bien marcados, tenemos inviernos bien fríos y lluvioso, y veranos secos y caluroso, y en general la mayoría de las especies que tenemos marca el anillo. Sin embargo no todas son visibles, hay algunas en que la forma de la célula no está tan marcada como en otras especies, entonces no tendrían un potencial de dendrocronológico”, indica el Dr. Venegas.

En ese sentido, las especies más utilizadas en Chile, por la anatomía de la madera, son las especies de coníferas como las araucarias, los cipreses, el alerce, entre otros. Sin embargo, como menciona el Dr. Venegas, en los últimos años se han agregado nuevas especies a este listado, específicamente especies del bosque mediterráneo, el cual ha sido muy poco estudiado por esta disciplina y tiene un gran potencial para estudiar los efectos de la megasequía que afecta a la zona centro de nuestro país. “Con las que mejor hemos tenido resultados son el peumo y el belloto del norte, que son dos especies de la familia Laurasia que marcan bien los anillos de crecimiento y que son muy sensibles a las variaciones de la precipitación”, indica.  

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Dendrocronología para estudiar la sequía y sus efectos

Gracias a la dendrocronología ha sido posible generar un sinfín de descubrimientos científicos relacionados con la ecología, el clima, la geomorfología, la hidrología y la arquitectura desde su descubrimiento. Sin embargo, esta disciplina no llegó a Sudamérica hasta finales del siglo XX, durante 1980 y 1990, cuando comenzaron a formarse muchos dendrocronólogos en Chile y Argentina y por lo tanto las investigaciones en temas dendrocronológicos crecieron exponencialmente.

En ese sentido, uno de los descubrimientos más relevantes que se generaron gracias a esta ciencia en Chile, y en Sudamerica, fue la reconstrucción de las precipitaciones históricas ocurridas en la cordillera de Los Andes en el último milenio. Y es que gracias a estas reconstrucciones, es que se ha podido determinar que el clima de la zona centro de Chile ha sido históricamente muy volátil, presentando años puntuales de fuertes sequías, seguidos de años muy lluviosos, a lo largo de más de mil años.  

Sin embargo, gracias a estos datos también se pudo determinar que la megasequía que azota a la zona centro del país hace más de 10 años es un fenómeno inédito, un evento que nunca, en más de mil años, había ocurrido. Así lo explica el Dr. Christie: “Siempre hemos tenido en Chile central años de sequía severa puntuales, pero eso entra un contexto de que puede haber un año extremadamente seco como el año 1998, pero el año previo o el año que viene después es sumamente lluvioso. Mientras que lo que tenemos en los últimos 10 años, desde el año 2010 en adelante, es que tenemos una condición de déficit de precipitaciones continuas, o sea, todos los años hemos estado bajo la media, un promedio de 30% de déficit, y aparte de eso hemos tenido dos eventos de hipersequía, la del 2019 y del 2021. Entonces lo que ha sucedido en el con la lluvia de Chile central es algo que al menos dentro del contexto de los últimos mil años, que es lo que nos entregan los árboles, es algo que no había sucedido. Entonces dentro en la jerga del cambio climático, eso lo podemos mencionar como un cambio en el clima. Hay un cambio en el clima durante los últimos 12 años que no había sucedido durante los últimos mil años.”

Lo anterior es un fenómeno muy preocupante que mantiene a la comunidad científica en estado de alerta, ya que, como señala el Dr. Venegas, muchas especies no tienen la capacidad adaptativa para hacerle frente a estos niveles de escasez hídrica. “Estos dos últimos eventos ocurrieron dentro de un período de megasequía, y esto fue como un efecto gatillante que causó un aumento de la mortalidad en muchos tipos de bosque, especialmente el bosque esclerófilo”, agrega.

“Lamentablemente la mayoría de los árboles mueren. Sin embargo, rebrotan. Y el gran desafío que tenemos aquí los científicos es usar la información que tenemos de los anillos para saber cómo los bosques van a poder proyectarse en el futuro, entender cómo van a responder a las condiciones futuras, teniendo en cuenta también el cambio climático”, finaliza el investigador de la Universidad Mayor.