В некоторых странах принято использовать химические «показания» древесных кернов в качестве доказательной базы, показывающей временные рамки начала или прекращения техногенных или же экстремальных воздействий природного характера на лесные экосистемы. При этом для доказательства нередко используют очень ограниченный объем материала. Однако сотрудники Сибирского федерального университета (СФУ) и Института леса имени В. Н. Сукачева СО РАН уверены: судить о наличии или отсутствии опасных «накоплений» вещества (например, мышьяка) по одному-двум кернам совершенно не корректно.
Ученые исследовали закономерности содержания различных химических элементов в древесине сосны обыкновенной и выяснили, что распределение и концентрация химических элементов в годичных кольцах не подчиняются строгим закономерностям. Выводы ставят под сомнение использование химических «показаний» древесины в судебной практике, например в процессах, связанных с загрязняющим действием химического, машиностроительного, металлургического производства.
Полученные без вреда для деревьев пробы, так называемые керны, извлекались из стволов с разных сторон света. С помощью специального прибора рентгенофлюоресцентного анализа, в высоком разрешении были исследованы десятки кернов деревьев одного возраста, произрастающих в пределах однородного участка, проанализирован элементный состав тысяч годичных колец.
«Древесина имеет свойство накапливать многие химические вещества, в микроскопических концентрациях в них содержится даже золото. Мы сосредоточились на тринадцати из них, в частности на алюминии, калии и кальции, фосфоре, железе, меди и стронции. Нужно было выяснить, встретится ли в сопоставимом количестве, например, медь, обнаруженная в керне одного дерева, в том же участке годичного кольца в других пробах, полученных из других частей ствола. Мы знаем, что кальция, в силу ряда процессов, будет больше в сердцевинной части дерева и меньше — ближе к внешней, и это подтверждается экспериментально. Однако большинства других элементов эта или другие закономерности, судя по всему, не касаются. Элементы распределяются таким образом, что самые современные методы статистического анализа, как правило, не позволяют отследить четкую взаимосвязь», — рассказал ведущий научный сотрудник научно-учебной лаборатории экологического мониторинга, профессор кафедры экологии и природопользования СФУ Владимир Гавриков.
По словам ученых, такой результат дает право оспаривать некоторые методы, которые считались устоявшимися и начали использоваться, например в судебной практике.
«Полученные результаты, как минимум, заставляют нас задуматься о необходимости стандартизировать методику отбора материала. Сейчас в мире принято брать керны на уровне груди взрослого человека: примерно 1,20–1,30 см от поверхности земли. Однако мы полагаем, что в рекомендациях необходимо учитывать и то, с какой стороны материал отбирается относительно сторон света, а также в какой части ствола фиксируется максимальная и минимальная ширина годичного кольца», — отметил соавтор исследования, доцент кафедры экологии и природопользования, директор Института экологии и географии СФУ Руслан Шарафутдинов.
Ученый пояснил, что у исследования есть и методологическая ценность. Оно ставит перед научным сообществом ряд вопросов, которые придется решать, если сохраняется намерение и далее сопоставлять исторические события типа извержений вулканов с накоплением определенных химических веществ в древесине.
Результаты исследования опубликованы в ведущем международном журнале.