Międzynarodowy zespół naukowców odkrył ogromny wzrost poziomu radiowęgla 14 300 lat temu, analizując starożytne słoje drzew znalezione we francuskich Alpach.
Skok radiowęglowy został spowodowany potężną burzą słoneczną, największą, jaką kiedykolwiek zidentyfikowano.
Podobna burza słoneczna miałaby dziś katastrofalne skutki dla współczesnego społeczeństwa technologicznego – potencjalnie niszcząc systemy telekomunikacyjne i satelitarne, powodując masowe przerwy w dostawie prądu i kosztując nas miliardy funtów.
Naukowcy ostrzegają, że zrozumienie takich burz ma znaczenie dla ochrony naszej globalnej infrastruktury komunikacyjnej i energetycznej na przyszłość.
Wyniki wspólnych badań przeprowadzonych przez międzynarodowy zespół naukowców opublikowano dzisiaj (9 października) w czasopiśmie Philosophical Transactions A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences Towarzystwa Królewskiego i ujawniają nowe spojrzenie na ekstremalne zachowanie Słońca i związane z nim ryzyko Do ziemi.
Zespół naukowców z Collège de France, CEREGE, IMBE, Uniwersytetu w Aix-Marseille i Uniwersytetu w Leeds zmierzył poziom radiowęgla w starożytnych drzewach zachowanych na zerodowanych brzegach rzeki Drouzet, w pobliżu Gap, w południowych Alpach Francuskich.
Pnie drzew, które są subfosylnymi pozostałościami, których proces fosylizacji nie został zakończony, pocięto na maleńkie, pojedyncze słoje. Analiza tych pojedynczych pierścieni pozwoliła zidentyfikować bezprecedensowy wzrost poziomu radiowęgla, który miał miejsce dokładnie 14 300 lat temu. Porównując ten skok radiowęglowy z pomiarami berylu, pierwiastka chemicznego występującego w rdzeniach lodowych Grenlandii, zespół proponuje, że skok był spowodowany potężną burzą słoneczną, która wyrzuciła ogromne ilości energetycznych cząstek do atmosfery ziemskiej.
Edouard Bard, profesor ewolucji klimatu i oceanów w Collège de France i CEREGE oraz główny autor badania, powiedział: „Radiowęgiel jest stale wytwarzany w górnych warstwach atmosfery w wyniku łańcucha reakcji inicjowanych przez promienie kosmiczne. Niedawno naukowcy odkryli, że odkryli, że ekstremalne zdarzenia słoneczne, w tym rozbłyski słoneczne i koronalne wyrzuty masy, mogą również powodować krótkotrwałe wybuchy cząstek energetycznych, które utrwalają się jako ogromne skoki produkcji radiowęgla występujące w ciągu zaledwie jednego roku”.
Potencjalnie katastrofalne
Naukowcy twierdzą, że wystąpienie podobnych potężnych burz słonecznych dzisiaj mogłoby być katastrofalne w skutkach dla współczesnego społeczeństwa technologicznego, potencjalnie niszcząc telekomunikację, systemy satelitarne i sieci elektroenergetyczne – i kosztując nas miliardy funtów. Ostrzegają, że zrozumienie przyszłych zagrożeń związanych z takimi wydarzeniami ma kluczowe znaczenie, abyśmy mogli się przygotować, zbudować odporność naszych systemów komunikacyjnych i energetycznych oraz chronić je przed potencjalnymi szkodami.
Tim Heaton, profesor statystyki stosowanej w Szkole Matematyki na Uniwersytecie w Leeds, powiedział: „Ekstremalne burze słoneczne mogą mieć ogromny wpływ na Ziemię. Takie superburze mogą trwale uszkodzić transformatory w naszych sieciach elektroenergetycznych, powodując ogromne i powszechne przerwy w dostawie prądu trwające miesiące. Mogłyby również spowodować trwałe uszkodzenie satelitów, na których wszyscy polegamy w nawigacji i telekomunikacji, czyniąc je bezużytecznymi. Stworzyłyby również poważne ryzyko promieniowania dla astronautów”.
Wydarzenia Miyake
Obecnie zidentyfikowano, że dziewięć takich ekstremalnych burz słonecznych – znanych jako zdarzenia Miyake – miało miejsce w ciągu ostatnich 15 000 lat. Ostatnie potwierdzone wydarzenia Miyake miały miejsce w latach 993 i 774. Ta nowo odkryta burza licząca 14 300 lat jest jednak największą, jaką kiedykolwiek odkryto – mniej więcej dwukrotnie większą od tych dwóch.
Dokładna natura tych Wydarzeń Miyake pozostaje bardzo słabo poznana, ponieważ nigdy nie były one bezpośrednio obserwowane instrumentalnie. Podkreślają, że wciąż musimy się wiele dowiedzieć o zachowaniu Słońca i zagrożeniach, jakie stwarza ono dla społeczeństwa na Ziemi. Nie wiemy, co powoduje występowanie tak ekstremalnych burz słonecznych, jak często mogą występować i czy możemy je w jakiś sposób przewidzieć.
Profesor Bard powiedział: „Bezpośrednie instrumentalne pomiary aktywności słonecznej zaczęto prowadzić dopiero w XVII wieku wraz z liczeniem plam słonecznych. Obecnie szczegółowe zapisy uzyskujemy również za pomocą obserwatoriów naziemnych, sond kosmicznych i satelitów. Jednakże wszystkie te krótkoterminowe instrumentalne pomiary zapisy są niewystarczające, aby w pełni zrozumieć Słońce. Radiowęgiel mierzony w słojach drzew, używany wraz z berylem w polarnych rdzeniach lodowych, zapewnia najlepszy sposób zrozumienia zachowania Słońca w dalszej przeszłości.”
Największa, bezpośrednio obserwowana burza słoneczna miała miejsce w 1859 roku i jest znana jako wydarzenie Carringtona. Spowodowało to ogromne zamieszanie na Ziemi – zniszczenie maszyn telegraficznych i utworzenie nocnej zorzy polarnej tak jasnej, że ptaki zaczęły śpiewać, wierząc, że Słońce zaczęło wschodzić. Jednakże zdarzenia w Miyake (w tym nowo odkryta burza sprzed 14 300 lat) byłyby zdumiewająco większe o cały rząd wielkości.
Profesor Heaton powiedział: „Radiowęgiel zapewnia fenomenalny sposób badania historii Ziemi i rekonstrukcji krytycznych wydarzeń, których doświadczyła. Dokładne zrozumienie naszej przeszłości jest niezbędne, jeśli chcemy dokładnie przewidzieć naszą przyszłość i złagodzić potencjalne ryzyko. Wciąż mamy wiele do nauczenia się Każde nowe odkrycie nie tylko pomaga odpowiedzieć na istniejące kluczowe pytania, ale może także generować nowe.
Cécile Miramont, profesor nadzwyczajny ds. paleośrodowisk i paleoklimatów w IMBE na Uniwersytecie w Aix-en-Provence, powiedziała: „Znalezienie takiej kolekcji zachowanych drzew było naprawdę wyjątkowe. Porównując szerokości poszczególnych słojów w wielu pniach drzew, uzyskaliśmy następnie starannie połączyliśmy oddzielne drzewa, aby stworzyć dłuższą oś czasu, stosując metodę zwaną dendrochronologią. To pozwoliło nam odkryć bezcenne informacje na temat przeszłych zmian środowiskowych i zmierzyć radiowęgiel w niezbadanym okresie aktywności słonecznej.