Кільця дерев свідчать про найпотужнішу сонячну бурю в історії

Міжнародна група вчених виявила величезний сплеск рівня радіоактивного вуглецю 14 300 років тому, проаналізувавши стародавні кільця дерев, знайдені у Французьких Альпах. Радіовуглецевий сплеск був спричинений потужною сонячною бурею, найбільшою з усіх, які коли-небудь ідентифікували. Подібна сонячна буря сьогодні була б катастрофічною для сучасного технологічного суспільства — потенційно зруйнувала б телекомунікаційні та супутникові системи, спричинила б масові відключення електроенергії та коштувала нам мільярди фунтів стерлінгів.

Вчені попереджають про важливість розуміння таких штормів для захисту нашої глобальної комунікаційної та енергетичної інфраструктури в майбутньому. Спільне дослідження, проведене міжнародною групою вчених, опубліковане у Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical Physical and Engineering Sciences і розкриває нове розуміння екстремальної поведінки Сонця та ризиків, які воно становить для Землі.

Команда дослідників з Колеж де Франс, CEREGE, IMBE, Екс-Марсельського університету та Університету Лідса виміряла рівень радіоактивного вуглецю у стародавніх деревах, що збереглися на розмитих берегах річки Друзе, поблизу Гапа, у південних французьких Альпах.

Стовбури дерев, які є субкопалинами — залишками, процес скам’яніння яких не завершено, — були розрізані на крихітні поодинокі кільця. Аналіз цих окремих кілець виявив безпрецедентний сплеск рівня радіовуглецю, який стався рівно 14 300 років тому. Порівнюючи цей радіовуглецевий сплеск з вимірюваннями берилію, хімічного елемента, знайденого в гренландських льодових кернах, команда припускає, що сплеск був спричинений потужним сонячним штормом, який міг би викинути величезні обсяги енергетичних частинок в атмосферу Землі.

Едуард Бард, професор еволюції клімату та океану в Колеж де Франс і CEREGE та провідний автор дослідження, сказав: «Радіовуглець постійно виробляється у верхніх шарах атмосфери через ланцюг реакцій, ініційованих космічними променями. Нещодавно вчені зробили виявили, що екстремальні сонячні події, включаючи сонячні спалахи та викиди корональної маси, також можуть створювати короткочасні спалахи енергетичних частинок, які зберігаються у вигляді величезних сплесків у виробництві радіовуглецю, що відбуваються протягом лише одного року».

Дослідники кажуть, що подібні масивні сонячні бурі сьогодні можуть стати катастрофічними для сучасного технологічного суспільства, потенційно знищивши телекомунікації, супутникові системи та електромережі, і коштуючи нам мільярди фунтів. Вони попереджають, що надзвичайно важливо розуміти майбутні ризики подібних подій, щоб ми могли підготуватися, створити стійкість наших комунікаційних та енергетичних систем і захистити їх від потенційної шкоди.

Тім Хітон, професор прикладної статистики в Школі математики Університету Лідса, сказав: «Надзвичайні сонячні бурі можуть мати величезний вплив на Землю. Такі супербурі можуть назавжди пошкодити трансформатори в наших електромережах, що призведе до величезних і повсюдних відключень електроенергії. Вони також можуть призвести до незворотного пошкодження супутників, на які ми всі покладаємось для навігації та телекомунікації, залишивши їх непридатними для використання. Вони також створять серйозні радіаційні ризики для астронавтів».

Встановлено, що дев’ять таких екстремальних сонячних бур, відомих як події Міяке, відбулися за останні 15 000 років. Останні підтверджені події Міяке відбулися в 993 та 774 роках нашої ери. Цей нещодавно ідентифікований шторм віком 14 300 років, однак, є найбільшим з тих, що коли-небудь були знайдені — приблизно вдвічі більший за ці два.

Точна природа цих подій Міяке залишається дуже погано вивченою, оскільки вони ніколи не спостерігалися безпосередньо інструментально. Вони підкреслюють, що нам ще потрібно багато чого дізнатися про поведінку сонця та небезпеки, які воно становить для суспільства на Землі. Ми не знаємо, що спричиняє такі екстремальні сонячні бурі, як часто вони можуть відбуватися та чи можемо ми якось їх передбачити.

Професор Бард сказав: «Прямі інструментальні вимірювання сонячної активності почалися лише в 17 столітті з підрахунком сонячних плям. Зараз ми також отримуємо детальні записи за допомогою наземних обсерваторій, космічних зондів і супутників. Однак усі ці короткочасні інструментальні дані Записів недостатньо для повного розуміння Сонця. Радіовуглець, виміряний у кільцях дерев, який використовується поряд з берилію в полярних льодових ядрах, забезпечує найкращий спосіб зрозуміти поведінку Сонця далеко в минуле».

Найбільша сонячна буря, яку спостерігали безпосередньо, сталася в 1859 році й відома як подія Керрінгтона. Це спричинило масштабні збої на Землі — знищило телеграфні машини та створило нічне полярне сяйво настільки яскраве, що птахи почали співати, вважаючи, що сонце почало сходити. Однак події Міяке (включаючи нещодавно виявлений шторм віком 14 300 років) були б на приголомшливий порядок більшими за розміром.

Професор Хітон сказав: «Радіовуглець забезпечує феноменальний спосіб вивчення історії Землі та реконструкції критичних подій, які вона пережила. Точне розуміння нашого минулого є важливим, якщо ми хочемо точно передбачити наше майбутнє та зменшити потенційні ризики. Нам ще багато чого потрібно навчитися. Кожне нове відкриття не тільки допомагає відповісти на існуючі ключові питання, але також може породжувати нові».

Сесіль Мірамон, доцент кафедри палеосереду та палеоклімату в IMBE Університету Екс-ан-Провансу, сказала: «Виявлення такої колекції дерев, що збереглися, було справді винятковим. Порівнюючи ширину окремих річних кілець на кількох стовбурах дерев, ми ретельно зібрали окремі дерева, щоб створити більш тривалу тимчасову шкалу, використовуючи метод, званий дендрохронологією. Це дозволило нам виявити безцінну інформацію про минулі зміни навколишнього середовища та виміряти радіовуглець за незвіданий період сонячної активності». Джерело