Słoje drzew dają wgląd w burze radiacyjne groźne dla Ziemi

Słoje drzew dają wgląd w burze radiacyjne groźne dla Ziemi

Badania przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu w Queensland rzucają nowe światło na zdarzenia Miyake – tajemnicze, nieprzewidywalne i potencjalnie niszczycielski burze radiacyjne. Zespół kierowany przez dr Benjamina Pope’a z UQ’s School of Mathematics and Physics zastosował najnowocześniejszą statystykę do analizy danych pochodzących z tysiącletnich drzew, by dowiedzieć się więcej o burzach radiacyjnych.

.Zdarzenia Miyake występują mniej więcej raz na 1000 lat i są rejestrowane, jako nagłe wzrosty poziomu radiowęglowego w starożytnych słojach drzew. Dokładna przyczyna nagłych “zalewów” promieniowania, znanych także jako burze radiacyjne, które okresowo przekształcają dodatkowy kawałek azotu w atmosferze w węgiel zasysany przez drzewa, pozostaje nieznana. Wiodącą teoria mówi o tym, że to rozbłyski słoneczne, które są 80 razy silniejsze, niż najsilniejszy rozbłysk, jaki kiedykolwiek zarejestrowano. Jednak badania opublikowane w czasopiśmie Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical, and Engineering Sciences, sugerują, że pochodzenie wybuchów promieniowania może być jeszcze bardziej tajemnicze, niż początkowo sądzono.

Zdarzenia Miyake

.Każdego roku umiarkowane gatunki drzew rozwijają nowy koncentryczny pierścień wokół swoich pni, wskazujący ich wiek. Ponieważ drzewa zasysają węgiel z atmosfery, naukowcy mogą badać ilość promieniowania w atmosferze w najnowszej historii Ziemi, mierząc słoje drzew pod kątem ilości radioaktywnego izotopu węgla-14. Jest on wytwarzany, gdy energetyczne promienie kosmiczne zderzają się z atmosferycznym azotem.

Kiedy promieniowanie uderza w atmosferę, wytwarza radioaktywny węgiel-14, który filtruje przez powietrze, oceany, rośliny i zwierzęta, i wytwarza roczny zapis promieniowania w słojach drzew. Modelowaliśmy globalny cykl węglowy, aby zrekonstruować ten proces w okresie 10 tysięcy lat, aby uzyskać wgląd w skalę i naturę zdarzeń Miyake – komentuje Qingyuan Zhang.

Naukowcy zauważyli do tej pory sześć zdarzeń Miyake w słojach drzew. Wskazują na nie nagłe, jednoroczne skoki stężenia węgla-14 i innych izotopów. Miały one miejsce w cztery razy przed narodzeniem Chrystusa (7176 r, 5410 r, 5259 r. i 660 r.) oraz dwukrotnie w naszej erze (774 r. i 993 r.), obok szeregu innych, mniejszych zdarzeń zauważonych w innych okresach.

Pierwszy autor badania, Qingyuan Zhang, opracował oprogramowanie do analizy danych zawartych w przekrojach drzew. Aby wyjaśnić, czy nagłe skoki węgla-14 były spowodowane przez niewiarygodnie silne rozbłyski słoneczne, stworzono uproszczony model globalnego cyklu węglowego. Naukowcy wprowadzili dane z pierścieni drzew, aby zademonstrować, jak węgiel był produkowany przez promieniowanie słoneczne i wchłaniany do ziemskiej atmosfery, oceanów, ziemi i organizmów. Porównując swoją linię czasu węgla atmosferycznego ze znanym 11-letnim cyklem słonecznym, badacze spodziewali się, że lata wydarzeń Miyake odpowiadają momentom szczytowej aktywności słonecznej.

Ku ich zaskoczeniu, zdarzenia Miyake nie pokrywały się ze szczytem aktywności słonecznej, a niektóre z nich, w przeciwieństwie do krótkich błysków, które rozpoznajemy jako rozbłyski słoneczne, trwały przez rok lub dwa lata. Wyniki badań Qingyuan Zhang dowodzą jednak, że wydarzenia Miyake mają źródło gdzie indziej. “Pokazaliśmy, że nie są one skorelowane z aktywnością plam słonecznych, a niektóre faktycznie trwają rok lub dwa lata. Zamiast pojedynczego natychmiastowego wybuchu lub flary, to na co możemy patrzeć to rodzaj astrofizycznej ‘burzy’ lub wybuchu.”

Te ogromne wybuchy promieniowania kosmicznego, znane jako Zdarzenia Miyake, występowały mniej więcej raz na tysiąc lat, ale to, co je powoduje, jest niejasne. (…) Wiodąca teoria mówi, że są to ogromne rozbłyski słoneczne. (…) Musimy wiedzieć więcej, ponieważ gdyby jeden z nich zdarzył się dzisiaj, zniszczyłby technologię, w tym satelity, kable internetowe, długodystansowe linie energetyczne i transformatory. Efekt dla globalnej infrastruktury byłby niewyobrażalny – mówi dr Benjamin Pope.

Intensywność tych niewyjaśnionych kosmicznych wydarzen jest trudna do zbagatelizowania. Największa zarejestrowana burza słoneczna to Carrington Event z 1859 roku, która po uderzeniu w Ziemię wysłała potężne strumienie cząstek słonecznych. W wyniku ich działania systemy telegraficzne na całym świecie zostały “usmażone”. Spowodowały one również zorze polarne jaśniejsze, niż światło Księżyca w pełni, które pojawiły się aż na Karaibach. Burza wyzwoliła mniej więcej taką samą energię jak 10 miliardów 1-megatonowych bomb atomowych.

Prof. Sangeetha Abdu JYOTHI, jedna z najlepszych specjalistek, zajmujących się badaniem skutków nowego rozbłysku, w opublikowanym na łamach Wszystko co Najważniejsze artykule alarmuje, że nie jesteśmy gotowi na “cyfrową apokalipsę”. Gdyby równie potężny rozbłysk uderzył teraz w Ziemię, spowodowałby przerwy w dostawie prądu i zniszczenia warte biliony dolarów. Jednak zdarzenie Carringtona było 80 razy mniej silne, niż zdarzenie Miyake w roku 774.

Tajemnicze burze radiacyjne

.Po poddaniu w wątpliwość skoków, pochodzących z konwencjonalnie rozumianych rozbłysków słonecznych, naukowcy rozważali, czy zdarzenia Miyake były generowane przez supernowe lub rodzaj superflary słonecznej. Jednak te alternatywne teorie również mają wady. Supernowe produkują radiowęglowe skoki w ziemskiej atmosferze jedynie czasami. Gwiazdy, takie jak nasza, nie są znane z produkcji rozbłysków słonecznych wystarczająco energetycznych, aby spowodować zdarzenia Miyake. Dowodów na rozbłyski słoneczne brak również w odzyskanych zapisach azotanowych rdzeni lodowych dla wydarzeń z roku 774 i 993.

Dr Benjamin Pope komentuje, niemożność wyjaśnienia przez naukowców, czym są Wydarzenia Miyake jest bardzo niepokojąca.

W oparciu o dostępne dane, istnieje mniej więcej jeden procent szansy na zobaczenie kolejnego w ciągu następnej dekady. Ale nie wiemy, jak to przewidzieć ani jakie szkody może spowodować. Te szanse są dość alarmujące i stanowią podstawę do dalszych badań – podkreśla kierujący zespołem naukowiec.

Oprac. Mikołaj Czyż

Materiał chroniony prawem autorskim. Dalsze rozpowszechnianie wyłącznie za zgodą wydawcy. 31 października 2022