Ağaç halkalarındaki radyoaktif izler, Dünya’nın açıklanamayan ‘radyasyon fırtınaları’ tarihini ortaya koyuyor

Gezegenleri ararken ve yıldızlarını incelerken dünyanın en büyük teleskoplarından bazılarını kullanma ayrıcalığına sahip oldum. Ancak ekibimiz son zamanlarda kozmosu incelemek için daha da büyük bir sisteme yöneldi: Dünya’nın ormanları.

Son 10.000 yılda Dünya’yı yarım düzine kez süpüren gizemli “radyasyon fırtınalarını” incelemek için dünyanın dört bir yanındaki ağaç halkalarında kalan radyoaktif imzaları analiz ettik.

Bugün yayınlanan sonuçlarımız, Kraliyet Cemiyeti A Bildirilerisuçlu olarak “güneş patlamalarını” ekarte edin – ancak gerçek neden bilinmiyor.

Ağaç halkalarına yazılmış bir tarih

Yüksek enerjili radyasyon üst atmosfere çarptığında nitrojen atomlarını radyoaktif karbon-14 veya radyokarbona dönüştürür. Radyokarbon daha sonra havadan ve okyanuslardan süzülür, tortulara ve bataklıklara, size ve bana, hayvanlara ve bitkilere – yıllık ağaç halkalarına sahip sert ağaçlar da dahil olmak üzere – süzülür.

Arkeologlar için radyokarbon bir nimettir. Oluşturulduktan sonra, karbon-14 yavaş ve istikrarlı bir şekilde nitrojene bozunur; bu, organik örneklerin yaşını ölçmek için bir saat olarak kullanılabileceği anlamına gelir. radyokarbon tarihleme.

Gökbilimciler için bu aynı derecede değerlidir. Ağaç halkaları, “kozmik ışınlar” adı verilen yüksek enerjili parçacıkların yıldan yıla kaydını verir. bin yıl geriye gitmek.

Dünyanın ve güneşin manyetik alanları bizi Galaksiden geçen kozmik ışınlardan korur. Bu manyetik alanlar daha zayıf olduğunda daha fazla kozmik ışın Dünya’ya ulaşır ve alanlar daha güçlü olduğunda daha az kozmik ışın ulaşır.

Bu, ağaç halkalarındaki karbon-14 seviyelerinin yükselmesi ve düşmesinin bir tarihi kodladığı anlamına gelir. güneş dinamosunun 11 yıllık döngüsü (güneşin manyetik alanını yaratır) ve Dünyanın manyetik alanı.

Miyake etkinlikleri

Ancak ağaç halkaları, şu anda açıklayamadığımız olayları da kaydeder. 2012 yılında Japon fizikçi Fusa Miyake bir başak keşfetti MS 774’ten itibaren ağaç halkalarının radyokarbon içeriğinde. O kadar büyüktü ki, birkaç sıradan yıllık kozmik ışınlar aynı anda gelmiş olmalı.

Aramaya daha fazla ekip katıldıkça, daha fazla “Miyake olayı” hakkında ağaç halkası kanıtı ortaya çıkarıldı: 993 AD ve MÖ 663ve tarih öncesi olaylar 5259 M.Ö., 5410 M.Ö.ve 7176 M.Ö..

Bunlar zaten arkeolojide bir devrime yol açtı. Eski bir örnekte bu kısa, keskin sivri uçlardan birini bulmak tarihini tek bir yıla sabitlersıradan radyokarbon tarihlemesinden kaynaklanan onlarca yıl veya yüzyıl belirsizliği yerine.

Diğer şeylerin yanı sıra, meslektaşlarımız 993 AD olayını kullandılar. kesin yılı ortaya çıkarmak için Amerika’daki ilk Avrupa yerleşimi olan Newfoundland’daki L’Anse aux Meadows’daki Viking köyü: MS 1021.

Büyük radyasyon darbeleri tekrar olabilir mi?

Fizik ve astronomide bu Miyake olayları bir sır olarak kalıyor.

Bu kadar büyük bir radyasyon nabzını nasıl elde ediyorsun? Bir sürü kağıt süpernovayı suçladı, gama ışını patlamaları, manyetize nötron yıldızlarından patlamalarve hatta kuyruklu yıldızlar.

Ancak en yaygın kabul gören açıklama Miyake olaylarının “güneş süper parlamaları” olduğudur. Güneşten gelen bu varsayımsal patlamalar, modern çağda kaydedilen en büyük patlamadan belki de 50-100 kat daha enerjikti. Carrington Etkinliği 1859.

Bugün böyle bir olay olsa elektrik şebekelerini, telekomünikasyon ve uyduları mahvetmek. Bunlar rastgele, yaklaşık bin yılda bir meydana gelirse, bu her on yılda bir %1’lik bir şanstır – ciddi bir risktir.

Gürültülü veriler

UQ’daki ekibimiz, mevcut tüm ağaç halkası verilerini gözden geçirmek ve Miyake olaylarının yoğunluğunu, zamanlamasını ve süresini ortaya çıkarmak için yola çıktı.

Bunu yapmak için bir sorunu çözmek için bir yazılım geliştirmemiz gerekiyordu. denklem sistemi bu model, radyokarbonun bütünü nasıl filtrelediğini küresel karbon döngüsüokyanusların, bataklıkların veya sen ve ben yerine, hangi yıllarda ağaçlarda hangi kesrin bittiğini bulmak için.

Arkeologlarla birlikte çalışarak, ilk tekrarlanabilir, sistematik çalışmayı yayınladık. yayınlanan verilerin 98 ağacının tümü Miyake etkinliklerinde. Biz de yayınladık açık kaynak modelleme yazılımı gelecekteki çalışmalar için bir platform olarak

Güneş patlamalarının fırtınaları

Sonuçlarımız, her olayın tek seferde bir ila dört normal yıllık radyasyon sağladığını doğrulamaktadır. Daha önceki araştırma Dünya’nın kutuplarına daha yakın önerilen ağaçlar daha büyük bir artış kaydetti – bu, güneş patlamalarından sorumlu olsaydı beklediğimiz şeydi – ancak daha büyük bir ağaç örneğine baktığımızda yaptığımız çalışma, durumun böyle olmadığını gösteriyor.

Ayrıca, bu olayların güneşin 11 yıllık faaliyet döngüsünün herhangi bir noktasına ulaşabileceğini gördük. Öte yandan güneş patlamaları, olma eğilimi etrafında döngünün zirvesi.

En şaşırtıcı olanı, birkaç ani yükselişin, karbon döngüsü boyunca yeni radyokarbonun yavaş sürünmesiyle açıklanabilecek olandan daha uzun sürmesi. Bu, ya olayların bazen bir yıldan uzun sürebileceğini, bu da dev bir güneş patlaması için beklenmeyen bir durum olduğunu ya da ağaçların büyüme mevsimlerinin daha önce düşünüldüğü kadar eşit olmadığını gösteriyor.

Bana kalırsa, Miyake olaylarının en olası suçlusu hâlâ güneş. Bununla birlikte, sonuçlarımız, devasa bir süper parlamadan ziyade bir güneş patlaması fırtınası gibi bir şey gördüğümüzü gösteriyor.

Bu olaylarda tam olarak ne olduğunu saptamak için, bize zaten bildiğimiz olayların daha iyi bir resmini vermek için daha fazla veriye ihtiyacımız olacak. Bu verileri elde etmek için daha fazla ağaç halkasına ve ayrıca aşağıdakiler gibi diğer kaynaklara ihtiyacımız olacak. Kuzey Kutbu ve Antarktika’dan gelen buz çekirdekleri.

Bu gerçekten disiplinler arası bir bilimdir. Normalde güzel temiz, hassas teleskoplar hakkında düşünürüm: karmaşık, birbirine bağlı Dünya’yı anlamak çok daha zordur.

Bu makale şuradan yeniden yayınlandı: Konuşma Creative Commons lisansı altında. Okumak orijinal makale.