Ученые считают древнюю солнечную бурю предупреждением для Земли

Ночное небо осветилось так ярко, что некоторым показалось, будто наступило утро. Золотоискатели в Скалистых горах Канады проснулись в час ночи, стали готовить завтрак и делать утренние дела. Птицы запели так, словно солнце уже взошло. Системы телеграфной связи по всему миру отключились, отправка сообщений стала невозможна.

Читайте ИноСМИ в нашем канале в Telegram

Это событие 1859 года, получившее название Каррингтонского, а затем долгое время считалось сильнейшей геомагнитной бурей в истории наблюдений: она вызвала северное сияние в южных районах США вплоть до Флориды и Центральной Америки и вывела из строя системы связи. Но в одном из недавних исследований были представлены доказательства гораздо более масштабной солнечной бури, способной побить все существующие рекорды.

Авторы определили, что крупнейшая из когда-либо обрушивавшихся на Землю солнечных бурь и, по оценкам, на порядок превосходящая Каррингтонскую, произошла 14 300 лет назад. При этом она является свидетельством до сих пор неизвестного аспекта экстремального поведения Солнца, опасного для Земли.

“Ясно, что, если бы одно из этих событий произошло сегодня, то оказало бы весьма разрушительное воздействие на нашу энергосистему и интернет, — заявил ведущий автор исследования Эдуард Бард (Edouard Bard). — Это действительно привело бы к замораживанию практически всех коммуникаций и невозможности поездок”.

В отличие от Каррингтонской вспышки, это событие не сопровождалось сообщениями о ярких танцующих огнях или изменениях в поведении животных. Вместо этого ученые обнаружили следы солнечной бури в кольцах вековых деревьев во французских Альпах и ледовом щите Гренландии.

Связь космического феномена с деревьями может показаться случайной, но объясняется законами физики, отметил не принимавший участия в исследовании астроном Бенджамин Поуп (Benjamin Pope). Космическое излучение, или высокоэнергетические частицы, могут проникать в атмосферу Земли и вызывать ядерные реакции. Например, превращать атомы азота в верхних слоях атмосферы в радиоактивный углерод-14. Этот изотоп проникает всюду: в растения, животных, людей, океаны, а также годичные кольца деревьев, способные к архивации событий на протяжении многих лет.

“Это огромная промежуточная дисциплина с участием археологов, химиков и физиков, а также наш единственный реальный способ понять раннюю физику Солнца”, — сказал работающий в Австралийском университете Квинсленда Поуп.

Команда измерила уровень радиоуглерода в деревьях французских Альп, которые оказались старше предыдущей выборки. По словам Барда, обычно подобные замеры очень скучны и однообразны, но в данном случае 14 300 лет назад произошел один весьма отчетливый всплеск.

По словам соавтора исследования Тима Хитона (Tim Heaton), количество произведенного тогда радиоуглерода в 5-10 раз превышает обычный годовой объем. Команда полагает, что всплеск вызвала мощная солнечная буря или вспышка, в результате которой в атмосферу Земли попало огромное количество энергетических частиц.

“Я, конечно, не ожидал ничего столь значительного, как это, — сказал Хитон, специалист в области статистики из британского Университета Лидса. — Похоже, ничего столь же крупного мы до сих пор не встречали”.

Подтвердить факт радиоуглеродного всплеска команде помог анализ ледяных кернов Гренландии. По аналогии с углеродом-14 солнечные частицы и космические лучи могут также создавать способный оседать во льдах изотоп бериллий-10. Бард заявил, что обнаружение всплеска в обоих наборах данных “действительно указывает на четкое понимание механизма”.

Авторы исследования также обнаружили, что повышение уровня радиоуглерода сохраняется в течение века после всплеска — период, когда солнце затихает. Цикл естественного снижения его активности длится 11 лет, но вышеописанное событие показывает, что пики нескольких последовательных солнечных циклов были ниже нормы — большой солнечный минимум. Как пояснил Хитон, в норме магнитное поле Солнца защищает Землю от космических лучей, но понижение его активности генерирует больше радиоуглерода.

Другие не до конца убеждены в том, что эти данные связаны с крупной солнечной бурей. Ученый Флориан Адольфи (Florian Adolphi), который не принимал участия в исследовании, сказал, что обращать внимание следует также на концентрацию изотопа хлора-36, который в сравнении с радиоуглеродом и бериллием более чувствителен к солнечной космической радиации. Бард с коллегами уже собирают дополнительные данные, включая содержание изотопа хлора в ледяном щите Антарктиды.

“Аналогичным образом предстоит проверить, действительно ли это событие было сильнейшим из наблюдавшихся до сих пор”, — сказал Адольфи, старший научный сотрудник Института полярных и морских исследований им. Альфреда Вегенера в Германии. В целом он счел исследование удачным и предоставляющим убедительные доказательства одного из солнечных событий прошлого, что открывает возможности для дальнейших изысканий, направленных на выяснение его точной причины и амплитуды.

Крупнейшее из зарегистрированных событий стало одной из девяти экстремальных солнечных бурь за 15 тысяч лет, обнаруженных в последнее десятилетие по годичным кольцам деревьев. Эти экстремальные явления известны как События Мияке — в честь японского физика Фусы Мияке (Fusa Miyake), которая первой в 2012 году обнаружила радиоуглеродные всплески в годичных кольцах деревьев. Ни одно из них не было непосредственно наблюдаемым подобно Каррингтонскому.

Поуп считает, что События Мияке, по-видимому, происходят случайным образом примерно раз в тысячу лет. По его оценкам, каждое десятилетие риск возникновения такого события составляет примерно 1% с угрозой для электросетей, спутников и интернета.

“Даже если эти События Мияке происходят раз в тысячу лет, это довольно серьезный момент, который определенно заслуживает инвестиций в понимание такого рода событий, а также способов их предсказания и смягчения последствий при наличии таковых”, — отметил Поуп, назвав последнее исследованием действительно интересным.

Ученый-климатолог из Коллеж-де-Франс Эдуард Бард говорит, что изучение поведения Солнца в прошлом важно для прогнозирования новых солнечных бурь и понимания влияния нашей звезды на земной климат. Последнее не так велико, как потепление вследствие выбросов парниковых газов, но все же числится среди факторов, которые необходимо учитывать в климатических моделях.

“Солнечная активность также изменяет излучение солнца, — сказал Бард. — Нельзя считать солнце постоянной величиной. Для расчета изменчивости климата необходимо анализировать его поведение в течение продолжительных периодов времени”.

Автор статьи: Каша Патель (Kasha Patel)