Вивчаючи активність вуглецю-14 у зрізах стародавньої деревини у французькому регіоні Прованс, міжнародна група вчених виявила різкий сплеск радіовуглецю в кільцях, що утворилися понад 14 тисяч років тому. Тоді Земля зазнала найсильнішої геомагнітної бурі, яка сьогодні призвела б до катастрофічних наслідків для всього технологічного суспільства.
У 2012 році японський фізик Фуса Міяке, на той час аспірантка Нагойського університету, разом із трьома колегами зробила важливе відкриття. У річних кільцях дерев учені виявили сліди найпотужніших сонячних спалахів – викидів потоків високоенергетичних частинок, які поряд із плазмовою хмарою і гамма-променями викликають на нашій планеті геомагнітні бурі. Ці бурі можуть впливати на техніку і зв’язок.
За допомогою методу прискорювальної мас-спектрометрії Міякі досліджувала вміст радіоактивного ізотопу вуглецю-14 в деревних кільцях японського кедра і зафіксувала різкий стрибок радіовуглецю в зрізах деревини, які відносяться до VIII століття.
Вуглець-14 утворюється в атмосфері під дією космічної радіації і потім поглинається рослинами. До підвищення його концентрації можуть призводити, наприклад, сонячні спалахи, гамма-сплески, наднові. Якщо в одному з річних кілець виявити пік радіовуглецю, його можна співвіднести з конкретною астрономічною подією і дізнатися точну дату, коли вона сталася.
Феномен, унаслідок якого відзначають суттєві стрибки атмосферної концентрації радіоактивного ізотопу вуглецю в кільцях дерев, назвали на честь японського фізика – “події Міяке”. Донедавна було відомо вісім таких подій. “Наймолодша” сталася в 993-994 роках, “найстаріша” – у 7176 році до нашої ери.
Міжнародна група дослідників під керівництвом французького кліматолога Едуарда Барда з Коледж-де-Франс у своїй статті, опублікованій у журналі Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, розповіла, що відкрила дев’яту “подію Міяке”. Під час дослідження субфосільних залишків дерев у Провансі.
Субфосильні залишки дерев у річці Друзе / © Cécile Miramont
Учені виміряли рівень вуглецю-14 у зрізах стародавньої деревини, що збереглася на зруйнованих берегах річки Друзе, недалеко від міста Гап у Південних Французьких Альпах, і виявили сплеск радіовуглецю в кільцях, які утворилися 14 300 років тому. Порівнявши цей сплеск із рівнями берилію в гренландських крижаних кернах (берилій утворюється аналогічно до вуглецю-14), дослідники дійшли висновку, що його причиною є потужна геомагнітна буря, яка, своєю чергою, виникла через сильне бомбардування атмосфери Землі високоенергетичними сонячними частинками.
Едуард Бард і його група дійшли висновку, що понад 14 тисяч років тому Земля пережила найсильнішу геомагнітну бурю, відому вченим. Точно не зрозуміло, якої саме шкоди нашій планеті сьогодні міг би завдати такий “шторм”, але автори роботи припустили, що він міг би вивести з ладу всі супутники та спричинити на кілька місяців масові вимкнення електроенергії на половині земної кулі.
“На жаль, у нас немає можливості порівняти цю геомагнітну бурю з будь-якою подібною подією, тому що ми про неї не знаємо. Але можна точно сказати, що найпотужніша геомагнітна буря за всю історію спостережень, яка трапилася 1859 року і яку часто називають “подія Керрінгтона”, що спричинила відмову телеграфних систем по всій Європі та Північній Америці, і в підметки не годиться тій, що ми відкрили. Буря 1859 року була настільки слабкою порівняно з бурею, що сталася 14 тисяч років тому, що вона навіть навряд чи відіб’ється на річних кільцях”, – пояснив один зі співавторів дослідження Тім Хітон із Лідського університету (Велика Британія).
Річні кільця на спилі субфосільного дерева / © Cécile Miramont
Хоча вченим тепер відомо про дев’ять “подій Міяке”, цього все одно недостатньо, щоб зробити про них хоч якісь висновки. Наприклад, зрозуміти, результатом яких саме фізичних закономірностей ці події можуть бути, чи можна їх узагалі передбачити. Також незрозуміло, як змінюється Сонце, перш ніж зробити найпотужніший сонячний спалах, здатний породити найсильніші геомагнітні бурі на нашій планеті. Щоб відповісти на всі ці запитання, необхідні подальші дослідження.
Бард і його команда показали, що геомагнітні бурі руйнівної сили не фантастика: вони реальні, і, можливо, в найближчому майбутньому людство з ними зіткнеться. На думку авторів дослідження, такі події необхідно цілком вивчати, адже, тільки дізнавшись про їхню фізику, люди зможуть розробити системи, які захистять комунікаційні та енергетичні інфраструктури і не призведуть до енергетичного колапсу на десятиліття.