Историята на бомбардирането на Земята с космическа радиация е записана в дърветата.
По-конкретно, когато радиацията достигне земната атмосфера, тя може да промени всеки един азотен атом, който докосне, за да образува форма на въглерода, която от своя страна се поглъща от растенията. Когато свържем пиковете в този въглероден изотоп с растежа на пръстените на дърветата, можем да получим надеждни данни за радиационните бури, бушували преди хиляди години.
Тези данни ни показват, че може би най-мащабните събития от този тип – т.нар. Мияки (кръстени на учена, който ги открива) – настъпват веднъж на няколко хиляди години. Нямаме представа обаче какво ги предизвиква, а ново изследване показва, че водещата ни теория, която ги обяснява с гигантски слънчеви изригвания, вероятно е невярна.
Ако не разполагаме с лесен начин за предсказването на тези потенциално опустошителни събития, един ден ще се изправим пред наистина сериозен проблем.
„Трябва да знаем повече, защото ако едно от тези събития се случи днес, то ще унищожи технологиите ни, включително сателити, интернет кабели, електрозахранващи кабели и трансформатори“, казва астрофизикът Бенджамин Поуп от Университета на Куинсланд в Австралия.
„Ефектът върху световната инфраструктура би бил невъобразим.“
Земята пази данни за тези бури, изпълнени с космическа радиация. Просто трябва да знаем къде точно да ги потърсим. Основната улика, с която разполагаме, е радиоактивния изотоп на въглерода, наречен въглерод-14 (или т.нар. радиовъглерод). В сравнение с останалите изотопи на въглерода, които възникват по естествен път на Земята, радиовъглеродът се среща сравнително рядко. Той се образува единствено в горната атмосфера, когато космическите лъчи се сблъскат с азотните атоми и предизвикат ядрена реакция, която довежда до формирането на радиовъглерод.
Тъй като космическите лъчи се врязват постоянно в нашата атмосфера, ние разполагаме с постоянен, но много малък запас от този изотоп, който пада на повърхността. Част от него се улавя от пръстените на дърветата. Тъй като дърветата добавят по един нов пръстен на година, залежите на радиовъглерод могат да бъдат проследени през времето. Т.е. на практика имаме възможност да получим данни за радиовъглеродната активност през последните десетки хилядолетия.
Ако се натъкнем на пик на радиовъглерода в пръстените на дърветата по света, това би означавало, че е имало и пик на космическа радиация. Съществуват няколко механизма, които могат да предизвикват подобно нещо, и един от тях са слънчевите изригвания. Има обаче и други потенциални източници на радиационни бури, които не сме отхвърлили категорично (същото важи впрочем и за самите слънчеви изригвания).
За да можем да интерпретираме тези данни от пръстените на дърветата обаче, ние трябва да познаваме в детайли световния въглероден цикъл. Ето защо екип от изследователи, ръководен от математика Чингуан Джан от Университета на Куинсланд, решава да го реконструира на базата на всяко едно парченце информация за радиовъглерода от пръстените, което успяват да открият.
„Когато радиацията удари атмосферата, тя образува радиоактивен въглерод-14, който се филтрира през въздуха, океаните, растенията и животните и се документира ежегодно от пръстените на дърветата“, обяснява Джан.
„Ние моделирахме световния въглероден цикъл, за да реконструираме процеса в рамките на период от 10 000 години и да получим информация за мащаба и естеството на събитията Мияки.“
В края на краищата този модел дава на екипа една изключително детайлна картина на няколко радиационни събития – достатъчно, че да заключат, че времето и профила им не могат да бъдат обяснени със слънчеви изригвания. Пикът в радиовъглерод не корелира с активността на слънчевите петна, които от своя страна се свързват с изригванията. Някои от пиковете продължават в рамките на множество години.
Съществуват и несъответствия в радиоактивните профили между отделни региони за едно и също събитие. В рамките на едно голямо събитие, отчетено през 774 г. от н.е., дърветата в някои части на света се отбелязват рязко и внезапно покачване на радиовъглерода за една година, докато при други пикът е по-бавен и разпръснат в рамките на 2-3 години.
Джан смята, че вероятно в случая не става дума за една мигновена експлозия или изригване, а по-скоро за своеобразна астрофизична буря или множество изблици. На този етап учените нямат представа какво би могло да предизвика подобно нещо. Съществуват обаче няколко потенциални обяснения и едно от тях е свръхнова. Радиацията, която подобна експлозия изхвърля, може да измине наистина огромни разстояния. Възможно е през 774 г. от н.е. да е избухнала свръхнова. Нещо повече - до момента учените са установявали връзка между пиковете на радиовъглерод и други потенциални свръхнови. Същевременно обаче са ни известни и свръхнови без радиационни пикове, както и пикове, които не са свързани със свръхнова.
Слънчевите свръхизригвания също биха могли да обяснят събитията Мияки, но изригване, което е довело до радиовъглеродния пик от 774 г. от не., едва ли е дошло от нашето собствено Слънце. Или пък съществува недокументирана досега слънчева активност. Така или иначе едно е сигурно – Мияки продължават да бъдат обвити в мистерия. Според изследователите това е повод за тревожност. Човешкият свят се е променил драматично от 774 от н.е. досега. Днес събитие от ранга на Мияки би предизвикало „интернет апокалипсис“ – то може да нанесе сериозни щети по инфраструктурата, да застраши живота на хората, пътуващи по въздух, и дори да увреди озоновия слой.
„На базата на данните, с които разполагаме до момента, съществува 1 процент вероятност да преживеем подобно нещо през следващото десетилетие“, допълва Поуп.
„Не знаем обаче как да го прогнозираме, нито какви щети би могло да нанесе. Тези шансове са доста притеснителни и те полагат основите на бъдещи изследвания.“
Изследването е публикувано в Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical, and Engineering Sciences.
Източник: Science Alert
